小型模組化核反應爐(SMR)是規模最大只有 300MW 的核能發電廠,因為其建置彈性高、零碳且發電穩定,被認為是助力供電資料中心、各大工廠的潛在幫手,現在全球也有高達 80 個 SMR 概念正在發展,但最近美國的研究顯示,SMR 難題依然存在:太貴、太慢、風險高。
SMR 顧名思義,有別於傳統動輒幾百億、規模破 1GW 的大型核電廠,SMR 反應爐無論在複雜度、風險程度、成本都比較低,認為不再會遇到過去核能工程延宕、建置速度漫長,進而提高建置成本的老問題。
可是根據美國能源智庫能源經濟與金融分析研究所(Energy Economics and Financial Analysis,IEEFA)的現實檢驗研究,狀況似乎正在重演,沒有改變。從已經落成、啟動的少數中小型反應爐來看,仍頻繁發生嚴重的施工延誤,導致成本持續攀升。
目前正在運行中的小型反應爐都遠遠超出預算,去年美國 NuScale 計畫也是因為成本不得不取消,從 2015~2023 年的開發過程中,成本從每度電 9,964 美元飆高到 21,561 美元,美國其他三家 SMR 的成本較最初評估也大幅上漲。
原本期望小型核電廠可以帶來更便宜的核能未來,現在可能需要考慮推動 SMR 的機會成本,IEEFA 表示,已經投下去的資金無法用於建置風能、太陽能和儲能等基礎設施,上述技術也是無碳且成本還比較低,建置速度也快,相較之下可能十年後 SMR 仍在等待許可和建設資金。
報告另一個調查也發現,需要太多時間建造中小型反應爐。像是中國的第四代核電廠石島灣,原本預計建置時間為 4 年,但實際上花了 12 年;俄羅斯的核浮動發電廠原本也是預計是 3 年完工,後年花了 13 年;阿根廷的 SMR CAREM 計畫原本應該在 4 年內完成,但已經進入第 13 年。
難以預測的成本和建設延誤,都提高 SMR 開發風險
報告作者指出,不過西屋、X-Energy 和 NuScale 等公司仍指出能將小型核反應爐建置時間壓在 36~48 個月內,足以在 2030 年前上線,GE-Hitachi 指出自家 BWRX-300 反應爐一年內即可建造完成。
當然這是有可能的,也期待 BWRX-300 可以在 2028 年順利於加拿大上線。只是報告指出,這與核能經驗背道而馳,無論是 SMR 開發、建置原型到全尺寸的反應爐,都比預計的時間還要長,IEEFA 表示,難以預測的成本和建設延誤,都提高 SMR 開發風險。
且不僅是時間上的風險,由於 SMR 仍是未經測試的新技術,也會在功能跟安全性方面打上問號,根據範圍如此模糊的成本和開發時間估算,反應爐電力輸出也可能不正確;報告也引用美國空軍 2023 年研究,指出由於 SMR 技術仍在開發中,且尚未在美國部署,缺乏相當多的資訊,包括營運、維護、退役,以及相關的財產恢復、場地清理和廢棄物管理等。
IEEFA 指出,由於許多中小型反應器是爐使用相同技術建造,如果某個零件出問題,很容易影響世界各地的反應爐。也因為 SMR 主打分散式、模組化系統,若具有相同標準化設計,影響範圍會更大。
報告指出,未來七年,美國電網可能會新增至少 375,000 MW 再生能源,相較之下,SMR 不太可能在同一範圍內並網,認為近期,再生能源還是比較好的解決方案。
- Small modular nuclear reactors get a reality check in new report
- Emerging Technologies Review: Small Modular Reactors
(首圖來源:NuScale)