小型模組化反應器：引發核能巨大變革

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  量子運行遠見
• 2024 年 5 月 31 日

洞察總結

小型模組化反應器 (SMR) 為傳統核反應器提供了更小、適應性更強的替代方案，能夠增強能源安全並減少全球碳排放。它們的設計可實現工廠組裝並輕鬆運輸到安裝地點，使其成為偏遠地區的理想選擇，並有助於更快、成本更低的建設項目。該技術的安全特性、燃油效率以及農村電氣化和緊急供電的潛力，標誌著各國在清潔能源發電、監管適應和核子供應鏈方面的重大轉變。

小型模組化反應器背景

與大型核反應器不同，SMR 的每單位發電量高達 300 兆瓦 (MW(e))，約為傳統核反應器發電量的三分之一。他們的設計允許組件和系統在工廠組裝並作為一個單元運送到安裝現場。這種模組化和便攜性使中小型反應器能夠適應不適合大型反應器的地點，從而增強其可行性並減少施工時間和成本。

小型模組化反應器最引人注目的方面之一是它們在基礎設施有限或偏遠地區提供低碳電力的潛力。它們的較小輸出非常適合現有電網或離網地點，使它們特別適合農村電氣化和緊急情況下的可靠電源。微反應器是 SMR 的子集，發電能力通常高達 10 MW(e)，特別適合小型社區或偏遠工業。

SMR 的安全特性和燃料效率進一步將其與傳統反應器區分開來。他們的設計通常更依賴不需要人工幹預的被動安全系統，從而最大限度地降低發生事故時放射性釋放的風險。此外，SMR 可能需要較少的加油頻率，某些設計無需新燃料即可運行長達 30 年。 

破壞性影響

世界各國積極尋求SMR技術來增強能源安全、減少碳排放並促進經濟成長。俄羅斯已經投入營運世界上第一座浮動核電廠，展示了中小型反應器的多功能性，而加拿大則專注於合作研究和開發工作，將中小型反應器納入其清潔能源戰略。在美國，聯邦政府的支持和監管的進步正在促進 NuScale Power 的 SMR 設計等項目的發展，以實現發電和工業流程等應用可能性的多樣化。此外，阿根廷、中國、韓國和英國正在探索 SMR 技術，以滿足其環境目標和能源需求。 

監管機構需要調整目前的框架，以適應中小型反應器的獨特功能，例如模組化結構和選址靈活性的潛力。這些框架可能涉及製定針對中小型反應器具體特徵的新安全標準、許可程序和監督機制。此外，SMR技術的研究、開發和標準化的國際合作可以加速其部署和融入全球能源系統。

參與核子供應鏈的公司可能會遇到對模組化組件的需求增加，這些組件可以在工廠環境中更有效地生產，然後運送到現場進行組裝。這種模組化方法可以縮短施工時間並降低資本成本，使核能專案在財務上對投資者和公用事業公司更具吸引力。此外，需要可靠製程熱源的產業，例如海水淡化廠和化學製造，可以受益於特定 SMR 設計的高溫輸出，為工業效率和環境永續性開闢新途徑。

小型模組化反應器的影響

SMR 的更廣泛影響可能包括： 

• 增強偏遠和農村地區的電網穩定性，減少對柴油發電機的依賴並促進能源公平。
• 就業機會轉向高科技製造和核能運營，需要新的技能組合和培訓計劃。
• 降低了打算採用核電的國家的進入門檻，實現清潔能源技術的民主化。
• 由於安全問題和廢棄物管理問題，當地對核子計畫的反對增加，需要社區參與和透明的溝通。
• 更靈活的能源系統，可輕鬆整合再生能源，從而形成更具彈性的能源基礎設施。
• 各國政府修訂能源政策，納入小型模組堆部署策略，強調低碳能源。
• 土地利用模式發生變化，中小型反應器所需的空間比傳統發電廠或大型再生能源裝置更少。
• 能源專案的新融資模式，受到資本成本降低和小型模組化反應器可擴展性的推動。
• 在SMR部署中收集的操作經驗和數據的推動下，加強了對先進核技術的研究和開發。

需要考慮的問題

• 中小型反應器如何解決與核電相關的安全和廢棄物管理問題？
• 個人在製定有關核能和小型模組堆部署的公共政策和輿論方面可以發揮什麼作用？