我国核电发展现状、能力和市场前景

据光明日报9月5日报道,王乃彦核物理学家。福建福州人。1956年毕业于北京大学技术物理系。中国原子能科学研究院研究员。1993年当选为中国科学院院士。
随着我国国民经济的快速发展,能源供应正在成为制约我国经济、社会和环境发展的一个瓶颈。核能在我国能源可持续供应中的重要地位逐渐形成共识,我国的核电发展战略正从“适度发展”向“积极发展”转变。
核电发展的国内外状况
截至2004年6月,全世界共有442台热中子堆核电机组在运行,装机容量达到363Gwe。核电占全世界发电总量已经连续17年稳定在16%左右。2003年有16个国家的核电比例在25%以上,其中,法国为77.6%,韩国为40%,日本为35%,德国为28.1%。
我国的核电事业起步于1973年,历经周折,到上世纪80年代中期以后才步入正轨。现已初步形成了浙江秦山、广东大亚湾和江苏田湾三个核电基地。截至2006年5月,我国共有10台核电机组投入运行,装机容量达到8Gwe。2003年底,我国核电装机容量和发电量的份额分别为1.7%和2.3%,其中浙江、广东两省的核电发电量均超过本省总发电量的13%,核电成为当地电力供应的重要支柱。2006年底在建机组将全部投产,届时我国核电的11台机组将达到9Gwe,占全国发电装机总容量的2%左右。
我国第一座自主建设的秦山一期核电站已经安全运行13年,秦山二期国产化核电站全面建成投产,投资1330美元/千瓦,国产化率55%,经受住了初步运行考验。秦山三期重水堆核电站提前建成投产,实现了核电工程管理与国际接轨。广东大亚湾核电站投运10年来保持安全稳定运行,部分运行指标达到国际先进水平。广东岭澳核电站也已经全面建成投产并取得良好的运行业绩。
我国能源供应形势分析
2002年我国能源消耗总量达14亿吨标准煤,居世界第二,但人均能源消耗仅为世界人均值的1/2。
随着我国国民经济的迅速发展以及对能源需求的急剧增长,能源领域所面临的问题日趋严重。我国能源供应面临三大挑战。第一,能源发展需求与我国能源资源人均拥有量不足之间的矛盾。预计2020年我国能源总需求量将达到30亿吨标准煤左右,而我国石油和天然气的人均可开采量仅分别为世界人均值的11%和4%;我国煤储量虽比较丰富,但人均可开采量也仅为世界人均值的55%。这意味着我国化石能源将会更早进入枯竭期,难以满足我国国民经济可持续发展的需要。第二,以煤为主的能源结构不合理。2002年我国化石能源占能源消费的92.2%,其中煤和石油分别占66.1%和23.4%。大量燃煤造成严重的环境污染,还产生大量的温室气体,我国已经成为世界上环境污染最为严重的国家之一,这将严重制约我国的进一步发展。第三,能源利用效率不高,浪费比较严重,主要产品能耗比发达国家加权平均高40%。中央要求单位GDP能耗到2010年降低20%,尽管我国发电的煤耗每年都在下降,但与国际水平相比还有20%的节能空间。我国的建筑能耗比欧洲高出3倍,交通方面比国际高55%,水泥综合能耗高31%,煤矿开采中能耗更大。
为应对上述挑战,保持国民经济平稳而较快地发展,我国应将强化节能和提高能效作为基本国策放在首位,采取积极措施逐步调整和优化能源结构,逐步降低化石能源的消费份额,提高新能源的份额,改变能源结构不合理的现状。
我们要通过科技创新的方法来解决能源可持续发展的问题,大力推广核能技术、洁净煤技术、可再生能源技术、氢能源技术和燃料电池技术等。
建设先进的核科研基地
为振兴我国的核事业,必须加强核科研基地和人才队伍建设。上世纪60-70年代,我国不少重点大学均设有核科学工程专业,为国家培养了大批优秀的核科学工程技术人才,他们曾经为中国核工业的崛起铸造了令国人自豪、让世人震惊的辉煌。进入80年代后,由于我国核工业体系的相对萎缩,各高等学校纷纷撤消核工程专业,目前国内仍保留核工程专业的高校寥寥无几,生源不足或生源质量不高是普遍现象。其结果导致整个核工业系统科研、生产的人才队伍出现断层。为了缓解人才断层对核科研、生产的冲击,各单位不得不招收非核专业的毕业生,通过继续教育等方式使之逐步掌握核工程专业知识。这一情况如不加以改变,将成为制约我国核工业体系发展的最大障碍。
可喜的是,自2004年8月以来,中央就发展我国核事业作出了一系列重要批示,要求注重技术创新,提升核心技术能力,形成自主创新知识产权。为此,我们必须加大投入,建设世界先进水平的核科研、设计基地和人才培养基地。鉴于核事业的特殊性(从事放射性操作、地处边远)和核科研人员的待遇偏低,国家应出台特殊的优惠政策,吸收、培养和稳定核科学和技术人才。应注意从源头抓起,有计划地恢复一些大学和专科学校的核科学工程专业,并根据核事业的需要培养不同层次的核科学技术人才,缓解我国核科研和核工业系统后继乏人的局面。

在党中央、国务院的正确领导下,我国核电经过20多年的发展,取得了显著成绩。核电设计、建设和运营水平明显提高,核电工业基础已初步形成。经过起步和小批量两个阶段的建设,目前形成了浙江秦山、广东大亚湾和江苏田湾三个核电基地。截至到2004年9月,我国共有9台核电机组投入运行,装机容量达到700万千瓦。2003年底,我国核电装机容量和核发电总量,分别占我国电力总装机容量和发电量的1.7%和2.3%。在浙江、广东两省,2003年核发电量均超过本省总发电量的13%,核电成为当地电力供应的重要支柱。到2005年在建机组全部投产后,我国核电将有11台机组、900万千瓦,届时占全国发电装机总容量的2%左右。秦山一期核电站已经安全运行13年,在2003年结束的第七个燃料循环中创造了连续安全运行443天的国内核电站最好成绩,2003年世界核电运营者协会九项性能指标中,秦山核电站有六项指标达到中值水平,其中三项指标达到世界先进水平。秦山二期国产化核电站全面建成投产,实现了我国自主建设商用核电站的重大跨越,比投资1330美元/千瓦,国产化率55%,经受住了初步运行考验,表现出了优良的性能,实现了较好的经济效益和社会效益。秦山三期重水堆核电站提前建成投产,实现了核电工程管理与国际接轨,创造了国际同类型核电站的多项纪录。广东大亚湾核电站投运10年来,保持安全稳定运行,部分运行指标达到国际先进水平,取得了较好的经济效益。广东岭澳核电站也已经全面建成投产并取得良好的运行业绩。江苏田湾核电站1号机组正在调试过程中。此外,我国出口巴基斯坦的恰希玛核电站2000年6月并网发电,2003年负荷因子达到85%。2004年7月21日,国务院批准建设广东岭澳核电站二期工程、浙江三门核电站一期工程。会议要求各有关方面要努力落实国务院领导“不走错一步”的要求,统一组织,统一领导,确保核电自主化开发建设目标的实现,努力形成自主设计、设备制造和建设中国品牌核电站的能力。总之,中国核电在技术研发、工程设计、设备制造、工程建设、项目管理、营运管理等方面,具备了相当的基础和实力,为加快发展积累了经验、奠定了坚实的基础。加快核电发展的时机已经成熟,条件基本具备。1.核电设计。我国核工业拥有一支专业配置齐全、知识和年龄结构较为合理的核电研究设计队伍,形成了设计管理和接口控制程序以及质量管理体系;掌握了一些国外核电成熟的设计技术;能自主设计建设30万千瓦和60万千瓦压水堆核电站,也具备了以我为主、中外合作设计建设百万千瓦级压水堆核电站的能力。中国核工业集团公司组织有关核电设计院,开展了国产化百万千瓦级压水堆核电机组的设计工作,目前初步设计已经完成,进入初步设计审查阶段。
2.核电技术研发。我国核工业建立了专业齐全的核科研体系,培养了一支水平较高的核电科研队伍,已建成了具有国际水平的大型核动力技术试验基地,各种试验台架、科研设施齐全,具备了较强的自主开发能力和消化吸收国外先进技术的能力,基本上可以满足自主设计的需要,为核电技术进步和后续发展提供了有力保证。在设计技术研究工作中,解决了核电站工程设计的许多技术难点,初步形成了较为完善的核电工程设计分析的骨干程序系统。初步形成了一套先进反应堆设计方法和试验验证手段,提高了我国先进压水堆设计开发的能力。正在立足自主开发第三代、第四代核电关键技术。3.核电工程建设管理。“九五”期间开工建设的核电项目,无论是国产化项目,还是中外合作的项目,都建立了规范的法人治理结构,项目业主对核电站建设和运营全面负责。在工程项目管理中,实行了招投标制和工程监理制,通过招标选择施工承包商和设备采购,有效降低了成本,确保了施工质量。在质量、进度、投资三大控制方面取得了较好成绩,积累了宝贵的经验。
4.核电设备制造。10bet官网,通过“八五”、“九五”期间的科技攻关和核电设备国产化的基础设施建设,我国的核设备设计、制造能力得到了很大提高。除了主泵、数字化仪控系统等少部分设备以外,国内已经具备了设计和制造百万千瓦级压水堆核电机组大部分设备的能力。哈尔滨、上海、四川东方三大发电设备制造基地和第一、第二重型机械制造集团已经成为加工制造大型核电设备的骨干企业。5.核燃料保障。在核电建设的带动下,核燃料循环实现了较大幅度的技术进步,初步形成了包括铀矿地质勘探、铀矿采冶、铀转化、铀浓缩、元件制造以及乏燃料后处理、放射性废物管理等环节的较完整的核燃料循环工业体系,在一些关键环节实现了生产能力的扩大和工艺技术的跨越提升。铀地质勘探通过对装备的技术改造,勘探能力得到加强,地浸砂岩型铀矿找矿工作不断取得突破;铀矿冶形成了以地浸、堆浸、原地爆破浸出为主的新型生产体系;铀同位素分离实现了从扩散法向离心法的过渡;全部核电站燃料元件均实现国内生产,质量达到国际先进水平,并生产出合格的高燃耗燃料元件产品。6.建立了完善的核电安全管理、核事故应急和技术后援体系。我国政府特别关注核能的安全问题,已经建立了与国际接轨的安全监督管理体系和核安全法规,形成了一支独立的核安全监管技术队伍。核安全保障贯穿于核电站的设计、设备制造、建设、安装、调试、运行直到退役等各个环节。建立了从电厂、地方政府到中央政府的核事故应急体系,为保障核电站的安全和社会公共安全,积极开展了卓有成效的工作。同时,我国核工业经过近五十年实践建立起来的核安全后援与技术支持体系,在核电机组的安全运行、环境保护、放射性废物处理等方面发挥了重大作用。7.核电站厂址资源。经过20多年的勘探和规划,我国已确定了相当容量的核电厂址。目前,已完成初步可行性研究的厂址绝大部分分布在沿海,可以满足2020年前再建约30台百万千瓦核电机组的需要。秦山核电基地还可以再安排2台百万千瓦机组,江苏田湾核电基地还可再安排6台百万千瓦机组,浙江三门厂址可安排6台百万千瓦机组,广东阳江、福建惠安、山东海阳都具有安排6台百万千瓦机组的条件。8.中国核电发展具有广阔的市场空间为满足经济的持续发展,据国家发改委和国家电网公司的规划和要求,全国电力总装机容量在2010年和2020年,需要达到6亿千瓦和近10亿千瓦。
2003年底,全国电力装机3.85亿千瓦,其中燃煤机组占74%,水电机组占24%,核电机组只占1.6%,风电仅占0.14%。我国煤炭资源储量虽然占世界第一位,但环境、生产和运输能力却严重制约了燃煤机组的过多发展。水能资源比较丰富,但开发程度已经很高,目前已建和在建水电装机有1.3亿千瓦,预计到2020年只能达到2亿千瓦。风电、太阳能发电、潮汐发电等各类新能源,至今尚未解决规模化生产及经济性问题。大力发展核电,满足电力需求、优化能源结构、保障能源安全,已成为政府和社会各界的共识。根据专家预测和有关部委的规划,到2020年,核电在全国发电装机容量中的比例要占到4%,核电投运规模将达到4000万千瓦,需要在2004-2015年期间新开工建设30台左右的百万级核电机组。核电发展的前景一片光明。

核心技术是定海神针,靠化缘是要不来的。中核集团依靠自主创新,在秦山实现了从零的突破到排名世界第一。

2018年4月20日,中国最大核电基地——中核集团秦山核电基地安全发电达5000亿千瓦时,按每个家庭4口人,每月用电300度,可以供1000万人口的城市家庭用电55年。

从秦山到田湾,从福清到海南,中核集团核电已安全运行140堆年。2017年,包括秦山一期30万千瓦机组和秦山二期1号、2号、3号机组在内,中核集团共有6台核电机组在2017年WANO(世界核电营运者协会)综合指数评比中获得100分,排名世界第一。中国核电运行建设水平国际领先已超越美国。

一直以来,中核集团坚持中国核工业“饭碗”要端在自己的手上,致力于自主创新,自我国第一座自主设计建造的秦山核电站后,中核集团先后掌握了10万、30万、60万、100万千瓦级核电技术,实现了中国核电技术型谱化,中国已跻身先进核电技术行列,正在从核大国向核强国迈进。