加拿大开发小堆：大处着眼 小处着手

SMR可用于工业或采矿现场

加拿大2018年11月初发布SMR路线图，为示范和部署小型模块化反应堆指明前进的道路。加拿大核协会（CNA）政策和研究主任约翰•斯图尔特（JohnStewart）提供了一个预览[1]，但还不能轻易地搜到《路线图》的全文...

加拿大人增正在考虑，怎样大幅度减少温室气体排放量，又不损害经济活动，降低生活标准。

据“特罗蒂尔能源未来项目”(TEFP)[2]认真研究过这个问题的人说，也就两步。首先，能源转换为电力，即割草机、船用发动机、建筑物采暖和其他化石燃料锅炉电气化。然后，以温室气体排放最小的方式发电。

以可靠、经济的方式低碳发电，又不影响收入、生活标准和人类的寿命，需要更多的核能。TEFP设想使加拿大的核能发电翻番。

需要的低排电力，可能集中在下述的某些地儿:

●某些地儿的化石燃料发电厂寿命即将结束(尤其是在阿尔伯塔省、萨斯喀彻温省、新不伦瑞克省，或许还有新斯科舍省)，必须用更清洁的能源替代。

●能源密集型工业，特别是开采油砂的现场通常大量燃烧天然气；偏远地儿矿区一般使用柴油供暖、运输和发电。

●加拿大各省和边疆区，有几百个社区目前使用柴油发电机。

这些地儿，风能和太阳能不可行。生物燃料也不像人们想象的那么好用。部分原因是不能按比例扩大，满足要求(需要土地种植粮食和其他作物)；另外的原因是整个寿期循环实际上并不太低碳。

在可建坝的地方，水力发电很好。大坝一旦建成，很清洁，而且可以安排、满足需求地运行。但是，加拿大未开发的水电场址有限，公众和原居民赞同通常是巨大的挑战。

其他可再生能源有严重的局限性。在偏远地区，越来越多的经验表明，即使有慷慨的补贴，风能和太阳能也只能减少20%左右的柴油用量，而且为承担同样的小负荷，要在一个位置建三重基础设施(柴油、可再生能源和储能)，代价太高。

由于风力和太阳能随时间变化，类似的结论也适用于大型电网。它们对电力供应的贡献超过20-25%时，电网稳定性就会成为严重的问题，即使有大规模的储能，也很难缓解。

所以，即使有每个选项的贡献，另一个需要的低碳能源可以靠近需求选址，包括市区，但覆盖范围狭小也很关键。而且在非常偏远的地方，发电机组从始到终应当模块化，可移动。

在加拿大，许多情况下，能源除了用于发电，还应供热(如管道蒸汽)，以便有助于综合建筑采暖、从矿石中提炼金属、烹煮木浆或熔化油砂中的沥青。

核反应堆规模较小，但覆盖范围比今天更广，可以给家庭、办公室和商家提供低碳电力。还可给工业供热、建筑物采暖，并通过电池充电或制氢，给汽车提供清洁燃料。

核工业制造小型核反应堆，可以:

●使维修和换料现代化;

●在设计、施工、运行等方面，用小型、标准化机组，实现规模经济;

●简化设计，增加总体与非能动安全系统;

●移动反应堆的位置，满足客户需求;

●反应堆设在地下，提高安全性;

●提供多个完全相同的模块装置，支持堆群，替换需要换料或维修的装置，换出的装置返回制造厂。

现有的大多数核反应堆都是大型的(600-1400MWe)，以实现电力生产的“规模”效益。但某些核反应堆可以比这小几个数量级。

目前驱动船舶的反应堆比大多数核电机组的反应堆小很多。这些与推进器联动的反应堆，在偏远地区长时间运行的船只上，有60年的运行记录。加拿大人曾设计小型、甚小型的研究、发电和地区供热堆。示范装置(加拿大早期的NPD和道格拉斯角反应堆[3])和研究装置(目前运行在加拿大六所大学和世界各地的研究机构内)也很小，功率很低，非常安全，容易控制和运行，也容易保卫。

因此，加拿大有很多小型模块化反应堆(SMR)的先例。

一个“泛”加拿大团体，通过为期10个月、多个利益相关方参与的过程，最近就SMR开发发布了路线图。来自全国10个部门55个组织180多个人参加了研讨班和国产化会议。五个专家组审查了与技术、经济和金融、国产化和公众参与、废物管理和监管准备相关的问题。

2018年11月初，加拿大发布《SMR路线图》。以下说明“路径”的四个方面:

●示范和部署。加拿大政府和对SMR感兴趣的省政府将与行业一起，为示范项目提供资金帮助。对在加拿大首次商业部署的SMR，有出口技术和相关创新潜力的，作为奖励，政府部门将与私人投资者分担风险。

●当地参与。根据路线图，在启动对话的基础上，联邦、省和地方政府以及对SMR感兴趣的公用事业公司，将提前就SMR具体项目建议与当地社区开展有意义的双向接触。

●法律、法规和政策。路线图包括对联邦影响的评估、核责任、监管效能和废物管理方面的建议。例如，要求加拿大政府确保，对联邦影响评估过程的改变，不会阻碍开发和部署SMR等脱碳基础设施的举措。另一项建议是要求主要参与者确保SMR未来的废物流是国家废物计划的构成部分。

●国际合作伙伴关系和市场。联邦政府在界业、实验室和学术界的支持下，将继续就SMR，特别是对国际框架的影响，开展强有力和有效的国际合作。

加拿大核协会（CNA）作为路线图的参与组织之一，观点如下:

●SMR是真实的、当前正在发生的事物。加拿大的公用事业公司已经开始把SMR当做化石燃料发电的低排放“替代品”。

●在2018/19年度做出的决策，尤其在需要取代燃煤电厂的地方，可能使SMR在2030年前后给加拿大电网供电。

●如果尽快做出技术决定，2030年或之后不久，采矿和油砂开采就可用SMR供热和供电。这些反应堆的规模和技术与国家电网上已有的不同。

●偏远小区SMR的用途有巨大的潜力，通过替代柴油，改善能源供应、当地的空气质量，减少排放量。虽然深受这个机遇的鼓舞，但构建理解，需要利益相关者强有力的参与(在许多情况下包括能力建设)。这些社区多数很小，所以商业上成功的案例非常有限。与策略层面支持的程度有关，这些因素可能使这种应用的“窗口”（“悬而未决”的时间）拉得很长。

●加拿大在民用核能领域全面投资方面，从铀矿开采到核医学，是国际上为数不多的几个国家之一。加拿大有机会在SMR方面领先。

总之，小型模块化反应堆并不是另一种“夸大其词”或遥不可及的技术，有些所用的反应堆已运行几十年。目前至少三个国家正在建设SMR。在加拿大和世界各地，这种堆有潜力满足真实、日益增长的需求。此外，SMR还利用加拿大人擅长的技能。因为战略伙伴关系是关键，加拿大的SMR路线图有个行动计划，将吸引许多参与者。CNA将继续与参与者分享信息，提供帮助。

注释：

1.JohnStewart，Canadathinksbigaboutsmall，NEI，5December2018

2.TrottierEnergyFuturesProject(TEFP)，特罗蒂尔能源未来项目：加拿大国家工程院的国家议程设置项目，为加拿大制定规划，着眼于国家能源系统转型的更广泛战略，到2050年使能源相关的温室气体(GHG)排放量在1990年的基础上减少80%。

3.NPD，（NuclearPowerDemonstration），加拿大首个CANDU型商用动力堆，概念验证，功率22MWe，建在安大略省洛夫顿（Rolphton）。1962-1987运营，后停闭封存，准备退役。

DouglasPointreactor，道格拉斯角反应堆，加拿大第二个CANDU型商用动力堆，功率约为200MWe，位于安大略省金卡丁(Kincardine)附近。1966-1984年运营。后停闭封存，准备退役。