俄罗斯因受欧美制裁而削减供应天然气，令全球天然气出现供需失衡，于是本来依赖天然气的国家重新考虑拥抱核电。新一代核融合技术虽然零污染、零排放，但仍未能走出实验室。至于既有核分裂技术，现已发展出“第四代核反应炉”，具备低成本、高安全性等优点；如搭配风能、太阳能一起使用，更可组成高度稳定的零碳排电网。因此，第四代核电被视为应对气候变化与能源危机的新解方，使第四代反应炉开发演变成全球能源技术竞赛的新战场。

核电成太阳能和风能最佳拍档

　　气候危机迫在眉睫，碳中和已成全球共识。太阳能和风能肩负实现零碳排的重任，惟却受制于天气和日照风吹的时间，有间歇性供电的问题，所以必需搭配另一个可靠的能源来源，能够快速填补绿能波动所造成的供电空缺，以维持稳定的电力供应。

　　东欧国家斯洛文尼亚的核能学会会长托马斯·扎加尔（Tomaz Zagar）指出，俄乌战争前，该国洁净能源布局有两种规划，一是可再生能源搭配天然气发电，二是可再生能源搭配核能发电。但战争爆发后，全球天然气供应短缺，使核电搭配方案变得比天然气更加可靠。国际能源署（IEA）更认为，未来20年内核电规模要扩大接近1倍，才能达到全球净零排放的目标。

　　2022年7月，欧洲议会通过将核能列为永续性的绿色能源，惟前提是新建的核电厂必需使用最新技术；至于借着技术改善而延长寿命的既有核电厂，则容许运作到2040年至2045年之间。

各国积极部署第四代核反应炉

　　2022年8月，美国加州议会通过，将原定于2025年退役、州内仅存的一座核电厂“魔鬼谷核电厂”（Diablo Canyon Nuclear Power Plant），延长运作5年。同年9月，德国也决定，把国内最后3座核电厂的其中2座的运作死线，从原本2022年底延后至2023年4月前都维持待命，以免冬季供电不足。

　　大宗商品交易商WMC Energy的主管詹德（Per Jander）表示，加州与德国是世上对核能最负面的地方，现在两地的核能政策均转向了，对全球市场带来很大冲击。此后，各国开始更积极部署核能设施，因应欧洲议会对核能绿电的要求，大多投入开发最新核电技术——第四代核反应炉。

　　现时全球有440座核能反应堆，大多数属于第三代核电技术。第一代核反应炉意指1940年代末期至1960年代初期的原型反应堆，当时还未能投入商业营运；第二代是指1960年代中期至1990年代中期的首批商用轻水反应堆（Light Water Reactor），利用水作为反应堆的冷却剂；第三代仍是轻水反应炉，惟使用更可靠的核燃料与反应堆堆芯，以及被动冷却系统。

SMR小型反应堆成本平完工快

　　一直以来，核电设施以集中式电厂为主，每座反应炉装置容量动辄900兆瓦（MW）以上，造价高达150亿美元（约1,170亿港元），需时至少20年始能完工运作，以致核电厂成本动辄超支。第四代反应炉的设计构想，正是要解决上述问题。

　　在第四代核电技术中，目前以基于核动力潜艇的小型模组化反应堆（Small Modular Reactor，SMR）最被看好。有别于集中式核电厂，每座反应堆的发电量至少900兆瓦（Ｍegawatt，MW）以上，SMR则仅为几十至几百兆瓦。

传统大型核电厂（左）的发电量动辄在700兆瓦以上，小型模组化反应炉（中）通常为300兆瓦左右，微型反应炉（右）则顶多有数十兆瓦。（图片来源：国际原子能总署官网）

　　SMR的最大优势在于模组化，反应堆机组能够分拆成多个组件，可以在工厂大量规模生产，大幅制造成本；然后把组件从工厂运送到工地，直接在现场组装成小型反应堆，不易发生大型核电厂施工延误的状况。

　　英国重工业集团劳斯莱斯（Rolls-Royce）旗下SMR公司评估，小型模组化反应炉的建造成本约为22亿至28亿英镑（约208亿至265亿港元），传统核电厂成本则为60至90亿美元（约468亿至702亿港元）；SMR建造时间只需5年半左右，比传统核电厂快2年。

劳斯莱斯每座SMR约可供电470MW，占地约有10英亩，较传统核电厂小很多。（图片来源：劳斯莱斯官网）

SMR体积小可设于地底或海上

　　它的另一优势是体积较小。例如日本三菱重工的SMR，机组高度为3公尺，宽度为4公尺，重量在40吨以下。如此小巧的反应堆，占地面积较小，既可设置于不适合大型核电厂的地方，又可在偏远地区充当整体电网的辅助角色，供电给农村或工业区。

　　由于SMR机组较小，所以可适用于石油探勘、太空探索、军事布防等特殊用途，还可以设置于地底或是海上。例如俄罗斯建造的罗蒙诺索夫院士浮动核能发电厂（Akademik Lomonosov），便是全球首座海上浮动核电厂，已于2020年5月投入商业营运，设有2座35兆瓦的小型模组化反应炉。

罗蒙诺索夫院士浮动核能发电厂是一艘无自身动力的巨型海上载具，船身长度为144米、宽度为30米，重量达21,500吨。（图片来源：维基百科）

　　一般而言，SMR的发电量大概为300MW，仅及传统核电厂的三分之一，加上其被动冷却系统纯粹靠物理现象运作（如自然循环、自然加压等），一旦发生紧急事故，可以在无需人员操作或电源要求下自行关闭系统，降低辐射外泄的机会。

　　联合国国际原子能总署（IAEA）更指出，小型模组化反应炉对核燃料的需求更少。传统核电厂每一、两年便要更换燃料棒，SMR则每3至7年始需要一次，有些小型反应炉的设计甚至可以运转30年都不用补充燃料。

美国SMR初创公司群雄并起

　　目前全球各地正在开发中的商用小型模组化反应堆已逾70款，美国、英国、日本、加拿大都有科技企业投入SMR项目。以美国初创公司NuScale Power为例，2022年8月获美国核能管理委员会（NRC）通过SMR设计认证申请，有望成为首家在美国建造小型模组化核反应炉的厂商，预计其首座核电厂将于2029年开始供电。

NuScale Power预计于2029年在美国爱达荷州西北部营运首座SMR核电厂，每座反应炉的发电量不到 100兆瓦，将按照当地需求合并多座反应炉进行供电。（图片来源：NuScale Power官网）

　　NuScale Power的SMR方案名为“VOYGR”，属于轻水反应堆，每座反应炉高度为20公尺，直径则为2.7公尺，发电量约77MW。根据该公司估算，在美国国内兴建SMR核电厂的成本为每千瓦少于3,000美元（约2.34万港元），比起大型反应炉的每千瓦5,000美元（约3.9万港元），几乎便宜了一半。

　　由微软创办人比尔．盖茨（Bill Gates）投资的美国初创泰拉能源（TerraPower），研发中的SMR方案唤作“Natrium”，采用钠冷快中子反应炉技术，用铀锆合金作为燃料，以液态金属钠充当冷却剂。钠的沸点比水高得多，能够吸收更多热能，减轻施加于反应炉上的压力。

　　钠反应炉不需额外电源来驱动降温系统，故此不会像福岛核电厂般因外部电力被切断，致使反应炉无法降温而爆炸。泰拉能源拟斥资40亿美元（约312亿港元），在美国怀俄明州凯默勒市筑建世上首座钠反应堆核电厂，预计于2030年竣工。

　　另外，韩国SK集团于2022年8月宣布，向泰拉能源投资2.5亿美元（约19.5亿港元），与盖茨并列该公司的最大投资者，藉此在韩国本土和东南亚国家推进商用SMR项目。

泰拉能源将会为其SMR小型反应炉加入熔盐储能系统，将电容量从345MW提高至500MW。（图片来源：TerraPower官网）

英加日竞相开发小型核反应炉

　　英国将核能定位为“绿色工业革命”的重要支柱，积极推动国内SMR产业发展。英国政府不但要求核监管机构于2022年3月启动核电审批程序，更在11月向劳斯莱斯提供5.46亿美元（约42.59亿港元）融资，以建造英国首座小型模组核反应堆，预计发电量为470MW，希望在2030年代落成并并入电网。

　　劳斯莱斯下一步计划是在英国兴建和经营10至15座SMR，预估到2050年有望带来520亿英镑（约4,890亿港元）的经济效益，出口总额可达2,500亿英镑（约2.35兆港元），以及创造40,000个工作机会。

　　加拿大安大略省电力公司（OPG）于2021年12月宣布，跟日本日立与美国通用电气的合资公司GE Hitachi Nuclear Energy建立合作伙伴关系。OPG会采用该公司开发的小型模组核反应炉“BWRX-300”，发电量可达到300MW，预计2028年落成第一座反应炉。

日立与通用电气的合资公司GE Hitachi Nuclear Energy现正开发SMR轻水反应炉“BWRX-300”。（图片来源：GE Hitachi Nuclear Energy官网）

　　日本三菱重工埋首开发小型轻水反应炉，基本设计已完成80％，每座反应炉的发电量为300MW。该公司拟将SMR核电厂部分设施修建在地底下，以降低地震或其他天灾带来的损害，目标是2030年代中期完工并开始供电。由此看来，各地科企都在努力让小型模组化反应炉能在2030年左右投入营运。

SMR反应炉仍有核废料问题

　　然而，SMR始终是核反应堆，依然有核废料问题。美国阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory，ANL）的研究显示，反应堆产生核废料的数量，与燃耗效率有关。所谓“燃耗效率”，意指用一定数量燃料能产生多少热能的比值。

美国能源部委托阿贡国家实验室，针对SMR核废料进行研究。（图片来源：阿贡国家实验室官网）

　　ANL研究人员指出，泰拉能源Natrium反应炉的燃耗效率较轻水反应炉为高，产出的核废料亦较少。NuScale 的VOYGR反应炉在技术上与现存轻水反应炉没什么不同，故此燃耗效率和核废料数量跟后者相若。

　　劳斯莱斯SMR公司估计，假设一座小型反应炉运转60年，产生的核废料足以铺满整个网球场，厚度更达1公尺。该公司表示，核废料初期会暂存在核电厂，之后会转移至英国政府指定的长期存放位置。

易被好战份子盗用发展核武器

　　另一个更严重的问题，因为SMR体积小巧，所以更容易被恐怖组织或好战份子盗用，偷运到政治动荡地区，制成核武器。哥伦比亚大学国际公共事务学院教授拉马纳（M. V. Ramana）估计，每座劳斯莱斯小型反应炉的核燃料足以制造10枚核弹。

　　但无可否认的是，在极端天气与地缘政治的影响下，如今已没有一种能源是绝对安全的。例如欧洲在2022年遭受极端热浪与干旱侵袭，导致水力发电量大幅降低。更不用说，天然气因俄乌战争而减少供应，让欧洲一度陷入能源危机。

　　由是之故，愈来愈多国家视SMR为永续能源的新选择。美国能源部预估，未来全球对第四代核电技术的需求，包括人力、设备、以及相关产业链等，将会形成1兆美元（约7.8兆港元）的庞大市场规模。

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