全球核電在經(jīng)歷二十余年的發(fā)展停滯后,即將迎來(lái)新一輪快速增長(zhǎng)期。以小型模塊化反應(yīng)堆為代表的先進(jìn)核能技術(shù),拓寬了核能應(yīng)用領(lǐng)域,為核能在全球能源綠色低碳轉(zhuǎn)型中發(fā)揮更大作用提供了新契機(jī)。俄羅斯歷經(jīng)80年的核能發(fā)展,形成了大堆小堆相互銜接、軍民兩用技術(shù)融合發(fā)展的思路,在小堆發(fā)展方面形成了深厚的歷史積淀,并逐漸衍生出一系列具有代表性的小堆技術(shù)品牌,助力俄羅斯塑造全球核能發(fā)展范式。本文重點(diǎn)梳理俄羅斯小堆的發(fā)展及海外市場(chǎng)開(kāi)拓情況,以期為我國(guó)小堆發(fā)展提供參考借鑒。
一、全球小堆開(kāi)發(fā)前景
全球?qū)θブ行幕⒖煽康吞寄茉吹男枨螅员ㄊ剿俣仍鲩L(zhǎng)。與大堆相比,小堆(國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)稱(chēng)為小型模塊化反應(yīng)堆,功率上限30萬(wàn)千瓦,本文統(tǒng)稱(chēng)為小堆)更適用于能源基礎(chǔ)設(shè)施薄弱地區(qū),能夠滿(mǎn)足離網(wǎng)居民區(qū)、礦山、數(shù)據(jù)中心等場(chǎng)景需求,且與大堆、其他能源類(lèi)型形成互補(bǔ),越來(lái)越受到相關(guān)各方青睞。根據(jù)國(guó)際能源署統(tǒng)計(jì),電力終端用戶(hù)與技術(shù)供應(yīng)商迄今已達(dá)成建設(shè)3000萬(wàn)千瓦小堆裝機(jī)容量的合作意向,主要用于數(shù)字中心供電。
國(guó)際能源署2025年《邁向核能新時(shí)代之路》報(bào)告顯示,在當(dāng)前政策環(huán)境下,到2050年全球小堆總裝機(jī)容量將達(dá)到4000萬(wàn)千瓦,但實(shí)際潛力遠(yuǎn)不止如此,在技術(shù)研發(fā)能力提升、成本不斷優(yōu)化、各類(lèi)配套政策加持下,到本世紀(jì)中葉,該數(shù)字或?qū)⑦_(dá)到1.2億千瓦。在此情景下,到2030年,小堆領(lǐng)域的所需投資將由目前的不足50億美元增至250億美元,到2050年或?qū)⑦_(dá)9000億美元。
二、國(guó)際小堆發(fā)展現(xiàn)狀
隨著福島核事故影響逐漸消弭、全球南方國(guó)家工業(yè)化進(jìn)程加快、人工智能等新興數(shù)字化能源密集型產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張,全球能源電力需求激增。與此同時(shí),碳中和目標(biāo)對(duì)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型提出了巨大挑戰(zhàn),迫使各國(guó)加快低碳電力布局,并將核能納入能源發(fā)展規(guī)劃。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)已連續(xù)五年上調(diào)核能增長(zhǎng)預(yù)期,在樂(lè)觀情景下,到2050年,全球核電裝機(jī)容量將達(dá)到2024年水平的2.5倍。
國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè),未來(lái)數(shù)十年內(nèi),雖然大堆仍將保持核心地位,但小堆憑借獨(dú)特優(yōu)勢(shì),已展現(xiàn)出巨大發(fā)展?jié)摿Γ?050年,小堆將貢獻(xiàn)全球核電新增容量的四分之一。根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)和經(jīng)合組織核能機(jī)構(gòu)有關(guān)小堆發(fā)展專(zhuān)題報(bào)告,除在運(yùn)和在建的小堆外,全球還有68種小堆設(shè)計(jì)方案處于不同研發(fā)階段,包括水冷、氣冷、液態(tài)金屬冷卻、熔鹽冷卻等堆型,其中非水冷堆占比高達(dá)三分之二,有51種小堆進(jìn)入預(yù)許可或正式許可審查流程,許多國(guó)家也將小堆納入技術(shù)考量范疇,全球?qū)π《训呐d趣和關(guān)注度持續(xù)攀升。
三、俄羅斯小堆發(fā)展?fàn)顩r
俄羅斯小堆研發(fā)應(yīng)用歷史悠久。早在20世紀(jì)50年代中葉,蘇聯(lián)便開(kāi)始研發(fā)建設(shè)小堆(尚非小型模塊化反應(yīng)堆),并先后在陸上固定式核電站、陸上移動(dòng)式核電站(布置在履帶運(yùn)輸車(chē)和輪式載具上)、核潛艇、空間核動(dòng)力裝置、核動(dòng)力破冰船、浮動(dòng)式核電站等多種應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行部署,用于供電、供熱、動(dòng)力輸出等。俄羅斯小型模塊化反應(yīng)堆研發(fā)歷史可追溯至20世紀(jì)90年代,1993年俄羅斯OKBM設(shè)計(jì)局基于陸上臺(tái)架完成了“防波堤-3”浮動(dòng)式核電站(配備2臺(tái)АВV-6M模塊化反應(yīng)堆)技術(shù)設(shè)計(jì),1994年啟動(dòng)施工圖設(shè)計(jì)和建造,后由于缺乏資金支持導(dǎo)致項(xiàng)目中斷。
近年來(lái),俄羅斯小堆發(fā)展迅猛,技術(shù)持續(xù)更新迭代,應(yīng)用場(chǎng)景也日趨多元。除在運(yùn)的搭載KLT-40壓水堆的老式破冰船、KLT-40S壓水堆的浮動(dòng)式核電站、RITM-200壓水堆的22220型破冰船外,還正在積極籌建并示范部署包括RITM-200S(N)壓水堆、RITM-400壓水堆、“Shelf-M”壓水堆、BREST-OD-300鉛冷快堆等在內(nèi)的多個(gè)型號(hào),功率在1萬(wàn)~30萬(wàn)千瓦不等,適用于陸上和海上不同功能場(chǎng)景。根據(jù)規(guī)劃,自2028年起俄羅斯將陸續(xù)共計(jì)投運(yùn)11臺(tái)小堆機(jī)組,其中各類(lèi)小型壓水堆將為北極開(kāi)發(fā)、偏遠(yuǎn)地區(qū)發(fā)展、礦產(chǎn)資源開(kāi)采、數(shù)據(jù)中心建設(shè)等提供能源動(dòng)力,BREST-OD-300鉛冷快堆將成為構(gòu)建閉式燃料循環(huán)的關(guān)鍵一環(huán)。
四、俄羅斯小堆海外市場(chǎng)開(kāi)拓
核電出口對(duì)俄羅斯經(jīng)濟(jì)的倍增效應(yīng)顯著。根據(jù)俄羅斯國(guó)家原子能集團(tuán)公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)俄原集團(tuán))測(cè)算,其海外核電站建設(shè)項(xiàng)目,每投入1盧布,在建設(shè)階段可為俄羅斯GDP額外貢獻(xiàn)1.9盧布,在運(yùn)營(yíng)階段至少貢獻(xiàn)1.7盧布。在當(dāng)前俄羅斯經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨西方制裁的情勢(shì)下,俄羅斯政府已要求俄原集團(tuán)加大海外核能市場(chǎng)開(kāi)發(fā)力度,后者也關(guān)注到國(guó)際小堆市場(chǎng)的巨大紅利,在輸出大堆的同時(shí),已將小堆出口列為未來(lái)十年的戰(zhàn)略方向,力爭(zhēng)2030年在不斷形成的全球小堆市場(chǎng)中占據(jù)20%份額;RITM-200系列小堆電站和浮動(dòng)機(jī)組被列為出口主打產(chǎn)品;降低建造成本(目標(biāo)是每千瓦裝機(jī)容量約3500—4000美元)、加快建設(shè)周期、適應(yīng)不同國(guó)家地區(qū)的監(jiān)管要求,已成為俄原集團(tuán)小堆發(fā)展的重點(diǎn)任務(wù)。
在俄羅斯政府、企業(yè)的協(xié)同攻關(guān)下,目前俄原集團(tuán)已在國(guó)際小堆市場(chǎng)開(kāi)發(fā)中取得實(shí)質(zhì)性成效,相關(guān)堆型也已成功落地烏茲別克斯坦,并正在與中東(如伊朗)、中亞(如吉爾吉斯斯坦)、東南亞(如印度尼西亞、緬甸、馬來(lái)西亞)、南亞(如印度)、非洲(如埃及、布基納法索)、南美(如巴西)、東歐(如塞爾維亞)等區(qū)域國(guó)家積極開(kāi)展小堆合作意向?qū)樱糠忠庀蛞步咏涞亍?/span>
五、相關(guān)啟示
全球核能發(fā)展正迎來(lái)全面復(fù)興,小堆的廣泛應(yīng)用潛力,將成為大堆的有益補(bǔ)充,受到的關(guān)注度與日俱增,發(fā)展預(yù)期持續(xù)向好。主要核能?chē)?guó)家正加力加速布局小堆發(fā)展,新興核能?chē)?guó)家也在不斷釋放小堆市場(chǎng)需求,該領(lǐng)域國(guó)際市場(chǎng)空間廣闊。俄羅斯作為核能發(fā)展大國(guó),深耕小堆發(fā)展多年,技術(shù)路線(xiàn)多樣,應(yīng)用場(chǎng)景多元,相關(guān)堆型已獲國(guó)內(nèi)示范應(yīng)用,現(xiàn)正持續(xù)發(fā)力布局國(guó)際小堆市場(chǎng),并已成功拿下海外首個(gè)小堆訂單。
我國(guó)在小堆領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)、工程示范、國(guó)際合作等方面已具備一定先發(fā)優(yōu)勢(shì),宜在做好國(guó)內(nèi)小堆工程應(yīng)用、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)提升的同時(shí),加大小堆國(guó)際科技產(chǎn)業(yè)合作生態(tài)培育。進(jìn)一步加強(qiáng)與國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織、世界核電運(yùn)營(yíng)者協(xié)會(huì)等國(guó)際組織的合作,打造小堆國(guó)際合作示范中心,參與甚至引領(lǐng)小堆國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定發(fā)布,輸出小堆發(fā)展理念和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),分享小堆建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),全面提升我在小堆領(lǐng)域的全球話(huà)語(yǔ)權(quán)。同時(shí),要精準(zhǔn)定位新興核能市場(chǎng)需求,努力挖掘國(guó)外小堆應(yīng)用場(chǎng)景潛力,采取差異化產(chǎn)品推廣戰(zhàn)略,加大與目標(biāo)國(guó)政府、企業(yè)、公共層面的溝通力度,加強(qiáng)海外小堆市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)布局。