英国专家：压水堆不堪重负 技术革新将带动核能复兴

上个月，有人认为：解决当前核电最明显的问题虽然是困难的，但也是完全可能的（2016年3月，“我们可以避免核电站建设成本飙升吗?”）。当前反应堆项目（以英国欣克利角核电站为例）高成本的根源在于对于核能的恐惧，这种恐惧反映在过于苛刻的监管上。目前的监管都是基于低水平辐照对健康影响的错误前提下。除非核工业及其支持者能够改变这一现状，否则核电在世界能源供应中实现其应有地位的前景是非常渺茫的。

也有人认为解决经济问题需要标准化和简化的反应堆设计和大规模的工业化生产，更希望每个厂址能建多台机组。这样可以导致一个低成本，而且不会随着时间的推移而上升。最近在能源政策（2016）发表的一篇题为“核电站建造成本历史数据分析”一文中，也强调了这一观点。这些作者都是与Breakthrough研究所（一家旨在改变人们对能源和环境认识的研究机构）有关联的。

那篇文章很难反驳一般的基于美国和法国经验的论点：核电站的成本一直在大幅提升。它通过整合更多的数据来改变这一认识，包括美国和法国早期的示范反应堆成本数据以及更多国家（包括加拿大、德国、日本、意大利和韩国）的相关资料，从中发现了有利的趋势。文章的关键在于研究发现核电的建造成本随着地区、国家和经验的不同差异巨大，并不总是在不断增加。

要达到合理和稳定的核电站建造成本，至少要做到以下几点，一个是高度的标准化，一个是在同一厂址建造多台机组，再一个是监管环境的稳定性。

什么样的反应堆设计与工业结构可以获得更低的成本？很显然我们当前距离解决这个问题还差很远。英国新建的一项计划打破了所有的规则。对于这样一个规模有限的项目(也许就15台机组)，就有三个项目主管机构(EDFEnergy,Horizon以及NuGen)，每个机构都有自己的反应堆设计方案。中国人正伺机而动地提供另一种方案，并且甚至连俄国人或者韩国人也没有完全放弃在英国建立他们自己的反应堆的希望。尽管计划为每个地点建立至少两座反应堆，但可以确定的是会有非常多的设计与建设地点作为备选以最大限度的降低成本。除了难以实现规模化建造规模及供应的经济性以外，监管机构的压力将会是巨大的，这无疑会增加成本。

一个有意思的问题是，我们是否有必要沿着轻水堆(LWR)的道路走下去，以达到必要的经济性？目前大致有两个答案，一个是在小型模块化反应堆(SMR)，小型堆的支持者坚信通过标准化的、模块化的生产会带来更好的灵活性和更好的经济性。另一个答案是依靠技术的革新带动核能的“复兴”。

Breakthrough研究所早些时候发表的“如何使核能更便宜”报告（2013年）认为从经济性角度考虑，当今大型轻水反应堆已经“不符合目标”。对于当前的反应堆来说，一些专设安全实施是必要的，尤其是巨大的安全壳以及多重冗余的冷却和后备系统，但这些系统的成本高昂。为保持冷却剂的高压，造价昂贵的冷却系统、压力容器以及复杂的后备冷却系统是必须的。当电厂扩大规模时，新的安全系统必须被设计以应对更大的潜在事故。大型的反应堆要求更大更强的安全壳，这将用到大量的混凝土与钢材，使成本大幅提升。

这份报告合理的指出了哪些成本可以削减，哪些不能。给出了在新型反应堆设计方面需要注意的四个方面的建议。首先，反应堆设计必须具有固有安全性，避免采用昂贵和冗余的安全系统。第二，设计必须利用现有的成熟供应链，不需要新开发或商业化的或未经证实的材料和燃料。第三，模块化使整个反应堆或燃料组件必须统一批量生产和装配。最后，小型反应堆中需要较高的热效率，确保反应堆产生更多的电能。

对于降低成本，还有另外一个驱动力：即更加可持续的燃料循环，可实现少用天然铀并帮助处理现有已经使用过的燃料。虽然在竞争激烈的国际市场中铀资源可能很便宜并且容易获得，中国和印度进口燃料时并不舒服，因为只从中提取出了一小部分能源。因此，这些国家有强烈的愿望把目光转移到可使用循环核燃料的先进反应堆上。同时，在其他地方建立深地质存储库(例如在瑞典和芬兰)的进度非常缓慢，依然存在着巨大的压力去寻找其替代品。但是，一个更加可持续的燃料循环成本可能不低。