小型模块化反应堆前景光明，但研究人员发现它们不太可能帮助澳大利亚在 2050 年实现净

Josiah02 · 发表于 2024-7-25 03:32:29

　　在太阳能、风能、电池和新输电线路的推动下，澳大利亚的清洁能源转型已经在进行中。
　　但核能呢？反对党领袖彼得·达顿上个月承诺在退役煤电厂的旧址上建造核反应堆——这引发了激烈的争论，即由于成本和时间长，这种老式低碳能源在澳大利亚是否可行。达顿提议建造传统大型核电站和小型模块化反应堆 (SMR) 相结合的核电站。
　　过去十年，人们对 SMR 的兴趣与日俱增。这些反应堆设计旨在解决传统大型反应堆设计中存在的已知问题，即成本、安全性和漫长的建造时间。
　　SMR 准备好了吗？澳大利亚技术科学与工程院的专家在一份新报告中深入研究了该技术的现状和市场考虑因素，总结了该技术的现状。
　　答案是什么？SMR 尚未准备好部署。最早在澳大利亚建造它们要到 2040 年代。这对于推动 2050 年实现净零排放目标来说太晚了。
　　正如我们的报告所指出的，“风险最小的选择”是在技术商业化并在海外成功运行后购买。但一旦技术得到验证，它们就可以用于特定情况，例如为能源密集型制造和炼油提供动力。
　　什么是小型模块化反应堆？
　　小型模块化反应堆是目前正在设计的一系列新型核反应堆。
　　SMR 涉及工厂生产并在现场组装的标准化组件。顾名思义，它们比必须定制建造的传统大型核反应堆要小。从理论上讲，它们也更便宜、更安全。
　　传统核反应堆通常可产生 1 千兆瓦的电力。相比之下，每个 SMR 可产生 50-300 兆瓦的电力。
　　需要 3 到 20 个 SMR 才能提供传统核电站的发电量。许多设计都包含内置被动冷却，以防断电，从而避免熔毁风险。它们可以与单个发电厂内的多个反应堆堆芯以菊花链形式连接在一起。
　　目前，美国、英国、加拿大和韩国的小型核电机组还处于设计阶段，经合组织国家尚未有小型核电机组投入运行。有关其他国家正在开发的小型核电机组的公开信息有限。
　　这种兴趣背后的原因是什么？关键因素包括：
　　碳排放量极低
　　支持可再生能源等间歇性电源的能力
　　比传统核能更容易、更快地建设
　　能够为工业过程提供热量作为关键输入。
　　目前，我们了解到全球有 14 种设计处于相对先进的发展阶段。这意味着这些设计正在接受详细模拟、组件评估和小规模复制品的制作，以供测试和评估。目前尚未有任何经合组织国家批准建造这些设计。
　　SMR 与其他电源相比如何？
　　鉴于SMR距离黄金时段还有一段时间，我们估计澳大利亚最早可能在2040年代建造一座SMR。
　　目前，澳大利亚电网预计每年新增6 吉瓦可再生能源，同时还有大量以电池存储形式调度的能源，以及少量新的天然气发电。
　　鉴于可再生能源和电池技术每年都在变得越来越便宜，昂贵的新型能源可能很难普及。
　　由于SMR仍处于设计阶段，我们没有运行数据来评估其电力成本。
　　即便如此，CSIRO 最新的发电成本研究也表明了这一挑战的规模。该机构预测，到 2030 年，太阳能和风能发电的成本（包括储存和固定容量）将达到每兆瓦时 89-125 澳元。相比之下，GenCost 估计大型核电的成本为每兆瓦时 141-233 美元，而小型核电的成本为每兆瓦时 230-382 美元。
　　未来，小型核反应堆有望为电网做出贡献，为能源密集型行业提供稳定电力。随着该技术的成熟和测试的验证，这些反应堆可能成为传统大型核电站的一种低成本、短建造时间、占地面积较小的替代方案。
　　但它们无法取代我们对可再生能源大规模扩张的需求，至少在未来 20 年内如此。
　　SMR 市场？
　　这份关于澳大利亚小型模块化反应堆的新报告明确指出，成熟的小型模块化反应堆市场将无法及时出现，从而使澳大利亚无法履行到 2050 年实现净零排放的国际承诺。
　　在澳大利亚，采用核能的障碍很大。值得注意的是，联邦政府和许多州都禁止核能发电。任何工作开始之前，必须先推翻这些禁令。
　　需要设立监管机构来监督 SMR 安装的交付、安全、劳动力需求和环境影响等各个方面。我们需要培训一支具有适当技能的劳动力队伍。
　　最重要的是，核能（无论规模大小）是一个存在分歧的问题。澳大利亚需要获得运营核能的社会许可。
　　在小型模块化反应堆技术全球市场尚未成熟之前，澳大利亚发展小型模块化反应堆在财务和技术上也会面临风险。
　　支持者预计，随着技术的成熟、专业知识的发展和规模经济的扎根，SMR 的价格将逐步下降。
　　这需要时间——没有捷径。
　　首先，开发商必须推进设计并获得许可证、资金和建设场地。在澳大利亚，这需要建造一个核能监管机构，并选择社区支持的地点。
　　第二，开发人员将建造一个全尺寸的工作原型。全球的 SMR 开发人员表示，这大约需要 10 年时间。
　　第三，开发人员必须将从全尺寸原型中获得的知识转化为可接受的商业方案。这可能需要原型制作后的三到五年时间。
　　最后，开发商将成为供应商，竞相竞标建造 SMR 的合同，从而形成一个全球市场。我们预计 SMR 的首批商业化发布将在 2030 年代末至 2040 年代中期之间进行。
　　要想将 SMR 认真考虑作为未来电力结构的一部分，仍有许多问题需要解决：成本、建设时间、废物处理、用水、与电网的整合、原住民主权、技能和劳动力等等。但世界各地的公司都在取得进展。
　　未来 10 年，我们将获得更有力的证据证明 SMR 是否能为未来澳大利亚提供电力。

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