欧洲想抢先上车：微型核电站被寄予厚望商业化却还要再等10年
发布时间：2026-05-20 21:44:00| 浏览次数：
核能正在迎来回归。即便在德国，围绕利用新技术的讨论也在升温。焦点之一，是所谓的微型核电站。以下是关于它们需要了解的内容。
全球都在渴求气候中性的能源，尤其是电力。国际能源署称，过去十年，全球用电量的增速是整体能源需求增速的两倍。这一趋势很可能还会进一步加强，因为世界正进入一个新的电气化时代。
电动汽车转型、热泵供能以及数据中心的繁荣，正在成为新的增长驱动力。与此同时，家庭电器、空调和城市照明等传统耗电大户仍将持续存在。在这样的背景下，切尔诺贝利核事故过去四十年后，核能正在欧洲重新受到重视。它被视为一种清洁的电力和热能来源。
欧盟委员会主席乌尔苏拉·冯德莱恩近日在巴黎举行的世界核能峰会上表示，放弃核能是一个战略错误。面对天然气和石油供应持续出现的问题，欧洲希望重新调整方向，投入更多资金发展核技术，重点投向研发和投资。
被寄予厚望的方向之一，是微型核电站，也就是小型模块化反应堆。这一领域因新技术而掀起热潮。不过，小型模块化反应堆也被用来为整个核能行业进行游说。今年3月，德国巴伐利亚州州长马库斯·泽德尔曾主张开展微型核电站试验。
什么是微型核电站？小型模块化反应堆，本质上是小型化的核电站。它们占地更少，但发电量也更低。一个小型模块化反应堆大约需要10000平方米土地，不到2个足球场。相比之下，传统核电站通常占地1至2平方公里，相当于140至180个足球场。
微型核电站的典型发电功率在200至300兆瓦之间，部分型号可达到500兆瓦。传统核电站的发电功率则约为1吉瓦，也就是前者的2倍到5倍。
小型模块化反应堆有哪些优势？与传统核电站相比，微型核电站体量要小得多，这带来了一系列优势。普通反应堆必须在现场建设，高峰期工地上往往有超过15000名工人。
小型模块化反应堆则不同，要么在工厂预制并完成组装，再以可直接使用的状态运到建设地点；要么至少先预制大型模块，再在现场拼装。
通过在工厂进行系列化甚至大规模生产，制造商可以获得显著的规模效应。这有助于降低建造成本、缩短建设周期，而这两点恰恰是传统核电站落地时面临的两大障碍。也因此，这类新型核反应堆的融资会更容易一些。由于设计更简单，这类小型电站通常被认为更安全，但技术反对者并不认同这一点。
面临哪些挑战？最大的难题在于供应链、人手是否充足、融资渠道、监管以及行政审批。比如，目前全球只有一座设施能够生产高丰度低浓缩铀。
这是一种新型核燃料，铀235的丰度为5%至接近20%。美国虽然正试图推动本土高丰度低浓缩铀的生产，但要形成大规模产能，可能还需要数年时间。
此外，压力容器以及铸件、泵、阀门和管道等制造环节也存在瓶颈，因为核技术所需的这些部件必须达到特殊质量标准。
还有一些观察人士指出，合格专业人才不足也是问题之一，因为多年来大学核工程专业的毕业人数一直在下降。与此同时，主管核安全监管机构的审批通常需要5至10年。在欧盟范围内，相关许可还必须在每个国家重新申请。再加上和许多基础设施项目一样，这类新型核电站的实际成本很难准确预测。
小型模块化反应堆之间有哪些差别？核电站的发展通常按代际划分。第一代始于20世纪40年代末，大约从1990年起进入第三代，2010年后则进入第三代加。最能引发想象空间的，是第四代反应堆。不过，这属于根本性的新技术，目前仍更多停留在未来设想阶段。
欧盟将其分为三大类：第一类是具备额外被动安全特性的第三代加反应堆；第二类是第四代反应堆；第三类是微型反应堆，这类反应堆发电功率低于10兆瓦，并且可以运输。
技术路线有何不同？第三代和第三代加核电站大多属于轻水反应堆，也就是压水反应堆或沸水反应堆，通常是在现有水冷核反应堆基础上发展而来。
与第二代相比，它们通常被认为效率更高、安全性更好。至于第三代加，制造商强调其被动安全性更高，并配备了额外的应急系统。
反应堆核心装有燃料，通常是铀。铀在核裂变过程中会释放大量热能，这些热量把水变成蒸汽，蒸汽再驱动涡轮机，涡轮机与发电机相连，最终产生电力。这套技术与普通核电站基本相同。
第四代则走上了不同路线，研究人员尝试使用新的冷却剂，并在部分方案中采用不同燃料。目标是提高安全性、更高效地利用资源，并减少核废料。
大多数方案目前仍处于早期研发阶段。第四代核电站中既有轻水和重水反应堆，也有许多新技术，例如使用液态金属、冷却盐或冷却气体作为冷却介质。常见说法包括钠冷快堆、铅冷反应堆、气冷高温反应堆和熔盐反应堆。
核废料怎么办？小型模块化反应堆同样会产生核废料，具体数量会因设计和结构不同而有所差异。在某些方案中，经过处理的核废料可以作为燃料使用，也就是所谓再处理燃料。其思路是通过化学分离，将核废料中仍可利用的成分重新作为燃料使用。
目前已经有核电站利用部分高放射性废料发电。不过，这种再利用仅限于乏核燃料中所含的铀和钚。批评者认为，小型模块化反应堆类型多样、差异较大，因此需要专门的燃料生产和后续处置基础设施，而这类设施目前并不存在。
是否已有小型模块化反应堆投入运行？有。2021年，一座高温气冷微型核电站已并入电网。俄罗斯也已经建成并投入运行一座小型模块化反应堆。
阿根廷的一座反应堆则已建设多年。此外，许多国家都在研发这项技术。欧洲已有相关项目，分布在英国、荷兰、波兰、捷克和瑞典等国。
据估计，全球约有100种商业化小型模块化反应堆设计正在开发中。其中许多只是小团队推动的项目，今后很可能不会真正落地。但也有一些设计有望进入项目成熟阶段。
欧洲首批反应堆何时可能投运？欧盟已经开始为首批项目做准备。来自布鲁塞尔的消息称，第三代加反应堆在欧盟的引入和运行，最早可能在2030年代初实现。
罗尔斯·罗伊斯和西门子能源希望联手成为最早在欧洲投运小型模块化反应堆的企业之一。美国则计划在本十年末建成一座示范反应堆。
一些观察人士认为，微型核电站距离商业化应用可能还需要10至15年。不过，各方对此看法并不一致。
如果不是核裂变，而是核聚变呢？原子裂变之外，原子聚变也可能成为一种替代路径，因为原子核融合时同样会释放巨大能量。与此同时，聚变技术通常被认为风险较低，因为不会发生链式反应，产生的少量副产物也只是低至中等放射性。它的自然原型就是太阳。
不过，在工程实现层面，这项技术仍面临大量难题，这些问题是否都能解决，仍有争议。据估计，全球有50多家公司正在研发聚变能源，其中超过一半在美国。
德国有4家初创企业专注于这一技术。一些观察人士甚至认为，核技术可能会从第三代加反应堆直接跨向聚变技术，跳过第四代反应堆。
