核电“微型堆”竞赛

摘要：以西屋公司（Westinghouse）为代表，一场开发“微型反应堆”的竞赛正在如火如荼地进行。其核心理念是，用比SMR（小型模块化反应堆）更小的微型核反应堆替代柴油和天然气发电机。现在这些发电机广泛应用于数据中心、偏远离网社区以及海上石油和天然气平台等场所。

核电企业正致力于将反应堆缩小至集装箱大小，以期与储能电池展开竞争。

以西屋公司（Westinghouse）为代表，一场开发“微型反应堆”的竞赛正在如火如荼地进行。其核心理念是，用比SMR（小型模块化反应堆）更小的微型核反应堆替代柴油和天然气发电机。现在这些发电机广泛应用于数据中心、偏远离网社区以及海上石油和天然气平台等场所。

“起初，我们意识到在经济领域中，有些部分很难实现脱碳，比如那些依赖柴油的偏远社区，其脱碳成本非常高。”西屋公司eVinci微型堆计划负责人Jon Ball介绍道，“但目前，各界对此的兴趣范围正在不断扩大，我们坚信这将是一个极具增长潜力的重要领域。”

当下，随着政府和大型科技公司纷纷寻找清洁能源，以兑现自身的气候承诺，核工业正迎来复兴之势。目前，已有数十个项目在稳步推进，旨在开发容量高达300兆瓦的小型模块化反应堆（SMR）。

与SMR相比，微型堆的输出功率要小得多，仅为20兆瓦，但这足以满足大约20,000户家庭的用电需求。而且微型堆的运行模式类似于大型电池，无需专门设置控制室，也无需现场配备工作人员。反应堆会被运输至指定地点，接上电源后便可运行数年，之后再被送回制造商处进行燃料补充。

就在去年12月，西屋公司获得了美国核监管机构对其控制系统的批准，而这一系统最终将助力8兆瓦的eVinci微型堆实现远程运行。该反应堆拥有最少的活动部件，通过装满液态钠的管道从核燃料中吸收热量，并将热量传递至周围空气中，随后这些热量便可用于驱动涡轮机发电，或是泵入加热系统中。

“我们的目标是能够从一个中心位置对其进行自主操控，这样一来，我们只需对部署在全球各地的反应堆群进行监控即可。”Ball说道。该反应堆采用了少量陶瓷涂层的Triso燃料，其独特的设计使其具备强大的耐高温性能，即便处于极端温度环境下，也不会出现熔化现象。

eVinci微型堆有着亮眼的表现，它是首个完成美国爱达荷州国家实验室测试计划工程研究的微型堆。按照规划，预计将于2027年正式启动相关项目，而西屋公司近期还与英国一家有志于开发海上核电站的初创公司Core Power签署了合作协议。

Core Power首席执行官Mikal Bøe表示：“我们正依照计划去获取美国核管理委员会的运营许可证，预计在2029年它能够正式进入市场，这已经是其最早能推向市场的时间节点了。”他还补充说道，希望两家公司能够在2027年和2028年着手获得订单，为后续的市场拓展做好准备。

西屋公司的Ball指出，eVinci反应堆瞄准的两个主要目标市场分别是数据中心以及陆上与海上的石油和天然气行业。他提到，相较于依赖单一能源，数据中心若具备并排运行多个微型堆的能力，那么其应对突发情况的弹性将会大大增强。

剑桥大学地球和核材料教授伊恩·法尔南（Ian Farnan）提出，微型堆在采矿业也有着广阔的应用前景，尤其是在开采钴、锰等通常位于偏远地区的关键矿物方面。

他进一步解释道：“要知道，在开采这些矿物时，往往需要砍伐1000吨岩石才能生产出1吨产品，这是个相当大的挑战。而微型堆的出现将会改变矿山的运营模式。目前，矿山大多依赖柴油来提供能源，可除了柴油本身的成本以及较高的碳强度问题之外，将柴油运输到偏远矿区的物流难题更是让许多矿山难以为继。但如果能够安装一个可以持续运行10到20年的反应堆，那就相当于解决了一个关键的电源问题。”

纳斯达克上市公司Nano Nuclear Energy已经聘请了Farnan教授，助力其设计一种低压冷却剂微型堆，并且期望能在2031年之前将该产品成功推向市场，为微型堆领域再添新成员。

其他在微型堆行业中占据领先地位的公司包括纽约上市公司BWX Technologies，该公司曾为美国海军潜艇和航空母舰制造核反应堆，以及X-energy，该公司在9月份从包括亚马逊和Citadel对冲基金创始人Ken Griffin在内的投资者那里筹集了500万美元资金。

这两家公司都入选了美国国防部的“Pele”项目，该项目旨在开发一种便携式核反应堆，能够部署到任何地点，并在继续运行前运行数年。

然而，X-energy首席执行官J Clay Sale表示，微型堆市场“仍在成长阶段”。

“我们的投资可能与该行业的任何公司一样多，”他说。“但当规模缩小到微型堆时，其经济性就更具挑战性。你必须达到更大的规模，微型堆才能变得经济可行。”

Bøe表示，一旦生产线扩大规模，微型堆将具有价格竞争力。“如果你有60到120个反应堆的订单，你会看到规模经济的效益，”他补充说，并表示目标是以每兆瓦时100至150美元的价格生产电力。

“这并不是要与电网规模竞争，但对于港口、码头、石化设施、岛屿位置、偏远地区等，它非常有竞争力，”他说。“将柴油和天然气运到这些地方的成本高得令人望而却步。”

然而，如何安全地建造、运输和运行微型堆仍存在诸多问题，世界核协会安全与许可项目负责人罗南·唐吉（Ronan Tanguy）表示。

监管机构仍需制定规则，明确微型堆是否可以远程操作，以及如何使其免受网络攻击。还需要制定有关运输规则，特别是跨国界运输，以及是否应在工厂或现场为其提供燃料。鉴于其体积较小，它们也可能更容易成为核燃料盗窃的目标。

西屋公司表示，eVinci将通过适用于大型反应堆的相同飞机影响评估测试，但 Tanguy 指出，许多现有的反应堆规则要么“不成比例，要么不适用于微型堆”。他指出，用飞机故意击中这么小的目标将非常困难。

“国际原子能机构可能会发布高级别安全标准，这些标准通常会被纳入国家法规，”他说。“这不会很快实现。如果人们希望它尽快完成，是的，它可以，但涉及大量工作。”

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