随着全球对环境保护意识的提升,航运业作为碳排放的重要来源之一,面临着巨大的减排压力。据统计,航运业每年消耗约 3.5 亿吨化石燃料,占全球碳排放总量的约 3%。
目前,航运业的减排路径主要包括提高燃油效率、使用替代燃料以及采用新能源技术等。在替代燃料方面,液化天然气(LNG)已成为较为常见的选择,但它仍会产生一定的碳排放,并非完全的零排放解决方案。而氢燃料电池、氨燃料等技术尚处于研发和试验阶段,面临着成本高、技术不成熟以及配套基础设施不完善等问题。
从技术成熟度和应用潜力来看,核动力船舶技术具有独特优势。与传统燃油动力相比,核动力系统能够显著减少甚至消除温室气体排放,且具有能量密度高、续航能力强等特点,特别适合于长途、大型深海船舶的运营需求。然而,核动力船舶技术也面临着诸多挑战,如公众对核安全的担忧、严格的监管要求、高昂的前期投资以及复杂的技术维护等问题。
在此背景下,挪威 NuProShip 倡议应运而生。该项目由挪威研究理事会提供资金支持,并吸引了众多知名合作伙伴的加入,包括挪威科技大学、船级社 DNV、挪威海事管理局、船东 Knutsen Tankers 以及西班牙核咨询公司 IDOM 等。挪威造船商 VARD 作为项目核心成员,致力于将反应堆系统整合到多种船型中,并评估相关技术挑战,以期推动核动力船舶的商业应用进程。
在项目第一阶段(2023 年初至 12 月 31 日),共对 99 家开发先进反应堆技术的公司进行了全面评估,主要任务是调整第四代小型模块化反应堆以满足国际航运需求,技术起点为已获批的 25 - 55 兆瓦设计,除对核技术本身深入研究外,还广泛探讨了监管、安全、船舶设计影响、维护需求、放射性废料处理以及船员配置等相关议题,这一阶段成果为后续技术筛选和深入评估奠定了坚实基础。
目前,NuProShip 项目的初步阶段已圆满结束,该阶段聚焦于评估第四代小型模块化反应堆(SMRs)技术在商业航运应用中的可行性。
经过严格筛选,美国 Kairos Power 公司的氟化物高温熔盐反应堆(采用 TRISO 燃料颗粒)、美国 Ultra Safe Nuclear Corporation 公司的氦冷却气体反应堆(同样使用 TRISO 燃料颗粒)以及瑞典 Blykalla 公司的铅冷却反应堆概念(使用氧化铀作为燃料)这三种小型模块化反应堆技术已被选定,将进入下一阶段的深入评估。
进入 NuProShip II 阶段,VARD 宣布将选择这三种具有前景的小型模块化反应堆设计进行更深入的评估,该阶段旨在开发一个切实可行的原型解决方案,为后续测试和应用奠定基础。而在 NuProShip III 阶段,这些原型解决方案将接受实际测试,以验证其可行性和性能。并且在 NuProShip 第二阶段,联合体将进一步扩大,纳入保险公司等关键利益相关方,这一举措对于评估核技术在航运行业的商业可行性至关重要,有助于推动技术的商业化进程。
NuProShip 项目的最终目标是开发一种适用于深海船舶的商业可行零排放技术,这项技术需满足所有利益相关者的需求,并在初步开发阶段后实现自给自足,无需额外补贴。
该项目所聚焦的第四代小型模块化反应堆技术,相较于传统核反应堆,具有更高的安全性和灵活性,其小型模块化的设计使得反应堆的建造、安装和维护更加便捷,能够更好地适应船舶的空间和运营需求。
通过该项目对多种先进反应堆技术的筛选和评估,有望推动核动力船舶技术在航运业的突破和应用,为航运业的绿色转型提供全面的解决方案和实践经验。