由于核能既可满足能源需求又能保护环境，美国奥巴马总统多次呼吁“为了应对环境变化、防止核扩散、为全人类提供使用核能的机会，要研发新的核能技术并对已有的关键技术进行提升。”美国因为即将有大量的小型火电机组退役，加之税收等原因对化石燃料电站经济性的影响，政府希望有大量的小型核反应堆替代退役的火电机组。

　　据美国能源咨询管理委员会预测，美国至少需要1100太瓦时的电力来自小堆，该规模将超过全美现有核电站的总发电量（799太瓦时），小堆将在确保美国能源安全方面发挥越来越大的作用。美国能源部确信模块式小堆在美国有良好的市场前景，他们用“能源史上的又一个里程碑”“开创核能多用途新时代”“改变美国未来核能的关键”表述对小堆重要性的认识。

    一、小堆综述

　　IAEA将电功率小于30万千瓦的反应堆定义为小型反应堆。美国研发设计小堆的目的是为了实现用非化石燃料满足能源需求增长，有效降低碳排放。小堆有出口便利的特点，能够增加就业。美国政府在与小堆核电公司签署的协议中，明确规定小堆必须在国内生产，以增强本国的制造能力并提高出口能力。

　　美国B&W mPower公司、NuScale公司以及西屋公司推出的小堆设计方案，以成熟的海军舰艇技术和轻水堆核电技术为基础，设计建造技术成熟且有各自的优势与特点。其中B&W mPower和NUSCALE研发的两种小堆已获得美国政府为期5年、总计4.52亿美元的资金支持。NuScale公司计划于2016年底向美国核管局（NRC）提交50MW小型模块化反应堆安全设计审查，2023年投入运行。NuScale公司研发的小堆除了可以使用传统的轻水堆燃料外，还可以使用MOX燃料。

　　二、优势与前景

　　一是小堆固有安全优势。小堆核能利用最核心的是安全问题。小堆放射源项小、体积小，采用一体化建造。一体化建造能消除大失水事故（LOCA），即使发生事故也不会造成大量放射性物质的快速释放，潜在事故进程缓慢，留有更长的事故响应时间，一回路具有高自然循环能力，因此不需要场外应急，被称为“核能史上的又一座里程碑”。另外，小堆采用完全非能动安全系统，可以不需要人工干预，极大提高了安全性。美国政府支持开发的NuScale公司的堆芯熔化概率可以降到10的负8次方，比现在最先进三代核电技术高出两个量级。

　　二是小堆具有成本优势。小堆模块化的特点决定了可以分段建造和发电，得到的收益用于建造新的小堆，因此可以降低建造的投资成本，能较快得到回报。另外，换料周期长、现场不需要太多的专业化人才，有利于提高经济性，对一些缺乏人才的国家和地区的市场是有吸引力的。

　　三是小堆具有制造便捷优势。目前美国新建的大型反应堆零部件尽可能地采用离堆的模块化建造，但小堆模块化建造意味着主要部件在其它地方生产后运到建造现场进行组装，不需要超大锻造件，反应堆压力容器和其它大锻件都由美国国内供应商生产，由此带来就业和出口机会。

　　四是小堆能够满足一些特殊用途。尺寸小和发电量少，可以作为大型核反应堆的补充，适用于电量需求小、电网承受能力差、偏远地区的一些高耗能行业，如海水淡化、采矿业等，使用核动力从坚硬的页岩中萃取油，可以显著地减少碳排放。对于能源需求增长缓慢的地区，可以采用装机容量小的小堆；对于能源需求增长迅速的地区，也可以采用小堆，小堆独立的模块化设计为核电厂规模的延展提供了条件。

　　五是小堆具有防止核扩散功能。美国所有的小堆都设计在地下，可以限制对核设施的破坏，也可限制放射性释放。小堆被设计成“黑匣子”，装好核燃料后的一体化装置运到现场，用过后，整个机组运回工厂进行废物处理处置。运营者不再承担燃料循环的责任，降低了核扩散的风险。

美国能源部确信模块式小堆在美国有良好的市场前景，他们用“能源史上的又一个里程碑”“开创核能多用途新时代”“改变美国未来核能的关键”表述对小堆重要性的认识。

    三、制约因素

　　一是许可问题。尽管美国积累了几十年的核电运营经验，建立了先进的管理体系，公众已认可核电的安全性，但是开发新型的小堆技术仍需要供应商与核管会的合作，为小堆设计许可制定合理的颁发流程。另外，缺乏国际通用的许可标准是影响小堆推广的一个障碍，在一个国家获得批准，并不代表在另一个国家也能够获得批准，供应商在开发不同市场时要面临各种各样复杂的许可审批程序。

　　二是应急区域问题。按照美国核管会的规定，为核反应堆建立应急区域没有考虑反应堆容量的大小。但核管会还是保留了可调整的余地，即如果供应商能够证明小的应急区域是安全且可以接受的，核管会允许对功率低于250MW 的反应堆调整应急区域，这将涉及到很多小堆。如果能够缩小小堆的应急区域，将极大地降低来自环境保护、安保和消防等诸多方面的成本，可显著提升小堆的经济性。

　　三是制造能力问题。为了鼓励能源产业创新，美国政府规定：用于能源生产的新型设备四年内保持安全运行可享受免税待遇。由于最近几十年美国没有新建核反应堆，相关设备制造能力减弱，核供应商认为四年太短了，仅恢复高精密核仪器的生产能力就需要几年时间。也就是说政府为制造商提供的优惠对核供应商不适用。

　　四是年费问题。美国现行一些政策不利于小堆开发，如根据《美国联邦法典》10CFR 第171 部分的规定，核管会对获得许可的所有反应堆评估了统一的年费，其中包括乏燃料贮存和核设施退役。除了年费外，根据《普莱斯-安德森法》，每年还要向核责任保险池交纳保费。2009年核管会提议对《美国联邦法典》10CFR 中相关内容进行修订，根据明确的装机容量来确定年费金额，以建立一个差异化的年费结构。如果根据容量建立动态年费制度，那么小堆年费将比大堆年费少得多。

　　五是税收问题。美国一些供应商注意到目前对于主要构件强制征税为3.3%～5.2%，但对于一些情况是免征税的（主要对于2006 年7 月31 日前定货的核反应堆压力容器和汽轮机）。从全世界范围看，特别是欧洲和韩国，对于这些构件的征税是很高的。

　　六是出口程序问题。小堆供应商表示需要同海外新开发的市场签订合作协议，从法律层面保证小堆供应商可以从事反应堆和核燃料方面的出口。合作协议实施后，供应商还需要从美国商务部、能源部、国务院以及核管会获得批准和许可。很多供应商表示如此操作难度较大。2009 年商务部通过了《民用核能贸易倡议》，其中包括《民用核能出口指南》，以帮助供应商出口小堆。

　　七是核责任问题。核责任是小堆和大堆共同面临的问题，目前没有建立全球的核责任体系，限制了小堆的广阔应用。如果发生核事故，特别在面对多个潜在被告时，对核损害的索赔诉讼将被拖延并复杂化，很难及时得到赔偿。IAEA 推广的《核损害补充赔偿公约》（CSC）是目前唯一一部全球性的法律体制，适用于没有核设施的国家，美国核供应商认为执行此公约是推动核项目出口的重要手段。

　　四、启示与建议

　　尽管目前小堆项目存在很多不确定因素，没有成熟的机型，但美国政府已意识到在增加出口和就业以及替代小火电机组等方面，小堆可以发挥重要作用。民主和共和两党罕见地一致同意出资支持小堆项目。能源部、核管会、商务部等多个部门都努力减少小堆发展在许可、年费、应急以及出口等方面存在的制约因素，为抢滩国际市场创造条件。

　　我国一直高度重视小堆的研发和推广工作，研发水平保持国际领先地位。积极推动小堆的产业化发展，发挥小堆在“一带一路”倡议和“走出去”战略中的作用非常重要。

　　一是加快小堆示范工程建设。示范工程是实现技术持续改进和产业化发展的前提。未来十年是小堆形成世界格局的关键时期，目前中核集团自主研发的多用途模块化ACP100 已成为世界首个通过IAEA 安全审查的小堆。要抓住机遇，尽快让ACP100 小堆示范工程在国内开工建造，为在激烈的国际竞争中抢占先机做好准备。

　　二是加强管理体制创新。在国家创新驱动发展战略的指引下，发挥市场对科研的引导作用，建立集小堆技术研发、市场开发和推广、项目投资、项目运营和管理于一体的产业化创新平台，充分发挥市场对小堆技术研发方向、路线选择和资源配置的导向作用，实现小堆科技创新、制度创新、投资创新、开放创新的有机统一和协同发展，做到更好地面向市场、更准地把握研发设计方向、更快地把小堆推向市场，使小堆尽快产业化，成为新的经济增长点。

　　三是加强法规标准体系建设。我国现有的核安全法规和标准是针对大堆制定的，小堆属于核动力范畴，根据现有核安全法规，在厂址选择、设计、建造和运行等方面，必须遵守与大堆相同的的法规和标准。由于小堆的设计理念、设计特点与大堆存在一定的差别，现有的法规标准不能够体现小堆的设计和运行特点。建议尽快针对小堆的安全特点和应用条件对相关法规和标准（主要是厂址限制区的条件）做出补充和修改，以提高小堆的经济性和竞争力，促进小堆的市场推广和产业化发展。

　　四是积极开展科普宣传。小堆具有多用途的特点，不可避免地选址在城市周边等人口密集区。打消公众疑虑、获得公众支持将成为发展小堆必须面对的一个重要问题。可根据小堆的特点，有针对性地加强宣传。如针对华北、东北、西北地区，着重宣传小堆在供热以及实现热电水汽联产方面的功能，既节能又环保。加强与大学、研究机构、第三方中介组织（如环保组织、媒体）及地方政府等的合作，充分利用多种渠道，联合宣传小堆的优势，提升宣传的说服力，提高公众的理解和认知，为小堆的应用推广营造良好的社会环境。（作者：中国核科技信息与经济研究院　刘群）