2020年12月18日，加拿大自然資源部部長謝默斯·奧里根(Seamus O’regan)在(YouTube)視頻網站的一場虛擬直播中，介紹了加拿大政府的SMR《行動計劃》。他稱小型模塊化反應堆(SMR)是“下一個幫助我們在2050年前實現凈零排放的創新。” 并“將為未來創新的新篇章和成功奠定基礎”......到2040年，預計SMR的全球市場將達到$1500-3000億/年。所以，要“確保到那一天，加拿大準備好發揮領導作用。”[1]

SMR《行動計劃》

開發SMR《行動計劃》是加拿大在國內外開發、示范和部署多用途SMR的行動計劃。SMR是很有前途的新技術，可以帶來一系列好處。這個行動計劃是全加拿大努力，匯集了來自加拿大各地的關鍵推動者，稱之為“加拿大團隊”：聯邦政府、各省和地區、原居民和社區、電力設施、工業、創新者、實驗室、學術界和公民社會。SMR作為安全、清潔、負擔得起的能源來源，為有彈性、低碳的未來創造機會，并為加拿大和加拿大人民帶來利益。

美國和加拿大開發的SMR，最大特點是安全和經濟。安全：電廠運行只是業主的事，不擾民，即應急規劃區域的邊界是電廠“圍欄”或主廠房“外墻”。經濟：指標是相對的，可取代各種排放CO2的能源裝置，而成本低于燃煤或柴油機發電。

《行動計劃》響應加拿大SMR路線圖中的全部53項建議，還包括超越SMR路線圖建議的“自愿行動”。路線圖進程產生的四個主題支柱繼續指導加拿大人的行動:

支柱1：演示和部署，包括風險分擔

支柱2：政策、立法和規范條例，包括核責任、安全和廢物管理

支柱3：能力、參與和公眾信心，重點是原居民社區的參與

支柱4：國際伙伴關系和市場，包括國際支持框架

這讓更多的團體加入加拿大團隊，現已從參與路線圖的55個組織，發展到參與行動計劃的100多個組織。戰略伙伴關系對成功至關重要。

行動之路：SMR《行動計劃》是在2018年11月發布的《呼吁行動：加拿大小型模塊化反應堆路線圖》基礎上邁出重要一步。[2] 這個文件長達89頁，在首屆國際第四代和小型反應堆會議上發布，宣傳開發SMR的承諾。加拿大多個省政府、地方政府和電力公司組織共同制定了加拿大自然資源倡議，其路線圖包括53項建議，涉及廢物管理、監管準備和國際參與等多個課題。

奠定基礎：據加拿大自然資源部稱，這個行動計劃旨在“通過泛加拿大方式，與省和地區政府、原居民、工會勞工、公用事業、工業、創新者、學術界和公民社會合作”，推進SMR開發、示范和部署。除了一項原則聲明外，該計劃還包括許多“章節”，109個參與組織各一章，還列出450項具體行動的現況，各個組織都可參與或能完成。

鼓勵言辭：加拿大核協會主席兼首席執行官約翰·戈爾曼(John Gorman)說，“SMR行動計劃加強了加拿大在創新、零排放核技術發展方面的領導地位。” “小型模塊式反應堆是其他清潔能源的強大推動者。它們有獨特的能力與可再生能源合作，可幫助脫碳有困難的關鍵地區和行業，實現減排目標。”

重要的SMR開發商、美國NuScale 能源公司董事長兼首席執行官John Hopkins說，“我們對加拿大啟動SMR行動計劃感到興奮，并對加拿大政府邁出重要的一步，使SMR技術成為其能源領域的關鍵組成部分表示贊賞。NuScale能源公司將用它證實的、可靠的、可擴展的技術，適宜滿足加拿大各地的特定電力需求，支持這個行動計劃。”

加拿大建筑工會執行董事肖恩·斯特里克蘭(Sean Strickland)也強調發布這個計劃的積極作用。他說，“隨著更小、更簡單、更便宜核能需求的不斷增長，今天的聲明確保加拿大在核能方面發揮重要作用，同時幫助加拿大實現2050年凈零排放目標。目前核行業工會有幾千會員，可在SMR開發和維護中提供需要的高技能的勞動大軍。”

CEO SMR論壇

加拿大開發SMR的創意、路線圖和行動計劃，具體活動是在首席執行官(CEO)SMR論壇的指導下進行的。[3] CEO SMR論壇成立于2019年，是安大略、新不倫瑞克和薩斯喀徹溫三省主要電力公司之間的合作。論壇由布魯斯電力公司(BrucePowe)、新不倫瑞克省電力公司(NBPower)、安大略發電公司(OPG)、薩斯克省電力公司(SaskPowe)、CANDU堆業主集團(COG)和加拿大核協會(CNA)的首席執行官組成，目的是協調、優化加拿大SMR開發和部署戰略的框架，實現行業大聯合。4家電力公司發電裝機總容量～31GWe，直接雇傭的員工2.04萬人。

這些電力(公用事業)公司一直在合作，要使核能、特別是創新的SMR在加拿大和世界的低碳未來發揮關鍵作用。加拿大的SMR的路線圖開辟了成功的道路，CEO SMR論壇一直在努力，使加拿大成為世界這個高科技創新領域的領導者，以穩定就業、知識產權和全球供應鏈;在履行氣候變化和清潔能源承諾的同時，為地區發展開辟機遇，使有可能與北部和原居民社區就邊遠能源問題進行建設性對話。

CEO SMR論壇依靠CEO SMR工作組支持、并制定加拿大統一的推進SMR發展的戰略。CEO SMR工作組合作伙伴包括4個電力公司以及CNL(加拿大核實驗室)、CNA和COG。CNL是SMR成功示范和部署戰略的關鍵伙伴。

CEO SMR工作組：支持省級的諒解備忘錄。2019年，安大略、新不倫瑞克和薩斯喀徹溫三省省長簽署合作開發SMR的諒解備忘錄。為支持這一重要舉措，CEO SMR論壇成立了跨省的諒解備忘錄小組，以確保按照諒解備忘錄推進各項活動得到各省的支持。4大電力公司和CNA參與跨省MOU小組。這個小組與省級部委的代表密切合作，按照MOU完成可行性研究，以及承諾應交付的其他成果。

CEO SMR工作組：與行業伙伴協作。除支持CEO SMR論壇外，CEO SMR工作組還代為其他協作行業實體發揮重要作用。這些包括:

· CEO SMR工作組是COG SMR技術論壇(SMRTF)的資助成員。SMRTF由提供資助的成員和觀察員組成，其任務與活動在《行動計劃》中單獨的COG章節有詳細說明。

· CEO SMR工作組成員還是“指導委員會”成員，監督加拿大核工業SMR秘書處的工作。2020年初，CNA和COG合作成立了SMR秘書處。建立這個伙伴關系的目的是與支持伙伴進行接觸，協調、跟蹤和記錄關于“泛加拿大SMR路線圖”建議的進展。

· CEO SMR工作組還加入了加拿大行動計劃的指導組。

通過行業團體的合作和倡議，CEO SMR論壇和工作組成員與其他合作伙伴合作，繼續扮演重要角色，推動解決影響SMR成功的核心優先事項，包括:

· 為首個商用堆分擔風險的措施(與聯邦政府和各自的省份討論)

● 監管參與和效率(通過COG監管事務規劃)

● 燃料供應(通過燃料供應委員會)

● 廢物管理(通過COG放射性廢物領導論壇)

● 核責任(通過COG核責任任務組)

● 原居民和公眾參與(通過各電力公司、加拿大核安全委員會和加拿大自然資源部的活動)

● 核安全(通過COG SMR安全工作組)

這些優先事項的性質是多方面和復雜的。支持加拿大團隊(Team Canada)的合作伙伴，包括電力公司和業主-運營商、聯邦和省政府以及其他方面，響應SMR路線圖要求的行動號召。不斷發展的伙伴關系和分擔責任對于構成支持優先事項的戰略至關重要，諸如分擔首個商用SMR的風險、分擔廢物管理風險和壽期成本、燃料供應安全、SMR示范場址準備等。

CEO SMR論壇努力攜手合作，在相應行動上保持一致，并對政策和規定方面的改變提供行業見解，同時建立自信和能力，保持加拿大人對核工業安全的信任，使SMR有助于滿足加拿大到2050年實現凈零排放的承諾

CEO SMR論壇通過在每個轄區內共同行動，聯合成為加拿大團隊，利用加拿大的廣泛能力，CEO SMR論壇的成員，認可、支持加拿大的SMR行動計劃的原則。三省電力公司和CNL在示范和商業部署SMR型核能方面已走在前面，這就有可能提供清潔能源，發展經濟，同時確立全新的商業機會。

開發和部署SMR的綜合方法

按照“泛”加拿大SMR路線圖的規定，SMR涵蓋廣泛的功率等級、設計類型、技術準備水平和最終用戶應用。在加拿大，從傳統上網發電到熱電聯產、重工業、礦業和遠程社區能源供應。

為了滿足加拿大的廣泛需求，四家電力公司在過去兩年一直在共同合作和投資，開發三個SMR項目“組”(Stream)。它們將降低碳排放量并為社區創造連接上網的機會(第1組)，支持核能技術進步和創新方法，減少核副產品(第2組)，并為偏遠社區和礦山提供負擔得起的清潔能源(第3組)。三個組“平行發展，同等優先”。

第1組：重點任務是在加拿大為早期部署電網規模的SMR提供機會。推進上網規模SMR技術“堆群”的工作正在進行，以便即使部署，從而使電電力系統脫碳與經濟、可靠的發電，滿足電力公司幾十年的需要。于此同時，進一步開發加拿大的核供應鏈。對于上網的第1組反應堆，OPG、BP和SaskP作為開發商合作伙伴，審評了潛在的SMR技術，部署目標是首堆在2028年前后、在安大略省達靈頓核電現場建成發電。利用達林頓和布魯斯核電廠場址有效頒證設施的優勢，能確認加拿大的“先發優勢”，支持第1組SMR下個階段在薩斯喀徹溫省的發展，并且用該省有潛力在2030年代初部署SMR，支持它的脫碳計劃。部分“先發優勢”是有能力維持和建成加拿大核供應鏈，并在安大略省通過坎杜堆整修，得到強化。

到目前為止，第1組反應堆，主要是美國NRC已頒發、或即將頒發設計許可證的的小型輕水堆：NuScale能源公司的77MWe的PWR模塊和GEH公司開發的BWRX-300型BWR模塊。

圖1：NuScale 型PWR動力模塊(77 MWe)

圖2：BWRX-300型模塊化反應堆

第2組：新布倫瑞克電力公司(NB P)繼續開發兩個先進堆設計，預期目標是2030年代初-中期在萊普羅角核電現場建成發電。這種先進的SMR(又稱AMR)設計有許多額外的利益，如安全水平更高，設計簡單，成本低，而且能有效地再循環自己的乏燃料，減少現有CANDU堆的乏燃料庫存。這種AMR有熱電聯產能力，能給重工業提供工藝熱能，海水淡化或制氫效率高，有優良的負荷跟蹤特性，適宜支持可再生能源發電的間歇性，而且有巨大的出口市場潛力。

NB省和NB P早在2018年就選定兩個AMR：美國先進堆概念公司(ARC)開發的ARC-100和英國Moltex能源公司開發的SSR-W-400。

ARC-100(MWe)是美國最早開發、最成熟的第四代鈉冷快堆(EBR-II)的“簡化版”。技術后援是阿貢和愛達荷國家實驗室，合作伙伴是GEH。乏核燃料后處理與再循環也是實驗室驗證過的技術。只要加拿大給機會，就“志在必得”。ARC-100堆芯出口冷卻劑溫度510℃，有負荷跟蹤能力，熱效率約為40%。運營成本預計為50美元/兆瓦時。

圖3：ARC-100 鈉冷快堆(金屬鈾合金燃料，20年換料周期，設計壽期60年)

SSR-W-400則是上個世紀50-60年代美國橡樹嶺國家實驗室實驗證實的MSRE技術的重大改進，是全世界有核或無核國家擬定開發SMR的希望和首選。最新設計的核島廠房結構更像現代PWR，傳統核能界人生更容易接受。

圖4：最新SSR-W-400熔鹽快堆核島示意圖

第3組是微型SMR，可用來取代目前邊遠地區采礦、北部邊遠社區供熱和發電的柴油發電。這種堆型最先在加拿大核實驗室(CNL)園區進行示范，然后全面推開。首個項目將在2026年前后建成。潛在的西屋公司設計的伊達芬奇(eVinci)項目正在開發中，OPG也在支持全球第一能源公司(GFP)的項目(4MWe高溫氦氣冷堆)，已向CNSC提交首個SMR許可證申請。

如果說加拿大有核能開發的優勢，首先想到的是國有的AECL公司，而CNL實際上是運營AECL國有資產的私營公司。目前CNL恰克河實驗室選中開發的先進模塊反應堆(AMR)是美國NUSC公司開發的4 MWe高溫氦氣冷堆，加拿大陸地能源公司的IMSR。至于擬建的微堆，西屋公司驗證過的伊達芬奇(eVinci)，只是其中的選項之一。

CNL早就看中了英國Moltex公司開發的SSR-W的乏核燃料回收與再循環技術。所以單獨出資與Moltex公司聯合做實驗和工程設計，推進它早日開花、結果。

圖5：CNL喬克河核實驗室(轄區總面積達4000公頃)

圖6：西屋公司的伊達芬奇(eVinci)微堆設計概念圖：可移動式微堆，30天內即可安裝到現場。反應堆采用TRISO燃料和專用熱管設計，電功率15 MWe，可上網或在邊偏遠地區離網、彈性運行。預計將在2024年之前演示驗證原型，20年代中后期實現全面部署。

圖7：GFP公司的喬克河實驗室科技園區微型模塊反應堆(MMR)：美國超安全核能公司(NUSC)與安大略電力公司(OPG)聯合建造的4 MWe高溫氦氣冷堆(HGTR)。堆芯出口氦氣溫度630℃，運行壽期20年，期末返回供應商，核設施運行無需外部電力和水源。

圖8：IMSR核電廠現場布置示意圖

加拿大開發SMR，不是她近鄰的“對手”而是“伙伴”，依靠自己特定的優勢和地理位置，面向世界，而且已有大量私人投資用于開發，表明有獨到眼光和決斷。看到了SMR和AMR的特定優勢，在全球深度能源轉型中不可或缺。世界其他國家和地區的綜合研究，也證明加拿大的選擇有很大吸引力，有潛力成為世界SMR技術與設備的“樞紐”.....

熔鹽堆是世界開發AMR的共同選擇

現在全世界有核國家，大都在開發熔鹽堆技術、想建熔鹽堆核電站。英國Moltex能源公司2016年推出穩定熔鹽反應堆(SSR)設計，加拿大新布倫瑞克省政府和電力公司2018年作出決定，邀請它到加拿大的普萊斯特角核電廠現場建示范堆。Moltex的突出特點是：與電網的相容性，理想;經濟，卓越;基建成本，最低;平準化成本，最低;工程準備，技術準備最少;乏燃料管理，用現有的乏燃料做燃料，是最理想的AMR堆型。Moltex能源公司的目標仍然是2030年在加拿大建成發電。祝愿它成功!

圖9：ENGIE 的 “新興可持續技術”[4]

圖10：比利時Tractebel工程公司：主要SMR發展的世界概況[5]

附表：愛爾蘭《18 FOR 0 》“愛爾蘭的核能開發”選定技術審評[6]

資料與注釋：

1. ANS News，Canada unveils ambitious plan for SMRs，December 21, 2020

2. Canadian Small Modular Reactor Roadmap Steering Committee， A Call to Action: A Canadian Roadmap for Small Modular Reactors，November 2018

3. CANADA`S SMR action plan，CEO SMR Forum， December 18, 2020

4. ENGIE Research, Emerging Sustainable Technologies, Report from 2020 Technology Watch

5. Tractebel Business Line Nuclear，The rise of nuclear technology 2.0—Tractebel’s vision on Small Modular Reactors，December 2020

6. 18FOR0, NUCLEAR ENERGY DEVELOPMENT IN IRELAND PRELIMINARY STUDY, DECEMBER 2020