美國與羅馬尼亞就部署SMR簽署合作協(xié)議

據《世界核新聞》(WNN)網(wǎng)11月5日報道[1]，美國紐斯卡爾能源公司(NuScale)和羅馬尼亞國家核電公司(Nuclearelectrica)11月4日簽署合作協(xié)議，以推進(jìn)其小型模塊化反應堆(SMR)技術(shù)在羅馬尼亞的部署。簽署這個(gè)協(xié)議的前一天，在格拉斯哥舉行的第26屆締約方氣候會(huì )議上，宣布了許多的合作計劃。

NuScale公司首席執行官約翰·霍普金斯(John Hopkins，左)和Nuclearelectrica公司首席執行官科斯明·吉塔(Cosmin Ghita，右)簽署合作協(xié)議。

按照合作協(xié)議，NuScale公司將幫助Nuclearelectrica評估其技術(shù)，兩個(gè)組織將采取各種措施，最早于2027/2028年在羅馬尼亞部署第一個(gè)NuScale的六模塊462 MWe核電廠(chǎng)。

這個(gè)合作聲明指出，“合作協(xié)議特意概述了Nuclearelectrica和NuScale的下一個(gè)重要里程碑，即開(kāi)發(fā)安全、負擔得起、零碳基荷的電力技術(shù)，專(zhuān)注退役的燃煤電廠(chǎng)現場(chǎng)。”它將支持羅馬尼亞政府的《國家恢復與彈性計劃》[2]，到2032年逐步淘汰4.59 GWe的燃煤能源生產(chǎn)。Nuclearelectrica和NuScale公司可通過(guò)燃煤電廠(chǎng)再利用，幫助社區和電廠(chǎng)的工人參與向脫碳能源過(guò)渡，同時(shí)繼續給當地提供經(jīng)濟效益。這個(gè)合作協(xié)議還給另外的《三海倡議》(Three Seas Initiative)[3]國家尋求脫碳充當催化劑。

兩家公司估計，NuScale的六模塊核電廠(chǎng)，將安排193個(gè)永久性發(fā)電工作崗位，1500個(gè)建筑工作崗位，2300個(gè)制造業(yè)工作崗位，幫助羅馬尼亞每年規避400萬(wàn)噸二氧化碳排放。

圖1. NuScale型SMR六模塊核島廠(chǎng)房剖面圖

NuScale首席執行官約翰·霍普金斯在簽署儀式上說(shuō)，“今天Nuclearelectrica和NuScale達成協(xié)議，正值關(guān)鍵時(shí)刻：我們在格拉斯哥開(kāi)會(huì )，討論加速清潔能源過(guò)渡、實(shí)現凈零的緊迫性。”

他補充說(shuō)，“我們與Nuclearelectrica的合作始于兩年多以前，當時(shí)我們簽署了諒解備忘錄，以評估NuScale的SMR核電廠(chǎng)在羅馬尼亞開(kāi)發(fā)、頒證和建設的可行性。今天的協(xié)議推進(jìn)了這一承諾，并為羅馬尼亞在歐洲部署第一個(gè)SMR創(chuàng )造了機遇，也為羅馬尼亞引進(jìn)核供應鏈創(chuàng )造了機會(huì )，以支持能力建設，并為該地區尋求部署這種技術(shù)的其他國家，提供NuScale型核電廠(chǎng)運營(yíng)勞動(dòng)力開(kāi)發(fā)的‘載體’”。

Nuclearelectrica首席執行官科斯明·吉塔補充說(shuō)，“我們現在正要提供一種能源組合和技術(shù)，既安全、清潔、有彈性、可擴展，又能負擔得起，這與我們在COP(締約方氣候會(huì )議)方面為下一代要實(shí)現的目標完全匹配。”

“Nuclearelectrica成為領(lǐng)先者非常自豪，珍視它按卓越標準運行的經(jīng)驗，也是世界上表現最好的核電站之一;在歐洲首先開(kāi)發(fā)的SMR，是100%無(wú)碳能源，能減少環(huán)境污染，并使我們通向零排放的世界。”

圖2. NuScale型SMR 2×六模塊核電廠(chǎng)(羅馬尼亞項目只需一個(gè)主廠(chǎng)房)

美國政府支持

美國能源部長(cháng)詹妮弗·格蘭霍爾姆(Jennifer Granholm)歡迎簽署這個(gè)協(xié)議。她說(shuō)過(guò)，美國認為核能是全球努力降低排放、擴大經(jīng)濟的機會(huì )，是最終防止氣候變化的關(guān)鍵技術(shù)。她說(shuō)，“幾十年來(lái)，我們一直支持開(kāi)發(fā)SMR，而對羅馬尼亞最可喜可賀的是，這是個(gè)重要的里程碑，有助于實(shí)現它們的氣候目標。”

11月3日，美國負責軍備控制與國際安全事務(wù)的副國務(wù)卿邦妮·詹金斯(Bonnie Jenkins)宣布，美國承諾提供2500萬(wàn)美元，支持擴大利用清潔核能。

核能未來(lái)的一攬子計劃，包括正在執行的各種規劃和項目，以推進(jìn)大規模、清潔和現代化的核能發(fā)電;展示核能制氫燃料向清潔能源過(guò)渡的潛質(zhì);推進(jìn)創(chuàng )新、可靠和安全的核技術(shù)，比如SMR。

作為一攬子計劃的一部分，美國將與波蘭、肯尼亞、烏克蘭、巴西、羅馬尼亞和印度尼西亞等國家合作，支持在實(shí)現其核能目標方面所取得的進(jìn)展。這種努力包括容量建設、設備、可行性和選址研究、示范項目、研究考察、廠(chǎng)址考察、技術(shù)合作等等。

美國國務(wù)院指出，這個(gè)承諾包括美國在《領(lǐng)導人氣候問(wèn)題峰會(huì )》上發(fā)起的《使用小模塊化反應堆技術(shù)盡責(第一)倡議》[4]的基礎設施，還包括美國SMR公-私方規劃、相關(guān)的小模塊和先進(jìn)堆標準，以及法規系列研討會(huì )。這些規劃是支持安全、可靠和負責地部署新型核技術(shù)所需的關(guān)鍵步驟。

美國內NuScale項目的進(jìn)展

世界核電技術(shù)的發(fā)展始于美國核技術(shù)“軍轉民”，最先下決心、出資嘗試的是美國海軍。它們利用美國橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室開(kāi)發(fā)的軍用石墨慢化水冷堆的技術(shù)力量與設計，依靠舉國之力，開(kāi)發(fā)了壓水堆，并經(jīng)陸式堆實(shí)驗裝置證實(shí)，成功用于潛艇核推進(jìn)。后來(lái)三軍高層一直在推進(jìn)“軍轉民”，海軍還與阿貢國家實(shí)驗室開(kāi)發(fā)了世界首個(gè)鈉冷快堆發(fā)電;激勵空軍找橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室，成功開(kāi)發(fā)了熔鹽堆實(shí)驗裝置……但由于美國原委會(huì )和美國政府堅持商用示范核技術(shù)，誰(shuí)出資誰(shuí)受益，阻礙了核電技術(shù)的不斷發(fā)展和改進(jìn)。

美國現任能源部長(cháng)詹妮弗·格蘭霍爾姆說(shuō)，美國幾十年來(lái)，“一直支持開(kāi)發(fā)SMR”是真，但拒絕承擔商用示范裝置證實(shí)性的全部投資，挫傷了國家科研機構的積極性，阻礙了核能技術(shù)突破性進(jìn)步。就NuScale的SMR在美國商用而言，早已“萬(wàn)事俱備”，只差美國政府出資建個(gè)示范裝置了。問(wèn)題僅僅出在“誰(shuí)”出資并承擔“風(fēng)險”。據報道，在愛(ài)達荷國家實(shí)驗室(INL)科技園區現場(chǎng)建2×六模塊的NuScale型SMR核電廠(chǎng)，需要61億美元，但國家愿分擔13.55億，也不肯先出5億美元建首臺商用示范機組...讓好多人覺(jué)得這種“做法”有點(diǎn)不可思議。其實(shí)，能源屬“自然壟斷”行業(yè)，一種形式的核電設施運行壽期近百年，本應由國家、地方政府按照“基礎設施”處理，由國家投資建設。壓水堆的發(fā)明人、原橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室主任艾爾文·溫伯格(Weinberg, A. M.)，早在上世紀70年代就多次呼吁，但沒(méi)有反響……[5]。

NuScale的SMR是壓水堆，堆芯冷卻與冷卻劑循環(huán)與沸水堆相似。但正常運行，沒(méi)有泵推動(dòng)、閥門(mén)管控冷卻劑循環(huán)。整個(gè)堆芯與蒸汽發(fā)生器裝置整體淹沒(méi)在一巨大的水池內，即使發(fā)生超設計基準事故，堆芯也會(huì )靠專(zhuān)利設計的管道系統與堆外水池接通，排出堆芯余熱。致使這種機組的“應急事故限制區”的范圍，只是核電廠(chǎng)區圍欄，甚至核島廠(chǎng)房的外墻?，F在的SMR，通常指“先進(jìn)的小模塊反應堆”，重要的是核安全、經(jīng)濟并簡(jiǎn)化場(chǎng)施工。

圖3. SMR堆芯運轉信息圖

據報道，NuScale型SMR在美國內建設，NRC的反應堆設計已審評通過(guò)。只需提前向NRC提出建造電廠(chǎng)許可申請，2026年首個(gè)模塊即可經(jīng)調試投入運行，供INL做試驗用。猶他州聯(lián)合市政電力系統(UAMPS)為此組建的“無(wú)碳能源工程”(CFPP)有限公司，要推遲到2030年建成，而且這個(gè)公司的某些出資成員，對美國能源部分擔的撥款額度表示不滿(mǎn)，退出了這個(gè)項目。

情況在不斷變化

另?yè)吨凶庸潯?Neutron Bytes)網(wǎng)站“綜合”報道[6]，美國NuScale公司與羅馬尼亞國家核電公司的“諒解備忘錄”在COP26上引起了轟動(dòng)。就像所有的諒解備忘錄一樣，在將其變成真正的項目時(shí)，會(huì )有許多“如果”、“并且”或“但是”。

美國能源部長(cháng)格蘭霍爾姆，11月6日在格拉斯哥會(huì )議上，答新加坡雅虎新聞采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)，美國“非?？春?rdquo;新核能技術(shù)，引進(jìn)先進(jìn)堆示范項目，支持愛(ài)達荷的商業(yè)公用事業(yè)公司(UAMPS)的第一個(gè)小模塊化反應堆(SMR)項目。

據說(shuō)美國國內NuScale項目，現計劃于2023年在愛(ài)達荷破土動(dòng)工，2028年完成，“假設的”方案進(jìn)度與成本見(jiàn)圖4。條件是羅馬尼亞國家核電公司可以提供資金，或許未來(lái)可以得到美國的幫助，而且歐盟、NuScale的供應鏈和制造能力可以勝任;混凝土、鋼鐵和非核電廠(chǎng)零部件的當地供應商必須按時(shí)交付，并滿(mǎn)足質(zhì)量保證要求。

圖4. NuScale六模塊核電項目工程假設的進(jìn)度與成本

但據NuScale公司電力營(yíng)銷(xiāo)和傳播副總裁黛安·休斯說(shuō)，關(guān)于該項目融資問(wèn)題應直接問(wèn)羅馬尼亞核電公司。這顯然表明，美國能源部部長(cháng)格蘭霍爾姆沒(méi)有就該項目的資金問(wèn)題向羅馬尼亞能源部長(cháng)波普斯庫作出財政承諾。

據推測，美國未來(lái)的行動(dòng)，可能為NuScale的項目提供出口信貸，發(fā)展金融公司最終也可能同意為該項目建造“非核”部件的羅馬尼亞公司提供財政援助。

雙方同意最早將在2027/2028年在即將退役的燃煤電廠(chǎng)現場(chǎng)部署NuScale的SMR電廠(chǎng)，最遲應在2024年取得突破。要能成功地安排融資，完成所有監管審查，按照美國國內項目推算，一切按計劃進(jìn)行，工期為五年，有可能在2030年代中期完工，預計基建成本約為20億美元。這將是個(gè)非常雄心勃勃的規劃。

其實(shí)，在這期間前后與NuScale公司接洽的，還有加拿大、波蘭、保加利亞等國家。

資料與注釋

1 WNN, Teaming agreement signed for Romanian SMR deployment, 05 November 2021。

2 羅馬尼亞政府《國家恢復與彈性計劃》，Romania's National Recovery and Resilience Plan，又稱(chēng)《國家復蘇計劃》：羅馬尼亞2020年成功避免了技術(shù)性衰退。但由于財政不足，復蘇速度有所放緩，限制了政府為商業(yè)環(huán)境提供的一攬子財政援助計劃的執行。羅馬尼亞依靠歐盟的資金促進(jìn)復蘇，該計劃旨在吸納300億歐元用于對經(jīng)濟產(chǎn)生長(cháng)期影響的改革和投資。

3《三海倡議》，Three Seas Initiative，又名波羅的海、亞德里亞海、黑海(BABS)倡議：旨在加強亞德里亞海、波羅的海及黑海周邊國家間之貿易、公共建設、能源及政治等層面合作，是由12個(gè)歐洲聯(lián)盟成員國組成的論壇。三海倡議成員國包括奧地利、保加利亞、克羅地亞、捷克、愛(ài)沙尼亞、匈牙利、拉脫維亞、立陶宛、波蘭、羅馬尼亞、斯洛伐克和斯洛文尼亞。美國、德國和歐盟委員會(huì )作為三海倡議的合作伙伴一同出席。這些國家大多在二次世界大戰后被納入蘇聯(lián)勢力范圍，現均為歐盟會(huì )員國。2021年5月18日，日本、韓國和卡塔爾受邀加入三海倡議。

4《使用小模塊化反應堆技術(shù)盡責(第一)倡議》，the Responsible Use of Small Modular Reactor Technology (FIRST) Initiative：2021年4月27日，美國國務(wù)院發(fā)布聲明稱(chēng)，美國政府將啟用小型模塊化反應堆技術(shù)，來(lái)履行美國應對氣候危機的承諾，簡(jiǎn)稱(chēng)FIRST倡議。美國國務(wù)院承諾將提供530萬(wàn)美元作為FIRST項目的初始投資。

5 艾爾文·溫伯格，《第一核紀元》呂應中譯，原子能出版社，1996

6 djysrv, NuScale Opens Effort to Sell / Build SMRs in Romania, Neutron Bytes, November 6, 2021