去年夏天到今年冬天,我们很多人都经历了史无前例的创纪录暴热暴冷,地球气候也被推向了越来越严峻的形势。

要是有一种像大电池一样的能源,放在每个社区、工厂、数据中心等地就好了,不用高压线,也不用烧煤烧气,就能保证一个区域的用电,还可以节约大量的资金。

这样的大电池可能已经来了,美国核电监管机构近日已正式批准了一款小型模块化核反应堆(SMR)的使用,将可能对人类应对气候暖化产生重要作用。

这款小型模块化核反应堆由NuScale能源研发,和传统核电站一样使用轻水冷却和发电,但不同的是,SMR是高度模块化的,可以在工厂生产,然后运到使用地安装,并且使用的空间只有传统反应堆的1%。

每个SMR模块直径为2.7米,高20米,重量590吨,放在一个大水池里。核反应堆在模块底部,通过聚变反应加热水后,向上流动通过蒸汽发生器发电,然后冷却回到底部,重复循环使用。

每个模块可以产生77MW的电力,NuScale将在爱达荷国家实验室建造第一个SMR工厂,共有6个模块,产生462兆瓦的无碳电力

SMR被认为更安全,它被设计为不依赖于动力水泵或循环设备,在发生事故时可以无限期地关闭并自行冷却。

设备可以安装在地下水池中,上方加一个混凝土盖,这样池中的水既可以吸收地震的能量,又可以吸收冷却系统故障时的热量。

只要池中有足够的水,就可以无限期保证反应堆的安全冷却,而不需要手动补充。

这样的模块化核反应堆说白了就是一个“大核电池”,可以很容易地按需灵活部署安装,安全地供应一片区域的电力,例如数据中心、工业制造、海水淡化、制氢、城市供热供汽,也可以部署到偏远地区,甚至作为大型移动电源使用。

不过SMR仍然面临核废料的处理问题,这些废料仍然需要按现有技术进行处理存储,但一次添加就可以使用3到7年,一些设计甚至可以运行40年。

SMR小型模块化核反应堆由于使用起来更快、更安全、更灵活,已得到世界各国的高度重视,被视为可能会对未来能源结构产生巨大影响,因而有很多政府或商业化机构都在研发。

目前SMR进展较快的有俄罗斯和中国,俄罗斯已在海上浮动平台上建了两台SMR,是一种压水反应堆,每台可以生产35MW的电力。

中国华能已建成了HTR-PM小型模块化核反应堆,由两个高温气冷球床第四代反应堆产生热量,连接到一个蒸汽涡轮机上,可产生210兆瓦的电力,并在2021年12月20日并入国家电网。

而中国核工业集团有限公司研发的玲龙一号(ACP100)商用小型模块化压水核反应堆,也正在建设之中。

目前美国、俄罗斯、日本、法国、韩国等都有很多商业公司在开发模块化的小型核反应堆,主要有压水堆、高温气冷堆、熔盐堆、钠快冷堆、铅快冷堆等多种形式,究竟哪一种会在未来胜出,可能还需更多的时间观察。

我感觉小型模块化核反应堆的最好应用,其实是用于大型船舶的动力系统,以及偏远地区的发电,至于城市社区和工厂的应用,除非是安全性可以得到绝对保证,否则仍然应该谨慎部署。