浅析中国核电发展前景与引进再出口

浅析中国核电发展前景与引进再出口牛宏坤山东核电有限公司摘要：中国能源资源品种丰富，人均占有量较少；能源资源结构不尽合理；能源资源分布与生产力布局不平衡。核电作为清洁能源，其基本特性决定了在应对能源挑战中有能力发挥无可替代的重要作用，我国在现阶段发展核电是调整能源布局的有效途径。中国核电已形成规模化批量化发展格局。二代改进型压水堆核电站随着技术的发展和运行经验的反馈，逐步引入新的成熟技术，使核电站的安全性得到进一步的提高。更应积极消化吸收第三代核电技术，使其安全目标更高、技术更先进。关键词：清洁能源核电AP10001.中国能源资源状况分析中国能源资源有三个基本特点。一是能源资源品种丰富，但人均占有量较少，在已探明储量中煤炭占世界人均的56%、石油占11%，天然气占4.6%。二是能源资源结构不尽合理，煤炭、水能相对丰富，而优质化石能源（石油）相对不足。三是能源资源分布与生产力布局不平衡，经济发达地区在东南沿海，而水力资源在西部和西南部，煤炭主要在北方。目前，我国能源发展面临4个基本问题。即经济社会发展中的能源供需总量平衡问题。长期以煤为主的能源结构，造成的环境、生态问题。西气东运、北煤南运、西电东输的能源输运问题，我国煤炭运输占铁路运量的40%，占沿海和长江中下游水运运量的1/3[1]。以及对国外资源依存的能源供应安全问题。核电的基本特性决定了在应对能源挑战中有能力发挥无可替代的重要作用。核电不排放SO2等污染物和温室气体CO2，对环境后果实行严格管理，因此属于清洁能源。而核电的安全可靠性正在不断提高。核电对煤电具有较强经济竞争力和替代能力，目前二代改进型核电站的电价大都与当地的标杆电价相当。核电燃料运输量小。因此，我国在现阶段发展核电是调整能源布局的有效途径。2.中国核能发展的技术路线及目标我国核能发展的技术路线是走热堆、快堆、聚变堆三步发展的道路。在近期发展已经成熟的热中子堆核电站，满足当前和近期核电发展的需要。第二步发展快中子增殖堆核电站及配套的核燃料循环体系，充分利用铀资源，实现裂变核能的可持续发展。第三步发展核聚变堆核电站，有望最终解决人类的能源供应问题。目前，在热堆核电发展阶段，逐步实现由二代向三代过渡。在2020年以前，适度发展我国已经掌握技术的二代改进型压水堆核电站。抓紧引进三代核电技术的消化吸收再创新，掌握技术、实现自主化，尽快实现三代核电的批量化建设。根据有关研究部门的预测，2020年我国电力总装机将达到15亿kW，核电总装机容量将达到7000万kW，核电容量占总容量的4.6%，占总发电量的7.0%左右。考虑能源结构调整的要求，2030年我国总发电装机容量将达到20亿kW，核电总装机容量将达到2亿kW，核电装机容量占10%，占总发电量的15%。2050年我国将进入中等发达国家行列，以人均1.56kW计算，总发电装机容量将达到25亿kW，核电总装机容量将达到4亿kW，核电占总装容量的16%，占总发电量的22%[2]。3.第三代核电发展的背景1979年美国发生的三里岛核电站事故和1986年前苏联发生的切尔诺贝利核电站事故，使公众要求进一步提高核电的安全性。1990年EPRI根据主要电力公司意见出版了“电力公司要求文件(URD)”共3卷。1994年欧洲联盟出版了“欧洲电力公司要求(EUR)”共4卷。这些文件对未来压水堆和沸水堆核电站提出了电力公司明确和完整的要求,更高的安全要求和经济要求，涉及各个技术和经济领域。第三代核电机组要有更高安全目标。即堆芯热工安全裕量15%，堆芯损坏概率10-5/堆年，大量放射性外泄10-6/堆年。第三代核电机组要有更好的经济性，具体表现在机组额定功率为1000～1500MW，可利用因子87%，换料周期18～24月，电站寿命60年，建设周期48～52个月，电价要能与联合循环的天然气电厂相竞争[3]。因此，第三代核电机组在技术上更先进，经济上也具有竞争力。4.AP1000与ERR的特点AP1000核电站采用非能动安全系统。具体表现在采用非能动安注、多级非能动自动卸压系统、非能动余热排放系统和非能动安全壳冷却系统。AP1000核电站引入了严重事故预防和缓解措施，如堆腔淹没技术、安全壳内氢点火和吸收复合系统、堆芯熔融物反应堆压力容器内保持。同时，AP1000采用双层安全壳和全数字化仪控系统。采用模块化施工使建设工期缩短到48个月。AP1000核电站的反应堆冷却剂系统采用屏蔽式电泵，取消了机械密封，采用在上部堆芯测量以及大容量稳压器，焊接结构的堆内构件和压力容器活性区及法兰接管段大型整体锻件。AP1000核电站的非能动堆芯冷却系统不依赖外部电源，采用非能动余热导出、非能动安全注入以及非能动安全壳冷却。可以保证长时间的安全停堆，还可以保证大于72h不用操纵员干预。EPR核电站的主要特点则有以下几个。EPR核电站功率高，达到1500～1700MW。采用4通道安全系统和双层安全壳。引入了严重事故预防及缓解措施，如稳压器卸压和非能动氢复合器。同时EPR核电站也采用全数字化仪控和模块化施工。5.我国核电发展的技术引进及出口AP1000的关键技术是采用非能动安全系统，特别是非能动安全壳冷却系统及非能动堆芯余热排出系统。AP1000核电站引入了严重事故的预防和缓解措施，包括自动卸压系统（ADS）,抑制氢爆的氢复合系统（氢点火器和非能动氢催化复合），以及堆芯熔融物压力容器内保持（IVR）等技术。同时AP1000核电站大容量屏蔽泵的设计和制造，爆破膜的设计和制造，以及大尺寸圆柱形钢安全壳的设计和建造也存在技术难点和需攻克的关键技术[4]。另一方面，我国已探明一定数量铀资源可以满足近期核电发展的需要。国内铀资源勘测有较好发展前景。理论预测铀矿资源比较丰富,预测铀资源总量超过几百万吨，加之我国相当范围国土未经详细勘查，因此扩大老矿区、加强深层勘查，开辟新基地前景看好。我国目前已探明储量，加上海外采购和合作开采的天然铀，足以保障2020年核电对天然铀的需求[5]。因此加大铀资源的国内勘查力度，同时开拓国外铀资源的供应，我国核电发展的铀资源是一定能得到保证的。核电出口的重中之重是产业链建设，并提升核电设备国产化水平。核电产业链涉及冶金、材料、化工、电子、机械、仪器仪表等众多领域，加强核电产业链建设，构建核电产业发展集群，有利于增强产业间的合作，发挥规模效应，降低整个产业成本，增强行业竞争力。整个产业链各领域企业掌握的核心技术越多，能提供给核电企业的服务就越多，核电设备国产化水平就越高，核电成本也就越低，这无疑会增强了我国核电竞争力。同时，为激励核电企业自主创新，研发国际水平的专利技术和设备，可以在政府主导下，通过政治、外交、经贸等渠道，形成国家统一的核电出口战略，积极推行核电企业“走出去”、“以核养核”的战略，鼓励企业参与国际核电竞争，成为国际核电资源配置的参与者。参考文献[1]温鸿钧．中国火电市场的经济分析[J]．中外能源,2014,(3):25-28．[2]中国能源研究会．中国能源发展报告2013[M]．北京:中国电力出版社,2013.[3]EPRI.UtilityRequirementsDocumentonAdvancedLightWaterReactor[M].美国:美国电力研究所出版社,1995,12(第七版).[4]繆鸿兴.AP1000先进核电技术[J].中国核工业，2010，(7):52-56．[5]张生玲.李强.低碳约束下中国核电发展及其规模分析[J].中国人口·资源与环境,2015,(6):47-52.