日本、英國、法國大規模重啟核電 爭相開發小型模組反應爐

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日本準備開啟一個新的核電時代,幾家工業巨頭都希望加入核電廠復活的趨勢。

日本大型工業公司三菱重工和日立公佈建造更安全反應爐的詳細計劃,三菱重工計劃將核電廠的一部分建在地底下,以盡量減少地震、飛機失事或其他災難造成的損害。

福島核災後日本計劃首次批准建設核電站

《日經亞洲評論》11月29日報導指出,作為首相岸田文雄宣布重大能源政策轉變的一部分,自2011年3月11日發生強震、海嘯、福島核電站災難後,日本計劃首次批准建設核電站。

日本經濟產業省(METI)本周透露該計劃的細節,他們還將為一些反應爐繼續運轉60多年開闢一條道路。

為準備新的建築項目,三菱重工於10月詳細介紹下一代核電站的建造計劃,日立也開始說明自家的工法,這些工業巨頭都將接獲新訂單。

但是,新核電廠有何不同之處?更安全嗎?它們將如何協助日本能源結構?何時開發新電廠技術?這4個問題需要特別留意。

日立和三菱重工競相開發新型的輕水反應爐

日立和三菱重工正在競相開發新型的輕水反應爐,在現有大型輕水反應爐的基礎上具有增強安全功能的核電廠,這2家公司都希望在2030年代中期讓新型反應爐運轉,投入商業營運。

三菱重工的核電部門負責人加藤(Akihiko Kato)表示,基本設計已完成80%;日立表示,該公司透過與美商奇異電氣(G3)的合資企業Hitachi GE Nuclear Energy開發類似的產品。

2家公司還在開發其他類型的反應爐,包括小型模組反應爐,每一個單元的功率輸出高達300兆瓦。

日本新反應爐2030年代才會商業運轉

三菱重工也在研究高溫氣體反應爐(HTGR),這是一種可以大量生產氫氣和電力的反應爐。

日立與美國奇異電氣公司合作,正在開發一種可以重複使用核燃料的快爐,而三菱重工打算將HTGR技術授權給美國初創公司 TerraPower,HTGR技術包括更換燃料或檢測損壞燃料的設備。

這些新型反應爐預計至少要到2030年代才能實現商業運轉,還需要新的安全標準。

日本新核電廠安全嗎?

福島核事故發生時,海嘯破壞核電廠的控制系統,使冷卻功能失效,正常情況下,冷卻功能本應安全停止反應爐的運轉,並防止放射性物質釋放。

輕水反應爐的關鍵特徵是日立的「被動反應爐冷卻系統」,在發生災難時無需外部電源即可自動運行。

該系統使用自然過程,來冷卻和消除有毒物質。例如,如果發生爐心熔化,核燃料通過反應爐容器洩漏,則將在容器下方安裝一個爐心捕集器,這樣核燃料就不會洩漏到建築物外。

日立開發「被動反應爐冷卻系統」

即使作為防止容器損壞的最後手段,必須釋放反應爐的放射性氣體,排氣過濾器的設計也是為了將有毒物質分解成更安全的成分。

經濟產業省計劃將1,200兆瓦核電廠部分建造在地底下,以盡量減少地震、飛機失事或其他災難造成的損害。核電廠將建得夠高,族以避免海嘯破壞,外牆將比以前厚2倍,通信網路將設計成防止網路攻擊。

東京工業大學的教授Tadashi Narabayashi形容,新型反應爐為吸收了福島核事故教訓的「核技術總和」。

政府新政策將如何改變能源供應的結構?

但這些計畫施工成本很昂貴,可能需要政府資助。「我希望我們能得到政府更多的支持,尤其是在財務方面。」三菱重工的加藤指出。

從可持續性的角度來看,核電被認為是最清潔的電力來源之一,它在日本能源結構所佔比重可能會越來越多。據經濟產業省估計,核電僅佔日本2019年度約1億千瓦-時電力需求的6%。預計到2030年度,核電占比將擴大至20%-22%之間。可再生能源的份額將從2019年度的18%增加到 2030年度的36%-38%。

新一代核電廠的一個特點是,它們更容易在短時間或減少發電量時運行,使它們更容易與風能、太陽能等綠能一起使用,這些綠能取決於天氣和日照風吹的時間。

核電結合供應穩定、低發電成本與清潔能源優點

日本開發可再生能源的能力受到相對較小的可用土地和深海的限制,而依賴煤炭,穩定供應能源,這與減少碳排放的目標相互衝突。

因此,核電結合供應穩定、低發電成本與清潔能源的優點,再次成為可行的替代方案。

在日本建造新核電站之前,它就需要重啟一些現有核電廠,同時消除自福島事故以來對核電廠安全性的疑慮。獲得最終承擔事故風險的地方政府批准,也很重要。

歐美國家如何規劃下一代核電站?

7月,歐盟的投資分類法將核電廠確定為綠能類別。如果這些核電廠在2045年之前獲得建設許可,它們將被歸類為可持續的電力,前提是它們不會對環境造成重大損害,包括對生物多樣性和水資源的影響,歐盟的法規可能會刺激下一代核電站的發展。

英國已宣布計劃,在2050年底以前建造多達8座新的大型反應爐。政府將對勞斯萊斯公司(Rolls-Royce)注資2.1億英鎊2.36億美元)用於開發小型模組反應爐。此外,政府制定2030年代HTGR計劃,並打算採用日本技術。

法國政府將投資10億歐元研發小型模組反應福;東歐也對低成本核電站感興趣,由於俄羅斯減少對歐洲的天然氣供應,天然氣價格飆漲,對東歐構成巨大的威脅。

美國新創公司NuScale Power將於2029年在愛達荷州西北部開始運營第一座核電廠。每一台機組的輸出功率不到 100兆瓦,將根據當地需求將多個機組合併。

日本IHI公司是領先世界的核反應爐安全殼製造商,已和工廠建造商JGC Holdings、日本國際協力銀行(JBIC)共同投資IHI公司。