全球小型核反应堆建设有条不紊-北极星核电网

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小型核反应堆最早在 1950s 就首先由美国用于军事领域，目前小堆在军用方面已较为普遍，但民用领域更加考虑安全性和经济性，基本尚未起步。自 2011 年福岛核泄漏事故发生以来，全球范围内的核能发展普遍陷入低潮，新建核能项目都需将安全性和公众接受程度放在首位。因此，近年来高安全性和高灵活性的小型核反应堆成为各国“核能复兴”的重要助力，全球小堆建设或将加快。

近几年美国、俄罗斯、阿根廷等国均积极部署小堆的建设，美国的小堆发展项目通过与核工业企业分摊成本，来刺激小堆技术的商业化进程，主要目的是取代不符合排放标准的热电厂，美国的 NuScale 发展较快。俄罗斯核电巨头 Rosatom 在科拉湾海域建成浮式小堆项目。其他处于先进阶段的小型反应堆有正在建造中的阿根廷的 CAREM 反应堆、获得了标准设计合格证的韩国一体化模块式反应堆 Smart 等。据国际原子能机构（IAEA）统计，目前全球有超过 70 个正在设计建造的小型反应堆。

目前在民用领域商业化运行规模较大的仅有俄罗斯一个国家，我国随着“玲龙一号”示范工程的启动运行，可能是下一个商业化推广取得实质性进展的国家。俄罗斯的小堆研发类型很多，主要通过陆地或驳船方式向偏远地区输送电力、供热、淡化水用途。俄罗斯还在不断建造更先进的核动力破冰船，以满足北极地区资源开采需要。我国目前 ACP100 示范工程已启动运行，正在山东石岛湾建设商用高温气冷堆。在海上反应堆方面，中广核的ACPR50S 进入 IAEA 全球小型堆发展路线图，中核的 ACP100S 以及中船的 HHP25 也正在进行中。

中国“玲龙一号”示范工程启动，有望加快小堆产业化进度从自主研发三代核电技术“华龙一号”到“玲龙一号”，我国核电正在形成“双龙出海”。

除了全球领先的大型三代核电技术“华龙一号”，研发具有更高安全性、适宜经济性、更短建造周期的模块小型堆也是中核集团的主攻方向，中核将最早研发出的小型堆取名为“玲龙一号”，堆名为 ACP100。“玲龙一号”示范工程目前已经启动运行。中核集团于 2010 年正式启动玲龙一号专项科研工作，2016 年 4 月成为全球首个通过国际原子能机构（IAEA）通用安全审查的小型堆，也是全球小堆发展的一个重要里程碑。2017年 5 月，海南昌江“玲龙一号”示范工程获发改委同意开展前期工作，成为国内首个获批开展前期工作的小堆示范项目，项目规划建设 1 台“玲龙一号”机组，单堆功率 12.5 万千瓦。2019 年 7 月 18 日，中核集团宣布启动我国多功能模块化小型堆（玲龙一号）示范工程。

“玲龙一号”在现有成熟压水堆核电技术基础上，采用“一体化”反应堆设计和“非能动”安全系统，其安全性能达到第三代核能系统技术水平。国际原子能机构审查认为，“玲龙一号”是个创新的小型压水堆设计，采用的“固有安全+非能动”的安全设计，能够处理极端环境条件和多种故障，达到国际和国内先进水平。“玲龙一号”示范工程是商业性示范工程，用以验证设计、制造、建造和运行技术，积累小型核电站的经验，在未来能源市场上作为其它能源以及大型核电站的有力补充，逐步开辟小型反应堆的商用市场。

“玲龙一号”定位核能综合利用，单机热功率为 385 兆瓦，电功率约为 13 万千瓦，两台玲龙一号机组可替代一座 20 万千瓦左右的燃煤热电厂，另外，我国每年的工业蒸汽需求约 9 亿吨，使用核能替代燃煤生产蒸汽，可大幅降低能源消耗、减少温室气体排放。目前采用的经济分析模型主要考虑单纯发电。未来，随着示范堆的推广，小堆在提供工业蒸汽、海水淡化、区域供热等领域批量化、多用途的实现，经济性将会显著提升。

示范工程带动下小堆经济性逐步显现，全球市场空间有望打开小型核反应堆在初始投资、安全性、灵活性等多方面优于大型堆，尤其是在目前核电技术向三代和四代过渡的过程中，大型堆的初始投资持续攀升，小型堆的低初始投入、根据所需规模灵活分期投建模块更加体现优势。但由于大型堆在规模化方面具有优势，小堆的整体经济性（单位投资成本和度电成本）仍然不明显。

ACP100 一回路主设备与二代改进机组相比，从每千瓦投资看，ACP100 各设备单位投资基本是二代改进型百万千瓦机组的 6 倍以上，因此，核岛一回路设备费用较高是 ACP100 造价较高的主要原因，设备投资较高使得ACP100 建设投资中核岛工程投资占比高达 68.92%，而 M310 建设投资中核岛工程投资占比仅 53.26%。

全球小堆主要国家技术赛跑，驱动降本打开市场空间。我们认为，“玲龙一号”将发挥示范效应，行业标准将逐步完善，小堆商业化运行规模有望提升，小堆供应链逐渐走向国产成熟化，国产小堆的经济性将逐步显现，国际竞争力也将不断提升。目前中、俄、美的小堆商业化技术处于赛跑阶段，将驱动小堆提效降本，全球市场空间有望打开。据 IAEA 预测，到 2035 年全球民用小堆潜在市场规模为 65-85GW。我国国产小堆（ACP100、小型供热堆等）技术水平处于全球前列，在“一带一路”沿线国家（巴基斯坦、伊朗、印尼、沙特等）及其他发展中国家的应用前景较为广阔。

1）示范工程带动下，小堆应用批量化发挥规模效应。“玲龙一号”示范工程的运行在设计、制造、建造和运营方面提供产业化指引，国内小堆应用规模将逐渐扩大，同时小堆的应用场景更加广泛，可以灵活应用于除供电外的供热、供汽等多元化领域，将充分发挥规模效应，有效降低成本。2）小堆行业标准体系逐渐完善，有望节省部分建设成本。目前我国核能法规和标准主要针对大型堆，尚没有适用于小堆的行业标准。按照当前大型核电的标准、规范、安全措施和配套设备建设，小堆建设成本较高。但小堆在功率、厂址选择、安全特性等方面均较大型堆存在差异，小堆在纵深防御、辐射防护、应急计划区划分等方面需要区别于传统大型压水堆核电厂的要求。未来随着小堆行业标准的完善，前期建设成本有望降低。

3）技术进步和设备国产化驱动降本。目前国内小堆在关键设备环节较依赖进口，设备投资方面高于国外研发领先的小堆。与国际目前主流小型堆设计相比，ACP100 机型单位建设投资比美国 mPower 偏高，但与韩国 Smart等其他小型堆相差不大，投资水平相当。但在换料周期方面ACP100要快于国外，因此从度电成本来看，ACP100与国外堆型相比还是具有明显劣势。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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