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英國(guó)在低碳轉(zhuǎn)型過(guò)程中核電的創(chuàng)新與發(fā)展
時(shí)間:2023年07月14日 來(lái)源:《中國(guó)核能》2023第3期 點(diǎn)擊量: 分享:

英國(guó)發(fā)展民用核能有著悠久的歷史。

1956年,世界上第一座商業(yè)核電站在英國(guó)投入運(yùn)行。目前,核電為英國(guó)提供15%的電力,與可再生能源和其他發(fā)電技術(shù)一起,為英國(guó)能源系統(tǒng)提供了深度脫碳的機(jī)會(huì)。去年,《英國(guó)能源安全戰(zhàn)略》就確定了將采用安全、清潔和可負(fù)擔(dān)的新一代核反應(yīng)堆的計(jì)劃。英國(guó)將在2050年前部署24GW的民用核電,預(yù)計(jì)占電力總需求的25%。

英國(guó)的核工業(yè)還包括:2臺(tái)在建反應(yīng)堆,9臺(tái)在運(yùn)反應(yīng)堆( 包括8臺(tái)氣冷反應(yīng)堆和1臺(tái)壓水反應(yīng)堆 ),17個(gè)退役廠址,燃料廠,研究和培訓(xùn)中心,由專業(yè)公司組成的核供應(yīng)鏈。

英國(guó)和中國(guó)在能源脫碳以限制氣候變化的影響和實(shí)現(xiàn)凈零排放都做出了重要承諾。預(yù)計(jì)民用核能將成為兩國(guó)未來(lái)低碳能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分。民用核能在近期的英國(guó)政府戰(zhàn)略和政策中發(fā)揮著核心作用。這主要體現(xiàn)在四個(gè)方面:

首先,在大型反應(yīng)堆上:目前正在欣克利角C建造兩個(gè)EPR反應(yīng)堆,這兩個(gè)堆將為英國(guó)提供7%的電力需求。英國(guó)還將在本屆政府完成下一個(gè)大型反應(yīng)堆的最終投資決定。核能在英國(guó)能源安全戰(zhàn)略中的作用得到進(jìn)一步加強(qiáng),通過(guò)建設(shè)大型核反應(yīng)堆和小型模塊化反應(yīng)堆,其目標(biāo)是到2050年實(shí)現(xiàn)24GW的總裝機(jī)。

其次,在小型模塊化反應(yīng)堆上:英國(guó)政府投資最高2.1億英鎊的項(xiàng)目經(jīng)費(fèi),同時(shí)還有大量私營(yíng)組織的投資。Rolls-Royce的目標(biāo)是到2030年左右讓第一批反應(yīng)堆投入運(yùn)行。

第三,在先進(jìn)模塊化反應(yīng)堆上(AMR):英國(guó)正在研究AMR,使其達(dá)到極高的溫度,對(duì)難以減排的行業(yè)進(jìn)行脫碳。因此,近期高溫氣冷堆技術(shù)被選為英國(guó)的AMR示范項(xiàng)目。

第四,在核聚變上:計(jì)劃到2040年通過(guò)球形托卡馬克(STEP)能源計(jì)劃以及由私營(yíng)組織創(chuàng)造的其他聚變技術(shù)來(lái)展示核聚變的商業(yè)可行性。

先進(jìn)核技術(shù)在向低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型中發(fā)揮著重要作用。

英國(guó)《綠色工業(yè)革命十點(diǎn)計(jì)劃》宣布設(shè)立最高3.85億英鎊的“先進(jìn)核基金”,用于投資下一代核技術(shù)。這包括最高2.15億英鎊用于開(kāi)發(fā)國(guó)內(nèi)小型模塊化反應(yīng)堆技術(shù)設(shè)計(jì)以及最高1.7億英鎊用于在2030初期完成先進(jìn)模塊化反應(yīng)堆(AMR)示范研發(fā)。

在英國(guó),先進(jìn)核技術(shù)通常分為兩類:一是第三代水冷SMR,與現(xiàn)有核電站反應(yīng)堆相似,但規(guī)模較小。二是第四代及以上的AMR,它們使用新型冷卻系統(tǒng)或燃料來(lái)提供新功能( 例如工業(yè)供熱 ),并有可能逐步降低成本。

英國(guó)政府認(rèn)為,SMR可以與大型核反應(yīng)堆一起作為低碳能源發(fā)揮重要作用,以支持安全、經(jīng)濟(jì)的脫碳能源系統(tǒng)?!妒c(diǎn)計(jì)劃》和《能源白皮書》宣布,政府打算在2030年代初期部署首個(gè)SMR。政府將繼續(xù)推進(jìn)關(guān)鍵政策和市場(chǎng),包括最終確定SMR的監(jiān)管準(zhǔn)入、選址和融資。

2021年11月,英國(guó)政府宣布為Rolls-Royce的SMR計(jì)劃提供最高2.1億英鎊的資金,以進(jìn)一步開(kāi)發(fā)其世界上首批SMR設(shè)計(jì)。該項(xiàng)目的資金也將來(lái)源于私營(yíng)組織投資。

英國(guó)擁有世界上最安全、最健全的核監(jiān)管制度,所有核運(yùn)營(yíng)商都對(duì)獨(dú)立監(jiān)管機(jī)構(gòu)—核監(jiān)管辦公室和國(guó)家環(huán)境監(jiān)管機(jī)構(gòu)( 如環(huán)境署 )負(fù)責(zé)?!队?guó)清潔增長(zhǎng)戰(zhàn)略》宣布,政府向核監(jiān)管機(jī)構(gòu)提供了最高1200萬(wàn)英鎊的資金,建設(shè)支持和評(píng)估先進(jìn)核技術(shù)所需的能力。

2021年5月,英國(guó)政府宣布通用設(shè)計(jì)評(píng)估(GDA)對(duì)先進(jìn)核技術(shù)開(kāi)放,并發(fā)布了新的進(jìn)入GDA的指南。通用設(shè)計(jì)評(píng)估允許英國(guó)的獨(dú)立核監(jiān)管機(jī)構(gòu)評(píng)估新反應(yīng)堆設(shè)計(jì)的安全、安保和環(huán)境影響,并提供新設(shè)計(jì)能夠滿足英國(guó)法定監(jiān)管要求的信心。

Rolls-Royce SMR公司籌集了4億英鎊的資金進(jìn)入GDA。該公司計(jì)劃在2030年首次試運(yùn)行,并計(jì)劃再建造8~10臺(tái)機(jī)組。Rolls-Royce SMR公司預(yù)計(jì)每個(gè)小型模塊化反應(yīng)堆能夠?yàn)?00萬(wàn)戶家庭供電。GDA的第一步于2022年4月開(kāi)始,經(jīng)過(guò)Rolls-Royce SMR公司和監(jiān)管機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)備工作,這一階段現(xiàn)已順利完成。從2023年4月開(kāi)始,GDA第二階段開(kāi)始,預(yù)計(jì)持續(xù)16個(gè)月。

還有多家技術(shù)供應(yīng)商希望在英國(guó)的不同廠址建造其他類型的SMR。2023年1月,英國(guó)商業(yè)、能源和工業(yè)戰(zhàn)略部確認(rèn),6家開(kāi)發(fā)商已計(jì)劃將他們的設(shè)計(jì)提交GDA。

英國(guó)使用先進(jìn)模塊化反應(yīng)堆(AMR)一詞來(lái)表示下一代核反應(yīng)堆。

2021年12月,政府通過(guò)4000萬(wàn)英鎊的研發(fā)計(jì)劃和競(jìng)賽宣布高溫氣體反應(yīng)堆(HTGR)將作為下一代核反應(yīng)堆首選技術(shù)。HTGR非常適合英國(guó),英國(guó)自主設(shè)計(jì)的第一代和第二代核電技術(shù)就是氣冷反應(yīng)堆:

? 在1960年代和1970年代建造的26個(gè)Magnox反應(yīng)堆;

? 在1970年代和1980年代建造的14個(gè)先進(jìn)氣冷反應(yīng)堆 (AGR)。

HTGR可以產(chǎn)生高溫,可用于低碳制氫、為工業(yè)和家庭供熱以及具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)的發(fā)電,按時(shí)實(shí)現(xiàn)2050年的凈零排放計(jì)劃。

英國(guó)政府已承諾提供最高1.7億英鎊的研發(fā)計(jì)劃,在2030年代初建成HTGR驗(yàn)證機(jī)。迄今為止,英國(guó)已投資4600萬(wàn)英鎊用于先進(jìn)燃料開(kāi)發(fā),目前正在計(jì)劃建設(shè)實(shí)質(zhì)性的原型機(jī)和試點(diǎn)工廠。英國(guó)還投資了2600萬(wàn)英鎊用于材料開(kāi)發(fā),用來(lái)支持高溫反應(yīng)堆,計(jì)劃進(jìn)一步開(kāi)發(fā)此項(xiàng)目。

英國(guó)財(cái)政大臣在今年3月15日的春季預(yù)算中宣布,政府設(shè)立了大不列顛核能公司(GBN),負(fù)責(zé)推動(dòng)新核能項(xiàng)目的交付,并提供所需的資金支持,它的首要任務(wù)是通過(guò)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)選擇最好的小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)技術(shù)。 

(作者:陶亮  英國(guó)商業(yè)貿(mào)易部中國(guó)區(qū)能源與基建參贊)


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