▲南韓慶尚北道慶州市月城核電廠的4號機組（最左側）2024年6月22日發生2.3噸儲存水外洩事件。（圖／翻攝自韓國水電與核電公司官網）
● 萊曼博士（Edwin Lyman）／憂思科學家聯盟核電安全主任／綠盟整理
目前世界上幾乎所有的核子反應爐都是大型輕水式反應爐，裝置容量約為1,000 MW，並以水為冷卻劑。此外，輕水式反應爐所使用的燃料，稱為低濃縮鈾，這是從地下開採的鈾礦經過加工後，在濃縮設施中提高鈾235的濃度，以便使其可用於輕水式反應爐。輕水式反應爐的鈾235濃度約為5%或更低。此外，經過濃縮的鈾燃料無法直接用於製造核武，因此輕水式反應爐的核武擴散的風險相對較低。
興建大型輕水式反應爐的困境
在過去幾十年，除中國以外，大多數國家鮮少建造的新型大型輕水式反應爐。實際上僅有少數幾座新的大型輕水式反應爐正在施工。原因在於，施做大型反應爐不但工期長，成本又極高。新的核電興建計畫在美國和西歐屢歷工期延誤，原先期程加倍，外加成本超支兩倍，甚至機組造價高達超過150億美元。
全球核電發展基本上因而停滯不前，因為新核電廠的建廠速度並未明顯超過舊電廠關閉的速度，使得機組總數量大致不變。
小型模組化反應爐可以拯救核工業？
這就是為何業界提出「小型模組化反應爐」（SMR, Small Modular Reactor）的概念。小型模組化反應爐裝置容量為300 MW或更低，約為大型輕水式反應爐的1/3。有些裝置容量不到100 MW，甚至低於10 MW。模組化是指，機組可以在工廠內先行組裝，然後再送到反應爐預定地，所以理論上，可以量產，並且快速的組裝，達成規模經濟，因此可以節省成本、縮短期程。
而小型模組化反應爐（SMR）的擁護者，賦予該型反應爐種種神奇特性。聲稱機組具有被動安全性質，無論發生何種情況，機組都能自動關閉，毋須人員操作。
據此說，小型模組化反應爐（SMR）所產生的放射性物質遠比大型反應爐少，因而更安全。再根據此說，與傳統機組相比，小型模組化反應爐所產生核廢料更少，甚至可以回收再利用，核廢料業者又說，小型模組化反應爐可以防止核武擴散，那因為機組小，就某些國家來說，即使有心，也相對難以濫用這些核電材料製造核武。
此外，有些小型模組化反應爐（SMR）的設計，聲稱可以比輕水式反應爐更有效地利用鈾。鈾礦開採可能嚴重傷害環境。若能夠使用較少的鈾，卻產出相同等量的電力，也是件好事。但很不幸，以上這些說法，不是誤導，就是完全錯誤。
SMR的各種不同技術
目前，有許多不同類型的小型模組化反應爐（SMR），其中一類使用輕水式反應爐技術，也是當今全球既有反應爐的標準技術。這些小型機組雖然更小，部分技術有所改進，但基本上仍然使用相同的技術。
其中一例是美國Nuscale所設計的小型壓水式反應爐，就是大型機組的縮小版，每座機組的裝置容量為77 MW。
此外，還有與輕水式反應爐不同的機型，其中一類是液態鈉冷卻的快中子反應爐。其中一型的鈉反應爐是由微軟創始人比爾．蓋茲所共同創辦的TerraPower所開發。蓋茲是全球清潔能源的積極倡導者。
就技術而言，由於TerraPower機組裝置容量超過300 MW，它並不符合小型模組化反應爐的標準，但許多人仍稱之為小型模組化反應爐。
另有反應爐使用氦氣，而非水作為冷卻劑，它們使用不同於輕水式反應爐的燃料，TRISO顆粒燃料。
美國有家名為 X-Energy 的公司，正在開發1座 80 WM的小型模組化氣冷式反應爐，中國也啟動1座示範性質的氣冷式反應爐。
另有一類反應爐以熔鹽冷卻劑，代替水，例如：Karios Power 這家公司，就是利用熔鹽當成冷卻劑。 該公司這週成為新聞焦點，因為谷歌宣布與該公司達成協議，支持開發500 MW的Karios Power反應爐，以期為人工智慧資料中心提供電力。
有些人則對冷卻劑使用熔鹽，以及連燃料本身也是熔鹽的反應爐，極為熱衷，這是指使用熔鹽液體燃料，而非固體燃料。
最後，還有一類更小型的 SMR，又稱為微型反應爐，因為功率很迷你，小於 20 MW。一個例子是一家名為Oklo的能源公司所開發一型非常小的快中子反應爐Aurora。
這裡只是概況，美國能源部實際上正在補貼包括鈉反應爐、Xe-100小型模組化反應爐，以及Karios Power在內的示範反應爐的開發。
美國政府實質上正為蓋茲支付數十億美元，浥注反應爐的開發。人們可能會問，何以蓋茲要美國納稅人浥注數十億美元，這就是美國國會所行之事。
欠缺規模經濟效應
要瞭解 SMR 最重要之事，在於所謂的規模不經濟的問題，這是指，在其他條件相同，相較於大型反應爐，小型反應爐的發電成本高出許多。根據經濟規模原理說，隨著反應爐變大，產生電力會更便宜，因此如果反應爐變小，產出的電力就會更昂貴。例如，僅根據規模經濟，77 MW的發電量的成本大約是 1,000 MW機組發電量成本的5倍。
不過，小型模組化反應爐的擁護者還有其他因素可以彌補欠缺規模經濟的損失，例如：如果工廠集中製造模組，便能降低製造成本，從而提高效率，從而降低成本，但此事並未獲得證實，而且也不太可能大到足以完全彌補欠缺規模經濟的損失。
● 本文獲授權。以上言論不代表本網立場，本網保有文字刪修權。
標題：SMR解用電荒？ 規模化可能是技術與發展關鍵
地址：https://www.wellnewss.com/post/725095.html
鄭重聲明：本文版權歸原作者所有，轉載文章僅為傳播信息之目的，不構成任何投資建議，如有侵權行為，請第一時間聯絡我們修改或刪除，多謝。
