最強移動電源

2017年11月，中國核電、上海電氣、江南造船等五大公司宣布，計劃出資10億元，共同推進海上浮動核電站項目建設。12月，在上海舉辦的中國國際海事博覽會上，中船重工集團公司公開展示了研發中的2萬噸級海洋核動力平臺大比例模型，并發布相關宣傳資料。海上浮動核電站這一“海上巨獸”正式進入中國公眾視野。

漂浮在海上的“超級充電寶”

海上浮動核電站是小型反應堆技術與船舶工程技術的有機結合，實際就是將小型核電站建在船舶平臺上，使其變成一個能隨船靈活移動的“超級充電寶”。

較之傳統陸上核電站，發展海上浮動核電站的意義不僅在于節省陸地空間，更重要的是可以為偏遠島嶼等陸上全域電網難以覆蓋的地區提供可靠電源，以及為遠洋作業的海上石油、天然氣開采平臺提供電力、熱能和淡水資源。在這些特殊應用領域，以浮動核電站作為主要能源保障方式，相比于采用柴油發電或風能、太陽能發電等，具有能源密度高、輸出穩定、綜合保障能力強、全生命周期平均供能成本低等顯著優勢。

首先是能源密度高。根據國外一些研究機構的估算，一個重4.5克的核燃料顆粒所產生的能量與350千克石油或400千克煤炭或360立方米天然氣相當；如果建設70兆瓦的風電場需占用40平方千米土地或海面，則同等輸出功率的浮動核電站只需占用約40平方米的移動平臺。

其次是能源輸出穩定。安裝在偏遠海島上的柴油發電機需要經常補充燃料，燃料需要從大陸用船舶海運，如果遭遇海上惡劣天氣，運輸船舶停航，就會導致柴油發電站停止運轉。而風能和太陽能則更容易受天氣等因素左右而無法實現持續、穩定的能源輸出。

第三是綜合保障能力強。海上浮動核電站不僅具有基礎的發電功能，而且可以根據需要加裝供熱和海水淡化等功能模塊。這是因為，一方面偏遠海島地區除了需要電力保障之外，往往也同時需要熱力和淡水保障；另一方面核電站輸出的電能一般只占反應堆熱能的20%—25%，因而可將剩余的大量熱能對外輸出或用于蒸餾海水制備淡水。這既延展了核電站的任務范圍，提升了系統的綜合效能，又徹底解決了一些偏遠海島的缺水難題。

海上浮動核電站的前世今生

早在1963年，美國馬丁·馬麗艾塔公司就為美國軍方設計了MH-1A發電裝置，安置在第二次世界大戰期間建造的“自由號”輪船上，為缺電的巴拿馬運河區供電，成為世界上第一座軍民兩用浮動核電站。MH-1A從1968年工作到1975年，后來因運行費用過高及軍隊反應堆計劃的終止而退役。30年之后的2001年，俄羅斯海軍將一艘退役的1141型核動力情報船“烏拉爾”號改造成浮動核電站，部署于俄太平洋艦隊母港符拉迪沃斯托克。這座屬于“廢物利用”性質的浮動核電站于2008年報廢解體。

世界首座全新設計的多功能浮動核電站（FNPP）是俄羅斯原子能公司于2007年開工建造的20870型“羅蒙諾索夫院士”號。該平臺于2010年在位于俄羅斯圣彼得堡的波羅的海造船廠下水，經過漫長的舾裝作業后，于2018年年初開始測試。該浮動核電站長144米，寬30米，排水量2.15萬噸，配備2座KLT- 40S型反應堆，設計發電能力80兆瓦，海水淡化能力10萬—40萬噸/天。它可以滿足20萬人口城市的電力供應。目前俄羅斯計劃建造7艘這種型號的浮動核電站，旨在解決該國遠東和北極一些沿海偏遠地區的大型礦產資源開發企業和軍事基地等的能源供給問題。

除俄羅斯之外，近年來法、美、韓等國也紛紛提出本國的浮動核電站計劃。

法國艦艇建造局基于艦船核動力裝置技術，提出了Flexbule可潛式核電站概念方案。Flexblue核電站是一個膠囊狀的設施，它長100米，直徑12—15米，重1.2萬噸，計劃安置在水面下100米的海床上。每個“膠囊”可提供50—250兆瓦電力，能為10萬—100萬人口城市供應電能。

2014年，美國麻省理工學院（MIT）的由雅各布·布翁焦爾諾（Jacopo Buongiorno）領導的團隊與來自威斯康星州立大學和芝加哥橋梁和鋼鐵公司的研究人員一起，開發設計了一款新的海上浮動核電站（OFNP）。該核電站安裝在一個浮動式甲板上，采用圓柱形設計的平臺能夠規避海底地震、海嘯、波浪和風的載荷影響，從而更好地保護反應堆。此外為應對恐怖襲擊威脅，專門加強了對飛機撞擊和船舶碰撞的防護。該電站輸出功率45兆瓦，設計壽命60年。

韓國開發的GBS式浮動核電站方案采用混凝土重力基礎結構作為反應堆容器和支持結構，電站設施采用模塊化設計，發電能力90—100兆瓦，還具備40 000噸/天的海水淡化能力。

安全高效的核動力能源平臺

歷史上，蘇聯切爾諾貝利核事故和日本福島核事故給世人留下了可怕的記憶，因此對于核能利用，安全性始終是公眾關注的一個核心問題。與陸上核電站相比，海上浮動核電站可能面對海嘯、船舶撞擊等外力威脅，安全環境更為復雜。不過可喜的是，得益于多項先進技術的綜合運用，我國規劃中的自主技術海上浮動核電站項目將具有非常高的安全性。

據報道，我國目前海上浮動核電站反應堆主回路采用了先進的一體式設計，堆芯、主泵、蒸汽發生器和驅動機構等被整合于一個鋼制容器內。這一設計既減小了反應堆的體積和重量，方便安裝和拆卸，而且大大降低了主回路管道破損導致冷卻劑泄漏進而導致堆芯損壞的風險。此外，該反應堆還實現了滿足第三代核電安全標準的“非能動”停堆技術，一旦發生事故，反應堆可在無需外力干預的條件下通過重力和自然循環排出余熱，從而有效避免福島核事故中出現的由于應急電力中斷導致的堆芯熔毀，大大提升了反應堆的安全性。

在具體建造中，該海上核電站的堆芯布置在船舶的水線以下，即使出現最嚴重的核事故，堆芯也會迅速被海水淹沒，從而保證反應堆的安全。

盡管發展海上浮動核電技術難度大，研制建造周期長，一次性投資需求較大，但從全生命周期看，它所能創造的經濟效益和社會效益都是十分可觀的。

據專家估算，一座海上浮動核電站造價約在30億人民幣左右，建成之后，每天可生產約600兆瓦·時電力和10萬噸淡水，在40年使用期內，它產生的效益將近200億。隨著我國南海島礁建設和油氣資源開發的不斷推進，如果在南海區域建造部署20座海上浮動核電站，將有望徹底破解制約南海建設發展的電力和淡水資源短缺的瓶頸問題，從而有力推進整個南海區域的商業開發和國防建設。

未來，海上浮動核電站將助力中國向著“海洋強國”的目標加速邁進。