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核电合作

发布时间:2017-12-24 14:27:26     来源:一带一路能源合作网

核电合作是“一带一路”倡议下的高端合作项目,不但是国家间的经济技术合作,也是密切国家关系的重要纽带。

一、产业研究

(一)核电站

核电站是利用核能来大规模生产电力的发电站。它与我们常见的火力发电厂一样,都用蒸汽推动汽轮机旋转,带动发电机发电。它们的主要不同在于蒸汽供应系统。火电站依靠燃烧化石燃料(煤、石油或天然气)释放的化学能制造蒸汽,核电站则依靠核燃料的核裂变反应释放的核能来制造蒸汽。产生核裂变反应的设备叫做反应堆。用于发电的反应堆有压水堆、重水堆、沸水堆、高温气冷堆、钠冷快堆等,当前世界上建得最多的是压水堆核电站。

(图片来源:国家能源局官网)

(二)核电站技术发展

纵观核电发展历史,核电站技术方案大致可以分四代,即:

1.第一代核电站

核电站的开发与建设开始于上世纪50年代。1954年,前苏联建成电功率为0.5万千瓦的实验性核电站。1957年,美国建成电功率为9万千瓦的shipping port原型核电站,这些成就证明了利用核能发电的技术可行性。国际上把上述实验性和原型核电机组称为第一代核电机组。

2.第二代核电站

上世界60年代后期,在实验性和原型核电机组基础上,陆续建成电功率在30万千瓦的压水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆等核电机组,它们在进一步证明核能发电技术可行性的同时,使核电的经济性也得以证明。上世纪70年代,因石油涨价引发的能源危机促进了核电的大发展。目前世界上商业运行的四百多座核电机组绝大部分是在这段时期建成的,习惯上称之为第二代核电机组。

3.第三代核电站

上世纪90年代,为了解决三厘岛和切尔诺贝利核电站的严重事故的负面影响,世界核电业界集中力量对严重事故的预防和缓解进行了研究和攻关,美国和欧洲先后出台了“先进轻水堆用户要求”文件,即URD文件(utility requirements document)和“欧洲用户对轻水堆核电站的要求”,即(EUR)文(European utility requirements document),进一步明确了预防与缓解严重事故、提高安全可靠性和改善人因工程等方面的要求。国际上通常把满足URD文件或EUR文件的核电机组称为第三代核电机组。

2006年,中国国务院将大型压水堆核电站和高温气冷堆核电站列入国家科技专项,数百家企业的科研人员共同参与,攻克了一大批核电的关键设备和材料领域的世界难题,全面掌握了世界先进核电技术,培育了大批核电研发、设计、建设、运行和装备制造领域的优秀人才,完成了中国核电由二代向三代甚至更先进技术的历史跨越。 

中国自主知识产权技术:华龙一号(ACP1000)

2011年日本福岛核事故后,国际社会、中国政府部门和社会公众对核安全提出了更高的要求和期望。中国“华龙一号”采用ACP1000技术和177堆芯,燃料采用中核集团开发的CF自主品牌。“华龙一号”有两个突出优势:首先是在安全性上达到了“福岛事故”后国家核安全局提出的新的核安全目标和需求,满足国际最高的要求;其次是“华龙一号”采用的技术,都是经过实践考验的成熟技术,降低了核电站在建设工期和质量上的风险。

2015年5月7日,华龙一号的全球首堆工程正式落地福清核电5号机组,标志着我国已经形成了具有完整自主知识产权的三代核电品牌,使中国成为继美国、法国、俄罗斯之后又一个具有独立自主的三代核电技术的国家,具备了与发达国家在三代核电国际市场同台竞技的资格,是中国从核大国向核强国迈进的标志。

2016年9月,中广核与法国电力集团、英国政府签署了英国新建核电项目一揽子合作协议,确定中广核参股投资英国欣克利角C和赛兹韦尔C、控股投资布拉德维尔B项目,其中布拉德维尔B项目将以防城港3号机组为参考电站,采用“华龙一号”技术。这是中国自主核电技术首次进入发达国家市场。目前,“华龙一号”项目在巴基斯坦、福建共有4台核电机组已开工建设,均进展顺利。

(图片来源:人民网)

4.第四代核电站

2000年1月,在美国能源部的倡议下,美国、英国、瑞士、南非、日本、法国、加拿大、巴西、韩国和阿根廷等十个有意发展核能的国家,联合组成了“第四代国际核能论坛”(GIF),于2001年7月签署了合约,约定共同合作研究开发第四代核能技术。根据设想,第四代核能方案的安全性和经济性将更加优越,废物量极少,无需厂外应急,并具备固有的防止核扩散的能力。

中国自主知识产权技术:高温气冷堆技术

高温气冷堆是中国具有完全自主知识产权的第四代先进核电技术,具有固有安全性、多功能用途、模块化建造的特点和优势,不会发生堆芯融化和大量放射性释放的事故。

高温气冷堆目前在国内尚处于示范堆建设阶段。位于山东的石岛湾核电站是中国拥有自主知识产权的第一座高温气冷堆示范电站,也是世界上第一座具有第四代核能系统安全特性模块式高温气冷堆商用规模示范电站。

2016年1月,中国与沙特签订了《沙特高温气冷堆项目合作谅解备忘录》。这标志着在“十三五”的开局之年,中国自主研发的第四代核电“高温气冷堆”项目实现了“走出去”的首次突破。

同年,60万千瓦高温气冷堆核电技术方案发布,我国高温气冷堆技术进入商用阶段。

(三)核电装机容量及消费增长量

根据《BP世界能源统计年鉴报告》,2016年,中国核能消费量为4820万吨油当量,较上年增长24.5%,占世界核能消费比重为8.1%。

中国核能行业协会发布的《2016年我国核电运行情况报告》显示,2016年,我国共有7台核电机组投运。至此,全国建成并投入商运的核电机组达35台,运行装机容量达3363万千瓦,占全国电力装机约2.04%。2016年核电累计发电量为2105.19亿千瓦时,约占全国累计发电量的3.56%,比2015年上升25.07%。2017年,中国大陆在运核电机组36台、在建机组20台,总装机容量约5693.5万千瓦。

根据国家能源局发布的2017年能源工作指导意见,年内将新增核电装机规模641万千瓦,届时,我国核电装机容量将突破4000万千瓦。扎实推进三门3、4号机组,宁德5、6号机组,漳州1、2号机组,惠州1、2号机组等项目前期工作,项目规模986万千瓦。随着新机组的核准开工以及自主核电技术的加速布局,我国将进入核电规模化、自主化、系统化发展新的加速期。

(四)核应急

核应急是为了控制核事故、缓解核事故、减轻核事故后果而采取的不同于正常秩序和正常工作程序的紧急行为,是政府主导、企业配合、各方协同、统一开展的应急行动。核应急事关重大、涉及全局,对于保护公众、保护环境、保障社会稳定、维护国家安全具有重要意义。

中国始终把核安全放在和平利用核能事业首要位置,坚持总体国家安全观,倡导理性、协调、并进的核安全观,秉持为发展求安全、以安全促发展的理念,始终追求发展和安全两个目标有机融合。半个多世纪以来,中国人民奋发图强、历尽艰辛,创建发展核能事业并取得辉煌成就。同时,不断改进核安全技术,实施严格的核安全监管,加强核应急管理,核能事业始终保持良好安全记录。

(五)中国核能发展

“十三五”期间,中国核工业将实施以示范快堆为代表的先进核能系统工程、乏燃料后处理科研专项、空间核动力科技示范工程等一批重大项目。作为世界核能发展的重要组成部分,中国核能事业进入了一个新的发展阶段,在实现自身优化能源结构、促进解决社会发展的同时,正在成为核电发展的中心,也将为全球核能发展注入强劲的动力。

2020年,我国核电运行和在建装机将达到8800万千瓦,包括第三代核电技术在内的科技创新成果已领先国际先进水平,正逐步成为世界核电的产业中心。

目前,中国在运核电机组位列世界第四位,在建核电机组位列第一位。具有自主知识产权的华龙一号三代核电技术在国内外落地,中国实验快堆成功并网发电,高温气冷堆示范电站和CP1400国家重大科技示范工程进展顺利,核燃料循环关键技术实现升级换代,中国的核工业发展受到世界瞩目。

中国的核电装备制造水平也持续大幅度提升,已形成每年8套核电主设备制造的硬件生产能力,建设安装能力可以同时满足开工30台及以上核电机组的需求,可以为中国乃至世界核电持续发展提供坚强的支撑。

下一步,中国将继续深入实施创新驱动发展战略,完善核能领域科技研发体系,大力支持诸如小型堆第四代核能系统、核能综合利用和燃料循环与后处理等领域的科研工作,使核能为建设美丽中国贡献更多力量。

在国际合作方面,经过几十年发展,中国不仅可以为世界各国提供先进的核电技术,也可以在高端装备制造,核电站建设施工、运行技术支持,具有竞争力的融资等多领域提供优质服务。中国也将持续通过双边和多边机制,加强与世界各国的交流,共同分享中国核电发展的先进技术和成熟经验,共同推进核能和平利用,为保护环境、促进人类进步与繁荣作出贡献。

二、项目案例

1.2016年1月,中国与沙特签订了《沙特高温气冷堆项目合作谅解备忘录》。

2.2016年5月31日,采用我“华龙一号”技术的巴基斯坦卡拉奇项目3号机正式开工建设。

3.2016年9月29日,中广核集团与法国电力集团正式签署英国核电项目一揽子合作协议,并与英国政府签署了欣克利角项目收入及投资保障等政府协议,标志着该项目的实质性启动。

4.2016年11月8日,中俄共同发表《两国政府首脑关于深化核能领域战略合作的联合声明》。

5.2016年12月28日,由中核集团援建的巴基斯坦恰希玛核电站3号机组正式投入商运。

6.2017年1月,华龙一号技术正式启动英国通用技术评审(GDA)。

7.2017年3月29日,中泰两国签署《中华人民共和国政府和泰王国政府和平利用核能合作协定》。

三、 世界核电发展情况

截至2016年1月,全世界共有位于30多个国家的442个核反应堆用于发电,另有66座在建核电站。现在,439个核反应堆大约供应全球大约16%的电能。2012年,全世界10.9%的电能供应来自核电站。2014年,世界上有13个国家依靠核能提供至少四分之一的总发电量。

1985年至2016年,世界核反应堆发展数据如下:

资料来源:IAEA《世界核反应堆2017年度报告》

四、相关文件

1.《核电中长期发展规划(2005-2020)》,中国国家发展和改革委员会,2007年。

2.《中国的核应急》白皮书,中国国务院新闻办公室,2016.

3.《“十三五”核工业发展规划》,国防科工局,2017年。

4.中国核安全法律法规包括:《放射性污染防治法》、《民用核设施安全监督管理条例》、《核电厂核事故应急管理条例》、《核材料管制条例》、《民用核安全设备监督管理条例》、《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》、《放射性物品运输安全管理条例》、《放射性废物安全管理条例》等。

5.《核安全行动计划》,国际原子能机构,2011年。

(根据国家能源局网站、人民网等相关资料整理)  

 

编辑:陈建凤

 

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