不再费工耗时,小型模块化反应炉会是核工业新机遇吗

小型模块化核能反应炉(SMR)未来可以在能源转型中占有一席之地吗?有些人认为这项新核能反应炉具有高安全性、能以模块化设计与制造优势,有些人则质疑,这是个风险大于效益的新核工业技术。

有别于传统大型、集中式的核电厂设计,每座反应炉设备容量动辄900MW以上,SMR的设备量可能只有少少的十位数MW级,但该技术的优点在于,可以将机组拆分成多个部分,在现场一次安装多个小型反应炉,或是在工厂构建完后直接搬去现场,有利规模量产,又避免过去设置核电厂工程浩大、耗时昂贵的老问题。

目前也有多家知名SMR公司正努力耕耘,像是微软创办人比尔盖茨投入的泰拉能源(TerraPower)、获得美国能源局补助的X-energy、加拿大立足的Ultra Safe Nuclear以及英国涡轮机厂Rolls Royce(劳斯莱斯)等等。

不过要推广小型模块化核反应炉技术,或是推广以低碳核能取代化石燃料技术,还是得回到核电厂旷日耗时、安全性、核废料老问题,尤其是在1986年切尔诺贝利事件、2011年福岛核灾后,核能进展在欧美放慢速度。

目前加拿大有6座核电厂,共有19座900MW大型核反应炉,而这十几年来,加拿大一直在寻找永久存放核废料的最终处置场,至今都还存放在核电厂附近的暂存区。就安全性来说,Ultra Safe Nuclear企业发展总监Ken Darlington表示,总而言之,这个就是对安全性议题的不同意见,还有许多宣导工作要做。

SMR支持者认为,小型核反应炉可以依靠新技术来降低核电厂的连锁反应失控和过去致灾故障的可能性,目前Ultra Safe Nuclear和加拿大安省电力公司(Ontario Power Generation)也合资成立Global First Power想展示SMR技术。

Darlington指出,Global First Power比过去的大型核电厂更安全,它使用被动冷却系统,不会发生失控的炉心熔毁,也是用较小的颗粒作为燃料,远比燃料棒更安全。Darlington认为小型模块化核电厂构建成本较便宜,这种反应炉目标是大规模生产,然而过去所有核电厂都是独一无二,更容易受到成本超支和建设延误。

当然也有人质疑小型核反应炉真能如此便宜与安全?加拿大英属哥伦比亚大学公共政策教授MV Ramana指出,核电本质上是昂贵的,只是因为过去都设计大型核电厂,通过规模经济来压低成本;且传统核电厂也有常识使用被动冷却系统,可核分裂本质上是危险的,很难判断尚未获得许可或生产的反应炉的安全性。

Ramana指出,就对过去核电厂事故的了解,几乎每一起事故的发生都是无法复制的,代表发生事故的方式有很多种。出于这个原因,他认为风险大于收益,纵使部属100座小型模块化反应炉,也仅占电力供应的一小部分,但每个反应炉都可能会产生放射性废弃物并带来事故风险。

(首图来源:Ultra Safe Nuclear)