小型核能：大马能源难题的未来解方？

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8月29日，政府推出下半部的国家能源转型路线图（NETR），其中描绘了马来西亚直至2050年，实现能源供应脱碳的路程。

虽然这份报告没提到 “核能”（nuclear）一词，但经济部长拉菲兹和天然资源、环境及气候变化部长聂纳兹米都表明，政府不排除将“核能 ” 纳入能源组合。

他们都在能源转型研讨会上强调，只要符合严格的安全要求，小型模块化反应堆（SMR，简称小型核电）在未来的潜力不容忽视，至少应予以考虑。

规模更小、更灵活的小型模块化反应堆，是否能成为解决马来西亚能源难题的方案之一？《当今大马》将通过问答方式，探索相关核工业趋势的发展前景和潜在隐患。

什么是小型模块化反应堆？

小型模块化反应堆（别跟中小型反应堆搞混，业内也称之为“SMR”，简称小型核电）是以小型和模块化结构为特征的核反应堆。

其一般被理解为电量不超过300兆瓦，并且可以先在工厂根据标准化设计建造模块，之后才运往预定工地最后组装。

这与常规反应堆形成鲜明对比，常规反应堆的定制方案几乎都是在现场构建，但通常可以产生3倍的电量。

它可以被理解为，类似购买平板包装家具并运送到家里，而不是雇用设计师和木工在现场建造。

300兆瓦足以为马来西亚15万户家庭提供电力，前提是一直运行并没有因维护而停摆。砂拉越峇贡水坝（上图）8台水轮机的其中一台，就能产生同样的电力。

小型核电也有被称为微型反应器（microreactors）的子集，电力能达10兆瓦，用于特定用途，例如为偏远的离网地点供电、在灾难发生后恢复基本服务供电以及海水淡化。

举例说，由NuScale公司提出的77兆瓦反应堆的设计方案，其高度和直径分别约23公尺及4.6公尺。

它的大小相当于两辆巴士叠在一起，而可以用卡车在陆路运输（下图）。 一些报道称，一个大型常规反应堆的安全壳内可容纳100个这样的装置。

同时，微型反应器体积通常很小，而可以装在一个标准的集装箱内。

小型核电与常规反应堆的区别是什么？

在实现世界能源供应去碳化的过程中，人们重燃起对核能的兴趣，尽管存在切尔诺贝利和福岛等重大核事故的阴影，以及看似棘手的核废料处理问题。

这是因为核能拥有最少的碳足迹。

况且，有别于以往备受关注的风能和太阳能，不论是白天或夜晚，核能都可以提供更稳定的电源，也不会受气候变化影响。

相比常规反应堆，小型核电也具有更多优势。倘若能如期交付，其将有助于抵消常规反应堆的一些缺点。

其中，支持小型核电概念的人士声称，使用标准化设计并在工厂构建，将有助于通过规模经济降低成本，以及减少昂贵的施工和监管延误的风险。

值得注意的是，虽然可再生能源的成本已大幅下降，但常规核能的成本却逐年增加。因此，小型核电被认为是核工业逆转这一趋势的方法。

此外，模块化的结构也使得小型核电站更容易扩建，只需依照需求增加更多的模块即可。

部分人也主张，小型核电是让老旧的化石燃料发电厂重生的方式之一。

美国正在实施几个建设项目，改造老旧的燃煤电站成核电站。这意味着，燃煤发电机将被淘汰，并将现有的蒸汽轮机和电力基础设施用于小型核电。

第一个经改造的核电站计划预料于2028年投入运作。

如果小型核电在实例中证明了自身的价值，这种煤改核的转换就很可能跟大马有关联。毕竟，国家能源转型路线图要求，在2045年之前“几乎完全淘汰”燃煤电厂。

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小型核电另一个潜在优势是，其较小的尺寸以及较低的发热量，意味着它们可以更好地利用被动冷却和安全系统，而这种简约也意味着，可以降低因为故障而引发严重事故的几率。

例如，有些设计不需要泵来保持反应堆的冷却，可以仅依靠自然对流。这样的反应堆足以在类似2011年福岛第一核电站停电事故时幸存下来。

小型核电有什么潜在隐患？

小型核电主要的缺点是，它们的燃料效率可能会比大型反应堆低，而且还会产生更多的放射性废弃物。

根据美国斯坦福大学去年发表的一项研究，在产出一定电量下，小型核电所产生的核废料是大型反应堆的2到30倍。

研究也发现，小型核电较小的尺寸使它更容易受到一种被称为“中子泄露”（neutron leakage）的现象影响，即中子离开反应堆堆芯，并使到周围反应堆的组成部分具有放射性。

该论文的作者之一罗德尤因（Rod Ewing）也指出，“这些放射性物质在处置前必须仔细管理，这是一笔大开销。”

除此之外，美国非盈利环境组织（Environmental Working Group, EWG）和忧思科学家联盟（Union of Concerned Scientists, USC）等组织也质疑，小型核电是否能达到承诺的安全标准和成本效益。

它们是否准备好投入实际运用？

国际核能监管机构，国际原子能机构（IAEA）的报告显示，截至去年已有80多项小型核电反应堆的设计方案被提出。

截稿为止，这些被提出的项目几乎都仍然处于构思、设计、监管审查和施工等的不同阶段。

因此，目前只有两座正在运行的发电站使用了小型核电，即服务俄罗斯偏远北极社区的“罗蒙诺索夫院士”号（Akademik Lomonosov）浮动核电站（下图），以及中国清华大学的球床模块式高温气堆冷堆核电站（HTR-PM）。

上述两国的小型核电都是在过去两年才正式全面投入运营，俄罗斯于2020年5月开始运作，而中国则是于2022年12月开始。

换言之，小型核电在经济和安全方面很大程度上尚未得到验证，对于其能否兑现承诺也仍无定论。但这是可以理解的，因为这一概念仍处于早期的开发阶段，并刚刚走出绘图板。

然而，这也使核工业陷入“先有鸡还是先有蛋”的困境。

美国非盈利环境组织指出，“没有（大规模生产小型核电）的工厂，小型核电就永远不可能实现理论上的成本降低，而这正是弥补规模经济不足的战略核心。”

“但如果不能降低成本，就不会有大量订单来刺激建立供应链所需的投资。”

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