即使新能源發電量頻創新高,但電力需求只會愈來愈大,在減碳目標下,各國不得不重啟核電,特別是資金非常充裕的大型科技業,現在對核能解決方案的興趣不斷增長,其中最受矚目的就是小型核電廠 SMR。但專家認為,這是一項不成熟的新技術,各界對它期待過高。
小型模組化反應爐 (SMR) 定義是每台發電能力高達 300 MW(e),大約是傳統核電廠發電能力的三分之一,模組化設計是其優勢,因為占地面積較小,這種核電廠可以安裝在不適合大型核設施的位置。
據國際原子能機構 (IAEA) 稱,全球目前正在開發 80 多種商業 SMR 設計,包括現有的輕水反應爐較小版本,例如美國、法國、日本和其他地方的輕水反應爐。還有更「先進」的設計,如鈉冷快中子反應爐,如比爾蓋茲創辦的 Terrapower,以及高溫氣體反應爐和熔鹽反應器。
SMR 實際案例少
目前,美國、中國、俄羅斯、英國、加拿大、阿根廷、韓國,甚至迦納都在建設或處於許可階段。印度也宣布將透過公私合作夥伴關係支持建造多達 50 座小型核反應爐,加入 SMR 技術的全球競賽。
韓國目標是到 2035 年推出第一座 SMR,今年將開發和出口創新小型模組化反應器 (I-SMR) 的預算大幅增加九倍以上,從 2023 年的約 70 億韓圜增加到約 650 億韓圜。
目前全球只有三座 SMR 在運作,其中兩座位於中國和俄羅斯,中國擁有唯一一個在陸地上運作的 SMR,一座試驗反應爐在日本投入運作。在美國,只有一家公司,由微軟比爾蓋茲創立的 TerraPower 已向核管理委員會 (NRC) 申請建造許可,但 345 兆瓦,從技術上講,它甚至不是 SMR。
SMR 只是紙上談兵
SMR 被視為能源未來的一部分,但仍有很多核能專家不看好,美國核能管理委員會前主席在文章《奧本海默能源夢想的終結》中指出,透過 SMR 來幫助實現清潔能源轉型的提議是異想天開,文章中指出,大多數這些設計都只是設計,SMR 很少得到論證,而且沒有一個可以商業化。
NuScale 是美國唯一獲得美國核管會「設計認證」的 SMR 設計公司,但去年底取消在猶他州的建造計畫,原因是成本比預期高太多。科學家發現,許多非輕水 SMR 設計的成本可能會更高。麻省理工學院最近一項研究指出,小型反應爐的運作成本,將遠高於大型輕水反應爐。
幾十年時間才能驗證
另一名核能專家也稱,SMR 有幾個問題待克服,一個是成本,從生產一千瓦時電力的成本來看,SMR 並不比大型反應爐更經濟。從很多方面來看,SMR 也不會比大型輕水反應器更安全或更可靠。SMR 也很容易受到極端天氣事件或其他災難的影響,導致場外電力喪失並迫使關閉。
另一個問題是 SMR 需要一種稱為高含量低濃縮鈾 (HALEU) 的鈾燃料,它比傳統的輕水反應爐燃料含有更高濃度的同位素鈾 235,因此不代表它使用更少的鈾。例如,TerraPower 的 Natrium 反應爐需要比輕水反應爐多 2.5 至 3 倍的天然鈾,才能產生千瓦時的電力。更遑論目前除了俄羅斯以外,沒有任何公司可以生產 HALEU。
SMR 也無法解決放射性廢棄物的問題,甚至預言,任何擁有 SMR 的社區,最後都會成為長期核廢料處置場。此外,SMR 比起大型輕水反應爐,會導致相對更多的廢物量。美國國家科學院最近分析指出,先進反應爐並不能解決核廢料問題,實際上可能會加劇這個問題。
任何新的反應爐設計需要數十年的運作經驗,才能達到正在現行核電站的可靠性水準,但現在科學共識是,世界需要在這十年持續大幅削減碳污染,才能防止不可逆轉的氣候變遷。專家認為,現在圍繞 SMR 的炒作有些言過其實,但市場總是熱愛話題,什麼時候商業化不是重點,至少投資者先大賺一筆。
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(首圖來源:Pixabay)