4、協(xié)調(diào)的監(jiān)管體系

SMR面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一是，需要在合理的時(shí)間內(nèi)以可接受的成本獲得設(shè)計(jì)和運(yùn)營許可證。

新反應(yīng)堆設(shè)計(jì)的許可程序通常很慢，而且新SMR設(shè)計(jì)的許可程序可能會(huì)更慢，因?yàn)楸O(jiān)管機(jī)構(gòu)缺乏這些設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，而且一些新功能可能需要耗時(shí)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

由于SMR的電力容量較小，商業(yè)化的門檻將要求獲得許多反應(yīng)堆的訂單，因此SMR供應(yīng)商必須從許多國家的國家監(jiān)管機(jī)構(gòu)獲得許可證。

國家核監(jiān)管機(jī)構(gòu)有不同的國家法律和許可方法，這導(dǎo)致了一個(gè)耗時(shí)且成本高昂的過程，即使是最有希望的設(shè)計(jì)也會(huì)推遲部署，并可能構(gòu)成不可逾越的障礙。

各種國際組織以及政府和行業(yè)團(tuán)體就如何克服SMR許可障礙提出了許多建議。加強(qiáng)國家法規(guī)的協(xié)調(diào)甚至標(biāo)準(zhǔn)化可能是有益的。

一種尚未得到足夠重視的做法是，在世界各地主要國家核監(jiān)管機(jī)構(gòu)的支持和積極參與下，建立一個(gè)由國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)牽頭、專門針對SMR的協(xié)調(diào)國際監(jiān)管體系。

這將加快供應(yīng)商和用戶國家的許可。這樣的計(jì)劃不會(huì)有最終的許可授權(quán)，但會(huì)受到新SMR設(shè)計(jì)開發(fā)商和供應(yīng)商的歡迎，因?yàn)樗梢詼p少在全球范圍內(nèi)獲得許可所需的時(shí)間和資源。

中國的HTR-PM，一座卵石床模塊高溫氣冷堆示范電廠(圖源：INET)

該方法將涉及一個(gè)由IAEA牽頭的機(jī)制來審查和批準(zhǔn)一項(xiàng)新設(shè)計(jì)。

一旦新的SMR設(shè)計(jì)得到此類國際監(jiān)管機(jī)制的批準(zhǔn)或認(rèn)可，并獲得國家監(jiān)管機(jī)構(gòu)的許可，它將更容易在其他國家獲得許可。

這一舉措可能是朝著一個(gè)更強(qiáng)大、更強(qiáng)大的國際監(jiān)管和安全制度邁出的第一步。

它可以為強(qiáng)制性國際檢查制度鋪平道路，該制度有責(zé)任和權(quán)力審查和批準(zhǔn)所有新的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)，對所有運(yùn)行中的反應(yīng)堆進(jìn)行定期檢查，并公布調(diào)查結(jié)果，以向運(yùn)營商、政府和公眾保證全世界核電反應(yīng)堆的安全。

這樣一個(gè)更強(qiáng)有力的國際監(jiān)管制度將補(bǔ)充，而不是取代國家安全和監(jiān)管制度，國家安全和監(jiān)管制度將繼續(xù)承擔(dān)主要責(zé)任，它也可以向任何國家或國家集團(tuán)的公眾提供有關(guān)本國和鄰國核設(shè)施安全的獨(dú)立保證。

5、乏燃料管理

為了使核能系統(tǒng)被政客、監(jiān)管者和公眾所接受，開發(fā)商必須能夠證明，有一個(gè)可靠的戰(zhàn)略，可以安全處置放射性廢物。

對于基于當(dāng)前LWR(輕水堆)技術(shù)的SMR設(shè)計(jì)，乏燃料可能在細(xì)節(jié)(濃縮、尺寸等)上有所不同，但可以像現(xiàn)有大型LWR一樣進(jìn)行管理。

對于基于液態(tài)金屬或氣冷反應(yīng)堆、卵石床反應(yīng)堆或熔鹽反應(yīng)堆的其他SMR概念，在工業(yè)規(guī)模上沒有標(biāo)準(zhǔn)化方法來調(diào)節(jié)或包裝乏燃料，使其適合在地質(zhì)處置庫中處置。

一些SMR乏燃料具有有利的特性，例如較低的錒系元素濃度或較低的熱密度。在某些情況下，對于卵石床燃料，每單位能量輸出的高比體積廢物抵消了低熱密度。

所有這些技術(shù)挑戰(zhàn)預(yù)計(jì)都可以解決，盡管目前尚不清楚。

 安全處置乏燃料的地質(zhì)處置庫適用性，已被廣泛接受，最近在歐盟的研究范圍內(nèi)進(jìn)行的分析證實(shí)了這一點(diǎn)。

如果要廣泛采用SMR，就必須解決更廣泛的戰(zhàn)略乏燃料管理問題。

燃料添加必須多久進(jìn)行一次?這是在現(xiàn)場完成的，還是將堆芯運(yùn)送到中央設(shè)施?如果工廠生產(chǎn)的反應(yīng)堆模塊返回給供應(yīng)商，且乏燃料在那里進(jìn)行了處理，供應(yīng)商是否能夠安排在其本國或其他地方的多國設(shè)施中進(jìn)行處置?

今天，唯一同意接受從國外反應(yīng)堆返送乏燃料的國家是俄羅斯。 其他一些SMR潛在供應(yīng)商國家的政策或法律阻止其接收返回的乏燃料。如果核反應(yīng)堆的使用者可以免除乏燃料處置的責(zé)任，那么新的核國家選擇SMR的動(dòng)機(jī)將大大增加。

6、潛在市場需求

SMR的多功能性最終可能成為其廣泛采用的主要驅(qū)動(dòng)因素。

與大型核電站一樣，它們可以提供地區(qū)供熱和電力，對于偏遠(yuǎn)地區(qū)的小型SMR尤其有價(jià)值。

一些SMR設(shè)計(jì)可在比大型LWR更高的溫度下提供熱量，這些設(shè)計(jì)可用于特定行業(yè)，如煉鋼、煤氣化、制氫和煉油。另一個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用可能是海水淡化。

如果采用基于可返回工廠的制造單元的模塊化設(shè)計(jì)，則通過SMR為這些關(guān)鍵工業(yè)活動(dòng)供電，尤其是在遠(yuǎn)程現(xiàn)場，將帶來較少的挑戰(zhàn)。

為了實(shí)現(xiàn)這種分布式、本地化實(shí)施的愿景，它們必須具有成本競爭力，并且必須有足夠多的站點(diǎn)能夠被本地接受。

最適合SMR的國家是現(xiàn)有或新的核電國家：

被新SMR設(shè)計(jì)的被動(dòng)安全特性所說服;

被逐步提高產(chǎn)能的可能性所吸引，這可能會(huì)緩解資金需求;

需要為離網(wǎng)社區(qū)供電。

對以下新來者國家，也會(huì)特別感興趣SMR：

希望從一個(gè)小型核能項(xiàng)目開始國內(nèi)核能研發(fā);

無法承擔(dān)大型反應(yīng)堆的前期投資;

擁有一個(gè)不那么強(qiáng)大或更小的國家電網(wǎng)。

許多國家已經(jīng)表達(dá)了公眾對SMR實(shí)施的興趣。一些國家是潛在的供應(yīng)商，一些國家是潛在的新用戶，或有興趣擴(kuò)大核電項(xiàng)目。

懸而未決的問題是，在相對不遠(yuǎn)的將來，這一市場總量是否足以滿足SMR甚至一條生產(chǎn)線的訂單。

除非對供應(yīng)商基礎(chǔ)進(jìn)行重大整合，否則任何SMR開發(fā)人員在準(zhǔn)備工廠生產(chǎn)時(shí)都會(huì)遇到問題。

由于SMR的技術(shù)特點(diǎn)，以及開發(fā)商獲得政府或私人融資的能力，供應(yīng)商數(shù)量將減少。

對這些投資者來說，挑選贏家是一項(xiàng)危險(xiǎn)的任務(wù)，但如果SMR要及時(shí)投入使用，并且數(shù)量足夠大，為緩解氣候變化做出重大貢獻(xiàn)，這是不可避免的。

7、政府在核電政策中的作用

如今，商業(yè)運(yùn)行中幾乎沒有不同設(shè)計(jì)的核反應(yīng)堆，所有這些反應(yīng)堆都得到了某種形式的政府支持，以幫助它們建立市場。

引入新設(shè)計(jì)的門檻很高，因此今天世界上運(yùn)行的大多數(shù)反應(yīng)堆都是從早期用于潛艇推進(jìn)裝置的輕水反應(yīng)堆設(shè)計(jì)演變而來的。

SMR的情況會(huì)有所不同嗎? 有積極的跡象表明，希望成為SMR供應(yīng)商國家的政府愿意提供幫助。

在俄羅斯和中國，這是由為SMR設(shè)計(jì)提供所有資源的政府完成的。西方國家也提供了直接的財(cái)政支持，例如在美國和英國，但主要用于第一種設(shè)計(jì)所需的研究工作。

SMR所需的資金相對較低，因此所有初始資金都可能由私營部門提供。

美國、英國、加拿大、挪威、阿根廷等地有許多小型初創(chuàng)公司，其中有幾家正在吸引私人投資者。它們獲得融資的能力也可能取決于清潔和可持續(xù)能源的分類是否包括核能。

個(gè)別國家可以對國內(nèi)項(xiàng)目或國外贊助的項(xiàng)目做出這一決定(例如，俄羅斯就是這樣)。但要讓全球進(jìn)入金融市場，就需要在多國協(xié)議中明確承認(rèn)核能是可持續(xù)的。

在歐盟，這是一個(gè)非常有爭議的問題，因?yàn)榉诸悓W(xué)要求在生命周期的基礎(chǔ)上進(jìn)行“無重大危害”評估，才能獲得資格。

2021年底，歐盟委員會(huì)在歐盟聯(lián)合研究中心發(fā)布了一份廣泛的積極報(bào)告后，決定將核能納入分類法，但這一決定仍面臨少數(shù)成員國的持續(xù)反對，仍需得到歐洲議會(huì)的批準(zhǔn)。

8、廣泛采用SMR的障礙是什么?

廣泛采用SMR的最大障礙是：

證明正在開發(fā)的設(shè)計(jì)提供了更高的安全性，可以按時(shí)建造，每兆瓦的資本成本和每千瓦時(shí)的生產(chǎn)成本具有競爭力。

簡化和協(xié)調(diào)供應(yīng)商國家和潛在用戶國家的監(jiān)管許可程序。

縮小潛在供應(yīng)商的范圍，以確保足夠的市場需求，從而允許采用工廠生產(chǎn)方法。

需要采取什么行動(dòng)來克服部署SMR的障礙?

為了克服這些障礙，各國政府，特別是世界主要經(jīng)濟(jì)體的政府，有必要：

認(rèn)識到核能在公正、可靠和清潔能源轉(zhuǎn)型中的作用;

支持SMR的加速、部署和商業(yè)化;

支持建立一個(gè)協(xié)調(diào)的國際監(jiān)管體系，特別是在IAEA的領(lǐng)導(dǎo)下，為SMR建立一個(gè)協(xié)調(diào)的國際監(jiān)管體系，作為實(shí)現(xiàn)一個(gè)強(qiáng)有力的、授權(quán)的國際監(jiān)管和安全制度的第一步。

如果所有的挑戰(zhàn)都得到了滿足，那么SMR就有理由成為核能發(fā)展的改變者，從而提高公眾和政治接受度。