Google宣布將與小型核能新創公司凱洛斯電力(Kairos Power)合作,在美國建造6至7座小型模組化核反應爐,預計將於2030年啟用首座,並於2035年前全數建置完成,估計可以在2030年代末提供約500MW的電力。SMR是什麼?與傳統核電廠相較有何不同?安全性如何?未來有可能取代傳統核電嗎?
發展AI技術已在全球掀起熱潮,但研發這項最新科技的背後需要龐大電力支撐,為此眾多科技龍頭紛紛與能源公司合作,尋求穩定的供電來源。
繼上月底微軟與三哩島核電廠所有權人簽下購電協議後,近期Google也宣布將與小型核能新創公司凱洛斯電力合作,在美國建造6至7座小型模組化核反應爐(Small Modular Reactor,SMR)。
根據該合作案規劃,首座SMR預計將於2030年啟用,其餘SMR也會在2035年前全數建置完成,估計到2030年代末期可提供約500MW的電力給Google使用。
SMR是什麼?
SMR是種先進的核反應爐,其概念可追溯到1950年代的核動力潛艦,根據國際原子能組織(IAEA)定義,SMR的發電量介於10MW至300MW之間。
與目前全台僅存的「核三廠2號機」951MW的裝置容量相比,SMR的發電量小了許多。
而與Google簽訂售電協議的凱洛斯電力,其產品分為商業示範工廠與商業工廠2種,分別可產生50MW和150MW的電力。
用SMR發電有什麼優點?
SMR除了傳統核電具有的穩定性,可做為基載電力外,還具備許多優點,包括:
- 功率小:由於發電量較低,產生的熱量也相對較少,因此對冷卻系統的需求降低。
- 體積小:不需要太大的空間,設址更加靈活,可以為偏遠地區的社區供電,或者作為緊急備用電源。
- 模組化設計:可以透過量產來降低生產成本,此外模組化使其更容易運輸和組裝。
歐盟還指出,SMR非常適合取代火力或天然氣發電廠,不僅能減少對化石燃料的依賴,還能保留原有的就業機會;也能與其他綠能技術結合,打造能源中心,並為工業、供暖及氫氣生產等領域提供熱能支持。
SMR比傳統核電安全嗎?
由於SMR的功率較低,僅需透過自然循環、對流等物理現象就能有效冷卻反應爐,因此其安全系統結構相對簡單,屬於被動式設計,意即不需要依賴閥門、纜線或泵浦等設備來維持運作,從而降低了零件故障的風險,另外也不會產生大量冷卻水的排放問題。
另外SMR在事故發生時也可以自動關閉系統,無需人為干預或外部力量,大幅降低輻射外洩的可能性。
凱洛斯電力的系統則是使用熔鹽反應技術來協助冷卻,該公司指出,熔融的氟化鹽擁有優秀的導熱能力,且性質相當穩定。
凱洛斯電力強調,過去的研究已證實熔鹽反應與該公司的耐高溫材料相容,這使得該技術能夠應用於商業運轉中。
有可能以SMR取代傳統核電嗎?
德國聯邦核廢料管理安全辦公室(BASE)委託進行調查的SMR報告中指出,雖然SMR相較傳統核電廠具有更高的安全性,但因為發電量較低,若要達到與傳統核電廠相同的發電量,需建設大量SMR,導致運輸、拆卸、存放及零件故障的風險增加。
且SMR的安全標準尚未完善,無論是製造流程、材料標準還是安全技術,都缺乏明確的監管機制,這可能導致核武材料擴散風險;此外由於SMR單座發電量較低,因此實際建設成本高於傳統核電廠,BASE推估大約需要生產3000座SMR才能達到經濟效益。