產業分析

SMR與MMR的優勢與限制 台灣最優解仍為大型核電

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SMR 與 MMR 嘗試透過小型化、模組化與工廠製造,降低核電的單次投資門檻,讓電源可以分期部署。但單座比較便宜,不等於相同發電量的總成本更低;現場施工較快,也不等於從立案到商轉比較快。以台灣大量、持續的工業用電需求來看,本文較傾向優先評估成熟大型核電技術,同時保留 SMR 在未來成熟後,以更靈活方式擴充電源的可能性。

SMR與MMR究竟是什麼

SMR 是 Small Modular Reactor,即小型模組化反應爐。IAEA 通常以單一模組電功率不超過 300 MWe 說明其範圍。MMR 是 Micro Modular Reactor,本文用來泛指微型模組化反應爐;各機構與廠商的命名、容量界線不完全一致,IAEA 所稱微型反應爐通常在 10 MWe 以下。[1]

類型典型規模或定義主要供能定位
大型核電機組常見為千 MWe 等級,依爐型而異向大型電網提供大量電力
SMR通常單模組不超過 300 MWe電網擴充、工業供能及分期建設
MMR或微型反應爐通常為數 MWe,IAEA 常用上限為 10 MWe偏遠地區、微電網及小規模用熱用電

MWe 是電功率,MWth 是熱功率;兩者不能直接當成相同的供電能力。一座電廠也可能配置多個 SMR 模組,因此「小型」不一定代表整個廠區的總裝置容量很小。

SMR 是規模與建造方式的分類,並不限定採用哪種冷卻介質。部分設計沿用輕水爐技術,另一些則採用高溫氣冷、液態金屬或熔鹽等路線。不能只憑 SMR 或 MMR 名稱,就判斷燃料、溫度、安全特性或技術成熟度。[2]

已經有實際應用 但不同爐型的成熟度差異很大

SMR 已經超越概念階段。俄羅斯 Akademik Lomonosov 浮動核電廠於 2020 年投入商業運轉,中國石島灣 HTR-PM 高溫氣冷示範工程則於 2023 年 12 月商轉。[1][3]

但這些案例不能直接證明所有 SMR 都已具備成熟的量產能力,更不能把某款爐型的實績,直接套用到另一款尚未完成驗證的設計。

微型反應爐也有具體的研發與試驗進展。例如美國能源部於 2026 年 4 月宣布 DOME 微型反應爐試驗設施完工,其用途包含蒐集未來商業許可所需的性能資料。試驗設施完工、反應爐首次啟動與長期商業供電,是不同的里程碑。[4]

對電力採購者而言,重要的問題是:準備購買的那一款設計,是否有可供查核的建造、運轉及維護經驗。

相較大型核電 小型化可以帶來哪些好處

首先是較小的單次投資,以及分期增加容量的彈性。如果需求逐步增加,業主可以先建較少模組,再視需求擴充,降低一次投入過多資本的壓力。IEA 也指出,SMR 有機會降低個別專案的投資規模,但融資風險改善仍有賴首座工程完成與技術獲得驗證。[5]

其次是工廠製造與重複建造的潛力。將部分現場工作移到工廠,可能改善製造環境與品質一致性;同一設計持續生產,也有機會累積施工經驗、攤提開發費用。不過,必須先有足夠訂單、穩定設計及合格供應鏈,這些效益才容易實現。[2]

第三是更細的容量配置。以容量示意,四部各 300 MW 的機組,可分階段增加至 1,200 MW,也可安排不同檢修時段。在各模組能獨立運作的條件下,單一模組退出時損失的容量較小。但共享系統或同一外部事件,仍可能影響多個模組,不能把分模組直接等同於完全獨立。[6]

第四是服務較小或較特殊的用能需求。部分設計可提供工業熱能;微型反應爐則著眼於微電網、偏遠設施及柴油運輸成本高的地點。這些用途評估的是當地供能條件,不只是與大型電網比較每度電價格。[4]

低碳、可持續供電則是核能共有的特性,並非 SMR 才有。被動安全功能也應逐款設計評估,不能只用機組大小判定安全優劣。

前期投入較少 不代表每度電一定較便宜

討論成本時,至少要分清楚三個問題:

比較口徑SMR可能的優勢需要同時確認的條件
第一階段要投入多少錢容量較小,可降低單次投入首座開發費與共用設施可能集中在第一期
建成相同容量要花多少錢重複製造可能逐步降本多模組總成本未必低於大型機組
全生命週期每度電多少錢工期、融資或維護若改善,可能降低成本還須計入燃料、利用率、除役與廢棄物管理

大型反應爐利用規模分攤成本;SMR 則希望透過簡化、標準化及系列生產,補足小型化可能失去的規模經濟。這正是其商業模式必須驗證的部分。[2]

小型化也不免除用過核燃料與其他放射性廢棄物的管理需求。部分新燃料還可能需要調整儲存、運輸或後端處理方案,不能因為反應爐較小,就直接認定每度電的廢棄物負擔較低。[2]

因此,較準確的說法是:SMR 提供降低單次資金門檻的可能性,但不能保證首座工程便宜,也不能保證相同發電量的總成本較低。

真正要比較的是從計畫開始到商轉的時間

SMR 常被看好的另一項優勢,是現場施工較快。然而,電力系統需要的是能實際供電的機組;完整交付還包括設計定案、安全論證、場址準備、設備與燃料交付,以及試運轉。

對首座設計而言,較容易被工期宣傳省略的工作包括:

- 新安全系統的實驗、分析,以及整合後的性能驗證。 - 審查補件所引發的設計修改與重新分析。 - 工廠製造能力、供應商品質及長交期設備的準備。 - 燃料供應、運轉人員訓練與試運轉。

IAEA 的 SMR 監管者論壇明確區分首座與後續機組所需的證明工作,也指出被動安全性能、模組間共用系統及製造監督等議題。[6]

這些工作可以部分並行,總時間取決於最晚完成、又會阻擋後續進度的必要環節。若前期新增的工作超過施工節省的時間,SMR 就可能比成熟大型爐更晚商轉。需要更多安全證據,也不等於已證明比較不安全。

不同設計的負擔仍有差異。例如 GE Vernova Hitachi 表示,BWRX-300 使用已有商業供應的 GNF2 燃料,因此不必重新開發燃料產品;但其整體配置與安全表現仍須接受驗證。[7]

加拿大 Darlington 計畫則提供了時間口徑的例子:OPG 在 2021 年底選定 BWRX-300,目前目標於 2030 年底前併網,兩者相隔約九年,而且併網目標不等於已完成商轉。這段時間也包含工程、採購、場址與業主決策,不能全歸因於監管審查。[8]

因此,不能拿成熟量產後的理想施工期,直接當成今天首座專案的完整交付期。

放回台灣 為何本文仍較傾向成熟大型核電

本文的判斷限定在「若台灣要新增核能,如何選擇較適合大量供電的方案」。既有機組延役或重啟涉及不同的設備、許可與成本條件,應另案比較。

第一,台灣需要的是大量、持續的工業與民生電力。若新增需求足以長期消化大型機組的產出,規模經濟就值得優先評估。MMR 的偏遠供能定位,與台灣本島大規模電力需求並不相同;但 SMR 也可透過多模組供應較大負載。

第二,國營電業的條件,使單次投資門檻不一定是唯一限制。台電是國營綜合電業;IEA 指出,國營企業往往能取得較接近主權融資條件的資金。[9][5] 據此推論,若政府願意承擔長期建設,SMR 較小的單次投入,相對於私人開發商情境,未必具有同樣大的決定性。不過,國營並不消除利息、超支或公共財務壓力。

第三,供電計畫需要可預測的交付。若可取得的某款大型爐已有商轉實績、設計穩定且供應鏈持續運作,它可能比尚待完成首座驗證的 SMR 更容易估算總時程。這是有條件的判斷:IEA 同樣指出,部分先進經濟體的大型核電工程曾遭遇嚴重延誤與超支,不能把大型爐一概視為準時保證。[5]

台灣的海島與暖濕氣候,也不會自動決定哪一種規模比較適合。實際方案仍要處理場址、地震與沿海災害、冷卻條件及輸電接入。大型機組一次跳機造成的供電缺口較大,SMR 的較小容量則可能有助於分散單一機組退出的影響;兩者都需要完整的電網與備援評估;場址與外部事件安全要求也不會因小型化而消失。[6]

因此,本文較傾向把成熟大型核電列為台灣新增核能的優先比較基準。成立的前提是能找到可落實的場址、設計、供應鏈與資金安排,而非僅憑「大型」兩字。這也不是將國外售價或工期直接套用到台灣後,就能得到的定論。

未來哪些條件會讓SMR更有吸引力

今天的首座風險,不必然代表未來的量產表現。若某款 SMR 累積多座商轉經驗,設計不再頻繁修改,工廠、燃料與合格供應商能穩定交付,後續專案就有機會減少重複開發與補件工作。

台灣未來可觀察四件事:

1. 首批機組是否按計畫商轉,並維持可靠運轉。 2. 後續同型機組的實際工期與成本,是否持續改善。 3. 國外驗證與審查成果,能在台灣的場址條件下被利用到什麼程度。 4. 相同供電需求下,完整投資、維運、電網及廢棄物成本是否具競爭力。

屆時,SMR 可能成為更快取得第一批電力、更容易逐步擴充的選項。但第一個 300 MW 模組上線,與整個 1,200 MW 計畫完成,是不同的交付成果,仍應分開比較。

台灣可以同時做兩件事:以成熟技術評估長期大量供電,並追蹤 SMR 的實際部署成績。當技術、供應鏈與審查經驗成熟,SMR 的短工期優勢才更有機會落實為整個計畫更早商轉。

資料來源與備註

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核能:燃料、設備、營運與後端

把燃料準備、電廠設備、營運與用過燃料的處理放在同一生命週期中。大型機組、SMR 與微型反應器有不同設計和進展,不能僅憑類別推論商轉或供貨狀態。