2022年2月,俄罗斯入侵乌克兰世界能源市场和供应链的冲击波这引发了能源价格的快速上涨,并引发了人们对能源安全的担忧。在能源结构中核能占比较高的国家发现自己在某种程度上受到了缓冲,这导致人们对这项技术重新产生了兴趣。

目前的形势让人想起1973年的石油危机,当时的禁运导致了自大萧条以来世界经济最严重的收缩。这导致了核计划的扩大,因为受禁运影响的国家寻求打破对外国石油进口的依赖。1974年,法国总理皮埃尔·梅斯默(Pierre Messmer)宣布,法国所有的电力需求都应该由核能来满足。在接下来的15年里,法国安装了56座反应堆。今天,法国的大部分电力仍然来自核能,尽管这不是其最初的目标,但法国的二氧化碳排放量是最低的2欧洲电力生产产生的排放。

如果我们要成功地限制气候变化,核能可能是比增加石油勘探更好的选择。随着化石燃料价格的上涨,曾经被认为过高的核能成本现在变得具有竞争力。即使是在2011年福岛核事故后退出核能使用的国家,如韩国和日本,也表示希望重新使用这项技术。在此基础上,我们能看到现代版的梅斯默计划被实施吗?

在近期内,新反应堆将根据现有设计建造。这些大型水冷式反应堆的发电量介于600兆瓦(MWe)(如加拿大的CANDU反应堆)和1650兆瓦(法国的EPR)之间。它们具有优良的运行特性,停机时间极短,这意味着它们在90%以上的时间内发电,设计寿命为60年。但是,它们平均需要近8年的时间来建造,有时甚至更长——例如,芬兰的奥尔基洛托3号反应堆花了16年。巨额的前期成本(数十亿美元数量级)和投资收回前的长时间拖延,让想要更快速、更便宜建设资产的投资者望而却步。

小型模块化反应堆(SMRs)旨在解决这些问题,并可能在本十年结束前部署。SMR的概念将重点放在工厂建设上,这使得先进的制造方法成为可能,并减少了现场施工和随之而来的天气延误。这些反应堆的目标功率水平为200 - 500mwe。由于建造时间是大型反应堆的一半,小型反应堆将单价降低到适合私人投资的水平——尽管要产生与大型反应堆相同的产量,将需要多个反应堆。

smr成功的主要障碍在于吸引足够多的订单,以支付开发和建厂的成本。即使实现了这一点,选址和许可可能仍然是障碍。目前的国家规章制度差别很大,只适用于少数大型项目,每个项目往往需要数年才能获得批准。如果SMR车队的快速发展是切实可行的,这就需要进行精简。

SMRs可以支持海水淡化、造纸和干燥等过程,以及通过全区供暖计划的生活用水加热。在瑞士、瑞典和加拿大等国家,核集中供热有着悠久的历史,但它们高昂的基础设施成本阻碍了广泛使用。

然而,如果天然气价格不能大幅下降,它可能会变得有竞争力。根据最近的预测,用大型反应堆为巴黎供热的计划,成本估计为每兆瓦时42欧元(每兆瓦时44.86美元)。这与目前的天然气价格相当。通过使用smr也可以进一步降低成本,它的目的是使选址更接近人口中心,减少热量传输网络的长度和成本。

一些国家也在开发新一代高温反应堆,适用于通过蒸汽电解和热化学途径冶炼铁和高效制氢等应用(后者已通过日本的高温试验反应堆在试点规模进行了演示)。

尽管对核能的新热情可能是由与1973年石油危机相同的能源安全和价格因素驱动的,但它提供低碳电力和处理热量的能力意味着它可能是当今能源系统比过去更相关的选择。它不仅能发电,还能取代石油和天然气,有助于深度脱碳,这也降低了控制其供应的人所能掌握的地缘政治力量。