
过去几年,人们对核航运的前景持续升温。大量初创公司和老牌企业已提出多种采用不同核技术的核动力船舶或“搭载小型核电站”的概念设计方案。这些方案大多仍处于研究阶段,但部分项目已设定了宏远目标。
美国船级社(ABS)近期发布研究报告,评估高温气冷堆对一艘14.5万立方米液化气(LNG)运输船的设计、运行和排放的影响。意大利Saipem公司和英国核能初创企业Newcleo正在合作开展可行性研究,探讨将Newcleo的小型模块化铅冷快堆技术用于为海上油气设施供电及提供工艺热。受矿业巨头必和必拓(BHP)委托,荷兰核能开发与咨询公司ULC-Energy正在研究民用核技术为商业海运船舶提供动力的潜力。英国劳氏船级社(LR)、国际航运公司Zodiac Maritime、韩国HD KSOE与Kepco E&C正联合开发散货船和集装箱船等核动力船舶设计方案。
更具雄心的项目是英国初创公司Core Power,其计划建造一艘搭载熔盐堆的船舶。该公司表示,预计将在2030年前获得首批核动力船舶订单,包括浮动核电站和核动力船舶。其目标是在2030年前达到100亿美元的订单量,预计将在2030至2035年间交付首批订单。
目前最首要的需求是建立涵盖国家与国际层面的核动力船舶综合监管体系。这点已得到美国船级社(ABS)、劳氏船级社(LR)、国际海事组织(IMO)、国际原子能机构(IAEA)以及新成立的海上核能组织(NEMO)一致认可。目前,核航运仅受零散且大多已过时的法规约束,且往往只涉及核能海上应用的个别环节。
针对海上核反应堆的规范
目前可供参考的一份关键文件是于1974年通过,1980年生效的国际海事组织(IMO)的《国际海上人命安全公约》(SOLAS)。该公约已经过多次更新和修订,因此通常被称为“1974年SOLAS公约及其修正案”。该公约规定了客船和货船的安全建造、运营和维护标准,并对船上设备提出了要求。
现行SOLAS公约包括总则、修订程序等条款,其附件分为12章,其中第八章专门针对核动力船舶。该章设定了核动力船舶的基本标准,特别涉及辐射危害;公约还引用了1981年国际海事组织大会通过的详细而全面的《核商船安全规则》,旨在为核动力商船提供技术与监管参考。
该规则基于当时公认的船舶建造、海事与核工程原则,但IMO也承认随着技术进步,有必要对其进行审查。目前,该规则仅适用于采用压水堆(PWR)推进的传统商船。
1962年《布鲁塞尔核动力船舶经营人责任公约》旨在为核船舶造成的损害提供明确赔偿指导,但由于核技术在过去几十年快速发展,该公约被视为已过时。
IMO与IAEA于1968年共同制定的《核动力商船使用港口和航道安全考量》从未修订,已不再适用。
这些规定远未覆盖所有情况。SOLAS及其引用规则仅适用于采用PWR推进的船舶,未涵盖浮动核电站(FNPP)或其他类型反应堆。目前,尚无具体规定和风险框架允许核动力商船或FNPP停靠商业港口。核动力船舶在港口间的航行需依赖船旗国或许可持有者的国家监管机构授权。各国之间需要单独签署协议相互承认许可证,方可准入港口。
新反应堆适用新规则
为填补监管空白,成立于2024年3月的海上核能组织(NEMO)正与IMO和IAEA合作,制定全球标准与规则,涵盖海上核能的部署、运行与退役,并推动其商业化。2024年9月NEMO召开首次年会,设立三个工作组,分别聚焦于海事法规、核安全标准以及海事核责任与保险。目前NEMO共有25家成员机构,包括美国船级社(ABS)和劳氏船级社(LR)等。
海事核能应用组织(MNAG)是一个研究平台与资源中心,汇聚海事与核能领域专家,致力于在海洋环境中展示先进核技术。其目标是与美国能源部国家反应堆创新中心合作,支持先进反应堆技术在海洋环境中的示范应用。该组织网站显示,正在对“监管与许可环境”进行审查。
2024年10月,美国船级社(ABS)发布了《船舶和海上应用核动力系统要求》,为浮动核电站(FNPP)或核动力浮式生产储油装置等核资产提供船级符号。该规范虽不适用于自带推进的核动力船舶,但允许设计者考虑任何类型的反应堆技术,并给出核监管机构、船旗国与ABS三方协同框架,以实现全面监管。
该规定旨在确保核能系统安全应用至船舶和海上应用中。文件强调,与核监管机构和港口当局的早期沟通对于明确设计审批责任至关重要。该文件引用了SOLAS、IMO核材料运输规定、ABS现有航运规则以及IAEA核安全文件。
丹麦航运集团A.P. Moller–Maersk、劳氏船级社(LR)与Core Power公司正在联合开展一项研究,评估在欧洲核动力集装箱船的监管可行性。该研究将探讨使用第四代反应堆的核集装箱船在欧洲港口进行货运作业所需的监管框架,并研究安全规则的更新要求,以提升对核能应用的运营与监管理解。
劳氏船级社(LR)近期发布的《燃料之思:核能》报告指出,小型模块化反应堆的兴起有望带来航运核能应用“阶跃式”提升,但前提是能够克服监管障碍。报告认为,核能将变革海事行业,但必须解决监管与安全问题,才能实现商业化应用。报告还指出:核能发电在安全方面有着良好记录,且有一套积极的监管机构体系。要将核动力船舶引入海事行业,必须广泛更新包括SOLAS第八章在内的规则。IMO与IAEA之间的合作对于建立统一的核动力船舶监管体系至关重要。
2024年8月,IAEA宣布2025年启动“海上原子技术许可应用(ATLAS)”项目,拟借鉴既有安全、安保与保障标准,为和平利用海上核能建立稳健框架。
建立统一的监管体系
2024年9月,在IAEA总部维也纳召开的针对核动力船舶(FNPP)的核监管机构会议上,俄罗斯联邦环境、工业与核监督局(Rostekhnadzor)副局长Alexey Ferapontov博士表示,俄罗斯已建立一套全面的核能航运监管体系,其经验可追溯至1959年,累计运行经验超过400堆年。
俄罗斯目前拥有7艘核动力破冰船、1艘核动力货船以及全球唯一一座浮动核电站罗蒙诺索夫院士号(Akademik Lomonosov)。其中3艘破冰船配备了最新型RITM-200反应堆,2艘同型号破冰船以及1艘更大型的RITM-400型破冰船Rossiya已开工建造。
罗蒙诺索夫院士号由两台较小的KLT-40型反应堆提供动力,另有4艘配备RITM-200S型反应堆的现代化浮动核电站,用于为俄北部供电,其中2艘已开工建造。俄罗斯还拥有专门服务于核航运与退役的浮动设施,如1981年建造的名为Imandra的浮动技术基地(FTB),该设施经现代化改造后仍在运行,预计2029年将被新型多功能核服务船取代。
为了支持核动力船舶的退役,俄罗斯还拥有专门的放射性废物处理设施,如用于存储破冰船与浮动设施的退役部件的Saida Bay。针对退役过程的专门规则与程序,可在Rostekhnadzor官网查阅。
Alexey Ferapontov博士提到,最初俄罗斯也不确定应为罗蒙诺索夫院士号颁发陆上核电站还是核船舶类许可证。“经过多轮讨论,我们最终决定将其视为一种特殊的核动力船舶。”随后几年里,Rostekhnadzor与俄罗斯海事局(RMRS)协同工作,使俄罗斯逐步建立了该领域监管框架。
核心法律文件是《原子能使用法》(第170号联邦法)。此外,Rostekhnadzor还制定了大量与航运相关的联邦规则与标准。俄罗斯海事局(RMRS)也制定了与核航运相关的文件,包括《核动力船舶与浮动设施的分类与建造规则》。
Alexey Ferapontov博士强调,制定监管框架是一项复杂任务,需分析现有标准、技术特征,并需多个海事与核能机构的协作。与大多数国家一样,俄罗斯已批准《联合国海洋法公约》、SOLAS及其引用规则等重要国际文件,并将其纳入国内立法体系。但他也指出,SOLAS第八章及其引用规则存在局限性,即目前仅针对PWR推进船舶,对浮动核电站及先进堆型并不适用。
下一步工作方向
展望未来,Alexey Ferapontov博士表示将积极参与IMO与IAEA正在推进的工作,包括IMO海上安全委员会拟修订SOLAS第八章及其引用规则,设立“替代燃料船舶安全技术规定”工作组等。
此外,IAEA也正通过国际创新核反应堆和燃料循环项目(INPRO)、SMR平台与核协调与标准化倡议等机制,推动核能航运监管工作。Alexey Ferapontov博士建议IAEA核安全标准委员会可制定关于《浮动核电站设计安全与安保考量》的文件。
他指出,核动力船舶的港口准入需满足气象、环境等条件,并配备特殊水利设施、人员培训、应急预案、辐射控制等。俄罗斯目前允许18个港口接纳核动力船舶,这些港口由政府法令指定,并由相关政府部门制定专门法律与规定加以管理。
他特别提到1968年IMO与IAEA联合发布的《核动力商船使用港口和航道安全考量》文件,认为可重新修订以适用于计划接纳浮动核电站或核动力船舶的国家。
此外,现行法规主要针对PWR,对私企开发的快中子堆、熔盐堆等先进设计并不适用,需补充制定新要求。
国际合作面临阻力
俄罗斯对其本国核动力船舶的监管经验,对国际规则制定极具价值;且其参与将加快这一进程。在2023年12月召开的国际海事组织(IMO)大会上,俄罗斯因未获得足够选票而未能连任理事会成员。
IMO理事会是负责该组织工作的执行机构,分为A、B、C三类成员,有10个A类、10个B类及20个C类成员。俄罗斯自1958年IMO成立以来一直是A类成员。
俄罗斯代表团在大会上表示该国“发挥了平衡且建设性的作用,应获得理事会席位。在2023年9月提交给IMO的参选材料中,俄罗斯曾指出:“显而易见,由于外部压力,IMO开始偏离其在国际事务中一贯保持的公正立场,将更多宝贵时间用于处理其精心制定的职责范围之外的政治议题。”
然而,在12月的投票结束后,俄罗斯外交部对俄新社表示:“未能当选理事会成员,不会影响俄罗斯继续参与该组织事务,包括向其缴纳会费。”俄罗斯驻英国大使馆在一份声明中表示:“根据组织章程,理事会仅承担行政与技术职能。制定国际航行要求与建议的核心工作,由国际海事组织下属相关机构负责。因此,未能连任下一届两年期理事会成员,不过是一场‘皮洛士式’的胜利(西方谚语:意为付出巨大代价取得胜利)……并未对我国参与国际海事组织各项活动造成任何实质性损害。”
尽管存在障碍,业界普遍认为IMO与IAEA仍可借助俄罗斯的实践经验,与其他利益相关方共同构建面向先进核技术的统一海事监管体系,这对全球核能航运安全与商业化至关重要。