圖片來(lái)源：A. Vargas/IAEA

 
小型模塊化反應(yīng)堆 (SMR) 是先進(jìn)的核反應(yīng)堆，其功率容量高達(dá)每臺(tái) 300 兆瓦（電），約為傳統(tǒng)核動(dòng)力反應(yīng)堆發(fā)電容量的三分之一。許多小型模塊化反應(yīng)堆 (SMR)可以在工廠組裝并運(yùn)輸?shù)桨惭b地點(diǎn)，SMR被設(shè)想用于工業(yè)應(yīng)用或電網(wǎng)容量有限的偏遠(yuǎn)地區(qū)等市場(chǎng)。可以產(chǎn)生大量低碳電力的SMR是：

 

 
SMR 的優(yōu)勢(shì)
SMR 的許多優(yōu)點(diǎn)與其設(shè)計(jì)的性質(zhì)（小型和模塊化）有著內(nèi)在的聯(lián)系。鑒于其占地面積較小，SMR 可以安裝在不適合大型核電站的位置。SMR 的小型機(jī)組可以預(yù)先制造，然后在運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)安裝，這使得它們比大型動(dòng)力反應(yīng)堆更便宜，大型動(dòng)力反應(yīng)堆通常是為特定地點(diǎn)定制設(shè)計(jì)的，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致施工延誤。SMR 可節(jié)省成本和建設(shè)時(shí)間，并且可以逐步部署以滿足不斷增長(zhǎng)的能源需求。
 
加快獲取能源的挑戰(zhàn)之一是基礎(chǔ)設(shè)施——農(nóng)村地區(qū)有限的電網(wǎng)覆蓋——以及農(nóng)村電氣化的電網(wǎng)連接成本。單個(gè)發(fā)電廠不應(yīng)超過(guò)總裝機(jī)容量的 10%。在缺乏足夠的輸電線路和電網(wǎng)容量的地區(qū)，SMR 可以安裝到現(xiàn)有電網(wǎng)或遠(yuǎn)程離網(wǎng)的地方，作為其較小的電力輸出的功能，為工業(yè)和人口提供低碳電力。這與微反應(yīng)器特別相關(guān)，微反應(yīng)器是 SMR 的一個(gè)子集，旨在產(chǎn)生通常高達(dá) 10 MW(e) 的電力。與其他 SMR 相比，微反應(yīng)器的占地面積更小，將更適合無(wú)法獲得清潔、可靠和負(fù)擔(dān)得起的能源的地區(qū)。
 
與現(xiàn)有反應(yīng)堆相比，提議的 SMR 設(shè)計(jì)通常更簡(jiǎn)單，并且 SMR 的安全概念通常更多地依賴于無(wú)源系統(tǒng)和反應(yīng)堆的固有安全特性，例如低功率和低運(yùn)行壓力。這意味著在這種情況下，不需要人為干預(yù)或外部力量來(lái)關(guān)閉系統(tǒng)，因?yàn)楸粍?dòng)系統(tǒng)依賴于物理現(xiàn)象，例如自然循環(huán)、對(duì)流、重力和自我加壓。在某些情況下，這些增加的安全裕度消除或顯著降低了在發(fā)生事故時(shí)不安全因素向環(huán)境和公眾釋放放射性的可能性。
 
SMR 降低了燃料需求。與傳統(tǒng)發(fā)電廠1到2年換料周期相比，基于 SMR 的發(fā)電廠可能需要較少的換料頻率，每 3 到 7 年一次。一些 SMR 設(shè)計(jì)可在不加料的情況下運(yùn)行長(zhǎng)達(dá) 30 年。
 
SMR 的現(xiàn)狀如何？
 
公共和私人機(jī)構(gòu)都在積極參與努力，使 SMR 技術(shù)在這十年內(nèi)取得成果。俄羅斯的 Akademik Lomonosov 是世界上第一座浮式核電站，于 2020 年 5 月開(kāi)始商業(yè)運(yùn)營(yíng)，正在從兩臺(tái) 35 MW(e) 的SMR 生產(chǎn)能源。其他 SMR 正在阿根廷、加拿大、中國(guó)、俄羅斯、韓國(guó)和美利堅(jiān)合眾國(guó)建造或處于許可階段。
 
世界各地正在開(kāi)發(fā)的70 多種商業(yè) SMR設(shè)計(jì)，針對(duì)不同的輸出和不同的應(yīng)用，例如電力、混合能源系統(tǒng)、供暖、海水淡化和工業(yè)應(yīng)用的蒸汽。盡管 SMR 機(jī)組前期資本成本較低，但一旦部署，其經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力仍有待實(shí)踐證明。
 
SMR 與可持續(xù)發(fā)展
 
SMR 和核電站在效率、經(jīng)濟(jì)性和靈活性方面具有獨(dú)特的屬性。雖然核反應(yīng)堆提供可調(diào)度的能源——它們可以根據(jù)電力需求調(diào)整輸出——但一些可再生能源，如風(fēng)能和太陽(yáng)能，是取決于天氣和時(shí)間的可變能源。SMR 可以與混合能源系統(tǒng)中的可再生能源配對(duì)并提高其效率。這些特點(diǎn)使 SMR 在清潔能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮關(guān)鍵作用，同時(shí)也幫助各國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)(SDG)。
 
為實(shí)現(xiàn)普遍獲得能源的目標(biāo)SDG 7所做的努力已取得明顯進(jìn)展；然而，差距仍然普遍存在，主要集中在偏遠(yuǎn)和農(nóng)村地區(qū)。隨著全球努力尋求實(shí)施清潔和創(chuàng)新的解決方案，可再生能源的增加使用以及 SMR 的引入有可能填補(bǔ)這些空白。

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