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加拿大力爭成為小堆技術開發和部署的全球領導者

2019-02-20 08:50  來源:中核智庫  瀏覽:  

在2018年11月于渥太華召開的第四代反應堆和小堆(G4SR)會議上,加拿大自然資源部部長阿馬爾吉特·索希發布《呼喚行動:加拿大小型模塊堆路線圖》報告。報告表示,作為一種安全、清潔和經濟上可承受的能源,小堆能夠為加帶來低碳未來。

報告由自然資源部于2018年2月發起編寫,介紹了小堆的應用前景,認為加完全有能力成為小堆技術開發和部署的全球領導者,并為促進小堆發展提出了建議。

1小堆市場潛力巨大

加拿大已承諾到2030年逐步放棄傳統燃煤發電,并致力于到2030年確保90%的發電量來自無碳排放電廠。小堆可為加拿大實現上述目標作出重要貢獻。報告認為小堆在加的下述四個市場將大有可為:偏遠社區和礦山、油砂開采業、為重工業提供高溫蒸汽和替代傳統燃煤電廠。

在偏遠社區和礦山市場,加目前有79個能源需求超過1MWe的偏遠社區,使用小堆替代目前的柴油機將能降低社區的能源支出。此外,缺乏能源供應目前是一些礦山開發面臨的重要阻礙之一,小堆則可幫助消除這一阻礙。目前加拿大有24座不能通過電網供電的礦山。

在油砂開采業,96座設施需要進行電力和蒸汽(使用了蒸汽輔助重力泄油技術)供應方面的升級改造;這些設施在供熱和供電方面的能源需求平均為210 MWe;如果小堆能在2030—2040年占據5%的市場份額,那么意味著每年市場價值為3.5億~4.5億加元。

在為重工業提供高溫蒸汽方面,目前加在 85個地點擁有重型工業設施,例如化工廠、煉油廠,它們的平均能源需求為25~50 MWe;如果小堆能在2030—2040年占據5%的市場份額,那么意味著每年市場價值為4600萬加元。

在替代傳統燃煤電廠方面,加目前有17座傳統燃煤電廠共計29臺燃煤機組,單機組的平均裝機容量343 MWe。如果小堆能在2030—2040年占據10%的市場份額,那么意味著每年市場價值為4.69億加元。

報告認為,小堆國際市場的潛力巨大。保守估計,2030—2040年的國際小堆市場價值將達約每年1500億加元。

2發展建議

為了推進小堆研發,報告建議在四大領域開展工作。第一大領域是示范和部署。報告呼吁聯邦政府和對小堆感興趣的省(地區)政府采用以費用共擔的方式,為一個或多個小堆示范項目提供資助。聯邦政府和省(地區)政府應當采取措施,與私營投資者共擔風險,以促進首批小堆在加拿大的商業部署,并將相關小堆技術出口到國際市場。

第二大領域是政策、立法和監管。需要在下述四個方面開展工作。首先,在正在制訂的《影響評價法》(旨在修訂聯邦政府對重大工程的影響評價程序)中對小堆開發和部署加以考慮。其次,確保小堆承擔的核損害責任限額與其帶來的風險相匹配;第三,為了提升監管效率和加強核安保 ,加拿大核安全委員會(CNSC)應當與業界、公共機構和當地社區代表就《核安保條例》的修訂進行探討,以確保能基于風險指引準則采用分級方法。第四,開展廢物管理相關工作, 包括技術開發商與加拿大核廢物管理機構(NWMO)合作,以確保加拿大深層地質處置庫的規劃人員對小堆技術規范有充分了解。

第三大領域是能力、參與和公眾信任。在推進具體小堆項目之前,聯邦、省、地區政府和電力公司應當與當地居民和社區進行有意義的雙向互動。

第四大領域是國際合作關系和營銷。聯邦政府應當在業界和學術界的支持下持續參加國際小堆市場的競爭。

3核工業界支持

加拿大核協會(CNA)對路線圖的發布表示歡迎。

“路線圖為加拿大未來領導小堆這一創新低碳核技術的發展奠定了基礎。”核協會總裁兼首席執行官約翰·巴雷特表示,“小堆是一項有效的技術,能夠在為小型社區提供急需的可靠清潔能源的同時,降低能源生產的溫室氣體排放及其不利的環境影響。”

他表示:“小堆是核與自然資源領域一項令人興奮的創新。但更重要的是,它們可以幫助加拿大和其他國家更快地實現溫室氣體減排目標。”他還補充道:“加拿大核工業界期待與聯邦和省政府合作,將這一創新能源推向加拿大和世界市場。”

在路線圖發布之前,核協會曾于2017年發布《2050年愿景:加拿大核優勢》報告,描述了加拿大核工業界對在小堆制造和部署領域占據領導地位的愿景。

4小堆發展動態

實際上,加拿大相關機構早已啟動小堆的研發和示范工作。

加拿大核實驗室(CNL)制訂了在2026年前在喬克河(Chalk River)建成首座小堆的目標,于2018年4月發布了首個小堆示范項目邀標書,于6月宣布有4家技術開發商表示有意接受邀標,在此次G4SR與小堆技術供應商進行了第四輪圓桌會談。

為了推進小堆在加拿大的早日部署,加核安委2016年4月啟動對特里斯特爾能源公司(Terrestrial Energy)一體化熔鹽堆(IMSR)設計的預許可設計評審,于2017 年11月完成第一階段評審,并于2018年12月啟動對該設計的第二階段評審。截至2018年12月10日,核安委已啟動對10種小堆設計的供應商預許可設計評審或與供應商進行相關磋商(詳見表1)。

 

2018年6月,加拿大新不倫瑞克政府日宣布,將提供1000萬加元(750萬美元),幫助加拿大新不倫瑞克能源方案公司(NBES)在該省發展核研究集群,以使新省成為小堆技術研發領域的領導者。該省擁有一臺635 MWe的坎杜(Candu)機組。

從表1可見,目前至少有10家小堆供應商正在試圖進入加拿大市場,其中多家公司已在加拿大找到合作伙伴:

特里斯特爾與加拿大核實驗室2017年6月合作在喬克河啟動首座商業IMSR的選址研究。

新不倫瑞克能源方案公司2018年7月與兩家小堆供應商,即先進反應堆概念公司(ARC)和Moltex能源公司(Moltex Energy),分別簽署合作協議,未來將合作在新不倫瑞克省推進兩種小堆技術的商業化。

美國紐斯凱爾電力公司(NuScale Power)2018年11月宣布與兩家加電力公司簽署合作備忘錄:在11月初與安大略電力公司(OPG)簽署諒解備忘錄,后者幫助前者的小堆設計通過加核安委的供應商審計評審;11月27日宣布與布魯斯電力公司(Bruce Power)簽署諒解備忘錄,未來雙方將合作編制將紐斯凱爾小堆引入加拿大市場的商業案例。根據備忘錄,布魯斯電力將支持相關的評價、規劃和取證工作以及擬議小堆廠址的研究等。

5小結

綜上所述,加拿大聯邦政府、部分省政府以及相關機構和企業已認識到小堆在加拿大國內和國際市場的巨大潛力,已啟動相關努力,力求引領小堆發展,成為全領導者。

各國小堆開發商也將加拿大作為一個能取得突破的目標市場,積極參與加核安委的供應商預許可設計評審和加拿大核實驗室的首個小堆示范項目招標,并與加拿大本國企業合作推進小堆的商業化。

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