$中国核电(SH601985)$ 玲龙一号即将建成，可改变世界核能格局？它到底有多牛？玲龙一号到底有多牛？很多人都说可以加快我们核航母的诞生，但是我觉得还不够，它还可以改变中国核电模式，甚至一举改变中国在全球的核电地位。这并不是夸张说法，因为早在2014年，我们就已经有过这种经历了。当时美国华盛顿召开一个非常特别的核能会议。中核新能源总经理钱天林在会上做报告，他激动地说：“我多次来参加会议，以往我都是作为观众，参加这种会议，但这次，我将为大家全面介绍一下中国的ACP100。”在长达数十分钟的报告中，钱天林越说越兴奋，眼里散发这自信的光芒，报告结尾时，他大声对台下的各国核能专家说夸下海口：“我对中国小堆充满自信”。当时台下的观众先是好奇，因为因为在这之前，中国核能在世界上的地位并不高，核电站技术也都是引进欧美列国的，所以没有人认识钱天林，也没有人将他的话放在心上，更没有人搭理他。但是当他介绍代号为ACP100的核电技术时，许多人才惊愕的发现中国的核能实力竟然这么强，于是在在报告之后，他们迅速将他围了起来，不仅咨询起相关细节，还递上各种各样的名片，期待日后保持联络。为什么一个简单的报告，就能让钱天林的地位发生如此大的变化？答案就在于ACP100，它还有另外一个更出面的别称“玲龙一号”。是的，玲龙一号在2014年就将中国核能地位拉上了一大截，但是它的传奇还在后面。2016年时，玲龙一号首个通过国际原子能机构安全审查的小型压水堆技术，一战成名。2017年，玲龙一号就完成了全部设计工作，并在2021年在海南地区正式开建，成为全球首个开工的陆上商用模块式小堆。玲龙一号成功让中国核能再次成为世界的焦点，被外媒称为中国掌握核能主导权的关键。然而非常可惜的是，这么重要的技术，却被有些国内的媒体带偏了，他们不是玲龙一号和中国核航母进行挂钩，就是将两者进行对等。老实说这样的确能吸引很大的关注度，但这却是完全错误的，过多的将两者挂钩，不仅没能体现出玲龙一号的重要性，甚至反而会影响中国核能的出国战略。首先玲龙一号它是民用核反应堆，它与军用动力堆是有很大的区别的。首先就是核燃料浓度，为了保证安全和核燃料不外泄，所以铀235丰度上只能用到3%-5%，而核航动力上的核燃料丰度至少要到20%以上，有些先进的核航母上还能再翻1-2倍。低浓度铀有个缺点，就是需要每两年就得更换一次核燃料，更换一次需要几年时间，这对航母来说几乎是不能接受的。其次玲龙一号是陆上反应堆，和海上浮动反应堆差距还是很大的。航母由于经常要在深海航行，海洋上经常有暴风雨、潮汐等恶劣天气，以及空气中的水份、盐雾都会对设备造成很大的侵蚀，所以对于反应堆的要求更高，不是简单的把陆上反应堆放到船上就可以。综上两点，就可以轻易得出玲龙一号是不能用于核航母上的，中国真正接近航母核反应堆的研究其实是ACP100S。它也是中核集团在2015年成立的项目，全名叫海上浮动核电站，相当于玲龙一号的海上版本。两者结构和性能差不多，但是用途不一样。ACP100S可用于船舶动力或者是海上固定发电平台。它在2015年就完成了总体设计，在2016年就纳入十三五规划当中，至今还只是在建设规划中，当然建设规划都是保密的，我们这边就不详细谈了。总之，如果硬要选一个反应堆作为中国航母航的动力母机，那么ACP100S显然更适合。那么玲龙一号到底牛在什么地方，为啥我说它能改变中国核电的地位呢？答案其实很早之前就有了，玲龙一号的总设计师宋丹戎在立项时，就明确说过，它目的是为了占据先机。至于这个先机，就要追溯到上世纪70年代了。当时核电技术还处于第二代，核电站越建越大，但是安全性非常差。美国、俄罗斯和其他欧洲国家的核电站频繁发生事故，尤其是苏联的切尔诺贝利事件，让各国谈核色变。于是国际原子能机构就发出倡议：核能反应堆要朝着往小型化去发展，减少核事故带来的负面影响。世界各国就此开始探索电功率小于30万千瓦核反应堆。不过这种小型化可不是简单的将核电站做小。因为两者的用电逻辑完全不同，大型核电站不需要考虑用途，只需要建设好之后，将它并入到国家的电网当中，然后哪个地方有需要用电，就牵一根电线过去就行了，往往一大片区域只需要一个核电站就够了。而小型化反应堆则不同，它是根据哪里用电，就建到哪里去的原则，需要适应不同的环境，不同的用途。所以它是一个多需求、多目标、甚至多技术的新型反应堆。用核专家的话来说，这是一个全新的技术，没有任何先例可以参考，对于全球来说都是一个巨大的挑战。不过对于其他国家来说或许不友好，但是对于中国来说这却是一个机遇。因为以前中国的核能发展相对较晚，虽然靠引进其他国家的技术，掌握了核电技术，但是标准和专利，以及国际市场都掌握在欧美国家手里，我们核能想要突围难度非常大。现在大家处于同一条起跑线，我们没有专利卡脖子，就可以与其他国家同步竞争，比拼就是谁的技术实力更硬。从2003年起，我国核动力院就开始了对小型多用途反应堆的探索，并且完成了概念方案，为中国小堆奠定了基础。2009年，中核集团提出了差异化战略：在发展大型核反应堆的同时，也要大力布局小堆，小型核反应堆战略第一次浮出水面。当时全球依然以建设大型核反应堆为主，中国在这方面相对落后，中核大堆战略就是要追赶上发达国家，当时中核的代表性项目就是ACP1000。至于小型核反应堆的目的则是布局未来的方向，它不像大队专注发电，而是实现供热、蒸汽、海水淡化等多功能用途。说的再直白一点，小堆是用来弥补大堆不够灵活的缺点。但是呢，到底什么样的核小堆才是未来的终极形态，一直是世界难题，对于中核来说也是如此。2010年时，中核的几位专家聚集在一起，他们共同探讨小堆的未来前景和总体方向，最终一致认为小堆将成为“游戏的改变者。为了不再落后于其他国家，他们还给自己立下军令状，一定要提前拿出反应堆总体结构的方案，因为只有这样，才能在未来抢占先机。同年，中核将小堆列为重点发展项目，并且投入巨额的资源来研发攻克这个难题。然而好事多磨难，当中国小堆即将走向正轨时，给核能领域有一件大事发生了，那便是福岛核事故。日本在福岛上的低级错误，造成了难以挽回的损失，全球核能重磅一击，几乎所有的国家都停止了核能项目的审批和建设工作。中国也不例外，我们当时核能还处于起步阶段，但是不得不提前结束一些落后的技术，转战技术难度更高的三代及三代以上的核反应堆。只有更先进、更安全的核反应堆才是核电的未来，这就是当时中国核电的原则。这个目标当然没错，它保障了中国核电站的安全，但是也给中国出了一个大难题，到底什么才是更先进，什么才是更安全核反应堆？这个问题同样困扰着整个世界。有些国家核电技术差，给不出答案，就干脆放弃核电，比如德国，以及早期的日本，而有些国家也在积极探索，比如美国和法国。中国当时虽然核能技术也一般，但是我们并没有放弃，而是被迫走上了核电改革的道路，更加难能可贵的是：我们给出了近乎完美的答案，那就是“双龙会”。2013年时，中核与中广核摒弃竞争，将旗下的ACP1000和ACPR1000+项目合并，共同研发更先进、技术标准更严格的第三代核电技术。这个项目就是日后远销海外的大型核反应堆“华龙一号”。而在小堆项目上，中国给出的答案更早，它就是“玲龙一号”。2011年，中核正式启动模块式小堆项目，代号ACP100，它与华龙一号的原本代号ACP1000只差一个0。两者几乎就是一对亲兄弟，他们的技术基础是一样的，但是不同的是原本规划的小型核反应堆已经升级为“小型多功能模块化核反应堆”。玲龙一号到底是如何抢占先机的，答案就是藏在小型、多功能以及模块化这几个词里。首先说下小型化，玲龙一号给出的答案就是一体化设计。一体化设计是为了缩小核电站的体积。传统大型核反应堆的内部结构有燃料组件、蒸汽发生器、主泵和压力组件等设备，设备都是各自独立，中间由一条长长的管道链接，所以传统核电站看起来都非常的臃肿，而且这些管道一旦遭遇外部或者是内部强震时，管道还很容易破裂，导致失水性事故。而玲龙一号则是一体化设计，团队将反应堆几十种设备进行重新设计，设计后专属设备需要额外的管道就可以链接，用玲龙一号设计团队的话说大堆和小堆的关系就像台式电脑和笔记本一样，一个是分散开，一个是集成在一起，体积自然就减少了。但这还不是一体化设计最大的好处，它真正的作用还是在于安全性。因为小堆里面是用短管嘴进行连接的，不会出现管道破裂，可以极大减少了事故发生的可能性。像这样的防御措施在玲龙一号的设计中，总共有五层之多，而且这五层还是环环相扣，形成一个非常牢固防御纵深。可以安全到什么程度呢？小事故发生3天内，玲龙一号都可以自行实现堆芯保护，大事故即使突破了5层防御，真的发生了核泄漏，那么玲龙一号也可以保证应急范围缩小在300米以内，而大堆的这个数值则是10公里，两者相差30倍的距离。如果说在大堆上，人们是谈核色变，那么在小堆上，我们完全可以抛弃这种质疑，扩大人们对核电的信心。然后说说模块化，这才是玲龙一号真正优势的地方以前大型反应堆的零部件由于体积太大，都没办法批量复制，只能定制，但是玲龙一号的设备是专属设计，它们不但可以像流水线一样批量生产，还可以像搭积木那样组装核反应堆。只要有需要就可以实现快速复制，既节省生产时间，又节省生产成本，根据网上透露的信息，首批玲龙一号的建设周期是4年半，成本大概在10亿美元以内。作为对比，大型核电站的成本就高很多了，一般需要10年以及100亿美元以上的资金，才可以支撑到一个核电站的运行。除了玲龙一号内部零件本身可以组装外，多个玲龙一号之间也可以灵活组合。根据玲龙一号总师的说法：两个小堆可以共用一个汽轮发电机组，在不增加体积的情况下，增加发电功率。这个是非常重要的，按照国际原子能机构的规定，小于300MW以下的才算小堆，而单个玲龙一号的发电功率原本只有华龙一号的八分之一左右。但是两个小堆组装到一起起后，差距就缩短到四分之一，最多可以实现一址四堆，成本比可以低到每度4毛。（来源：玲龙一号总师宋丹戎论文）这还是在首堆建设的情况下，将来随着工艺设计，生产线和建设流程不断优化，玲龙一号的建设成本和时间还会继续减少。这就是玲龙一号模块化的优势。然而这依旧不是玲龙一号真正惊艳的地方，它真正让人惊叹的是多功能这个属性。如果说大堆是为了发电，那么小堆则是综合利用。它体积小、安全性高、成本低，那么就可以让它灵活性更高。不管事郊区还是城市、海岛或者山区、船上或者太空都可以，这不是在说笑，而是真的。我们举几个例子：比如在人群多的城市，大型核电站影响太广，所以没办法直接在城市附近兴建，但是玲龙一号体积小、核燃料少，影响范围有限，可以直接替代火电厂，为城市提供电力；然后在北方偏远地区也是这样的，这些地方电网维护成本非常高，在这里修建核电站，就能就近给他们供电或者供暖。然后在海上，可以当做破冰船的动力、还可以当做浮动发电站，为海上油田和海岛服务。要知道海洋资源可是非常丰富的，不仅有大量油田，还有非常珍贵的金属和稀土，以前这些地方很难开发，就是因为能源供应问题。有了玲龙一号就可以解决能源问题。而海岛则更需要小型核电站，我们南方有许多人工岛，这些导语都是战略要地，在这里兴建小堆，可以为我们的疆土提供保证。至于建到太空去，也不是我在瞎说。在美国阿尔忒米斯计划中，他们将在2028年前在月球表面建立永久基地，其中为基地提供能源的就是小型核电站。除了美国，中国的月球科研站用的也是小型核电站。根据中国探月总设计师吴伟仁院士的说法：“核能可以长时间解决月球科研站的能源问题，”虽然他没有说明是什么类型的核电站，但是根据运力来算，也只能是小型核电站。所以你看，小堆比大堆的应用范围更广，功能性也可以从单一的发电，升级为供暖、动力等等，因此它才叫多功能。也正是因为这么多功能，所以小型模块核电站才会被称为“游戏的改变者”。在全球大概有12个国家正在研发这项技术，其中有技术路线多达40多种，而且还在持续增加当中，竞争非常激烈。其中老美国在2010年发布的《核能研发路线图》，在他们的规划里，老美首座模块化小堆将在2029年建成。俄罗斯则计划在2024年开建，2028年投入运行。至于英日法等国，也投入巨额资金布局。中国玲龙一号成功突围，可以扭转中国在全球核电的地位。以前标准和专利掌握在其他国家手里，我们其实没啥话语权，即使我们拥有华龙一号，但是发达国家的核电项目依旧都被美日法瓜分了。我们只能在经济实力相对较差的国家争取到一点项目，而且建设时长和成本太高了，导致这些国家不是建不起，就是在建设的过程中，遭遇各种外部阻力，非常不利于中国核电的推广。现在玲龙一号拥有300多件专利，不仅可以拿下更多的行业话语权，敲开欧美市场，周期短、成本低快速生产等优势，还利于我们在落后国家上的推广。所以我才说，玲龙一号或许可以改变中国核电的地位，让我们拭目以待吧。