核電是和平利用核能的重要形式。核電和火電、水電一起,是世界上三大電力支柱,截至2013年年底,核電總裝機(jī)容量3.7億千瓦,年發(fā)電量常年約占世界發(fā)電量的16%,近年占14%。核電是當(dāng)今世界上大規(guī)模可持續(xù)供應(yīng)的主要能源之一。
我國核電發(fā)展現(xiàn)狀
自從我國首座自主設(shè)計(jì)建造的秦山核電站于1991年12月15日實(shí)現(xiàn)首次并網(wǎng)發(fā)電以來,截至2014年5月,我國大陸已建成并運(yùn)行19臺核電機(jī)組和一座實(shí)驗(yàn)快堆,裝機(jī)容量1704萬千瓦,在建的核電機(jī)組29臺,裝機(jī)容量3188萬千瓦。
2011年3月發(fā)布的《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》提出“要在確保安全的基礎(chǔ)上高效發(fā)展核電”。
2012年10月,國務(wù)院通過的《核電中長期發(fā)展規(guī)劃(2011~2020)》提出,到2020年,裝機(jī)容量將達(dá)到5800萬千瓦,在建3000萬千瓦。
不過,目前我國核電發(fā)電量只占全國總發(fā)電量的2.1%,與世界平均水平仍有較大差距,應(yīng)繼續(xù)發(fā)展核電,利用核電技術(shù)裝備的后發(fā)優(yōu)勢,堅(jiān)持核電的可持續(xù)發(fā)展。
我國核電發(fā)展新局面
近年來,核電發(fā)展也出現(xiàn)了一些新的局面,尤其是福島事故后,對于核電安全要求的升級,中國核電的發(fā)展圍繞三代和四代技術(shù),以及走出去的戰(zhàn)略出現(xiàn)了一些核能發(fā)展的新局面。
第三代核能技術(shù)主要有引進(jìn)西屋公司的AP1000,以及中國兩大核電企業(yè)中國廣核集團(tuán)和中國核工業(yè)集團(tuán)聯(lián)合開展的華龍一號的研究;
第四代核能技術(shù)國際論壇(GIF)是為滿足全球未來能源需求而建立的國際合作框架,其主要任務(wù)是就六個(gè)國際公認(rèn)最有潛力的第四代核電站堆型——鈉冷快堆、鉛冷快堆、氣冷快堆、超臨界水冷堆、超高溫氣冷堆和熔鹽堆開展合作研究。
目前,我國已加入了超高溫氣冷堆、超臨界水冷堆和鈉冷快堆3個(gè)合作研究領(lǐng)域。
從 AP1000到CAP1400/1700(三代)
AP1000作為目前世界上最先進(jìn)的第三代壓水堆技術(shù),它的安全系統(tǒng)大多采用了非能動的技術(shù),不僅使核電站的安全系數(shù)大為增強(qiáng),而且使電廠設(shè)計(jì)得到簡化。
當(dāng)前我國“國家核電”牽頭成功引進(jìn)第三代核電AP1000先進(jìn)技術(shù),組織完成在浙江三門核電站、山東海陽核電站建設(shè)的三代核電自主化依托項(xiàng)目4臺核電機(jī)組的工程建造任務(wù),推動實(shí)現(xiàn)我國核電裝備關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化和自主化,創(chuàng)新并形成中國自主品牌的大型先進(jìn)壓水堆核電站技術(shù),走出一條“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化預(yù)制、模塊化施工、專業(yè)化管理、自主化建設(shè)”的核電建設(shè)新路子。
根據(jù)已經(jīng)確立的相關(guān)方案,“國家核電”的自主化戰(zhàn)略將分為三個(gè)步驟:
第一步,外方為主,我方全面參與。建成首批4臺AP1000核電機(jī)組。
第二步,以我為主,外方支持。依托相關(guān)項(xiàng)目,以中方為主開展工程設(shè)計(jì)、設(shè)備制造和工程建設(shè),西屋聯(lián)合體參與并承擔(dān)部分責(zé)任,全面完成AP1000技術(shù)的吸收和消化過程。
第三步,全面完成自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)。通過“引進(jìn)、消化、吸收和再創(chuàng)新”,用數(shù)年的時(shí)間形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型先進(jìn)壓水堆核電站技術(shù),完成示范核電機(jī)組建設(shè),開始批量建設(shè)中國自主技術(shù)品牌的大型先進(jìn)壓水堆核電站。確立我國在第三代核電技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域的先進(jìn)地位。
華龍一號(三代)
華龍一號由中國廣核集團(tuán)和中國核工業(yè)集團(tuán)聯(lián)合開展研究,設(shè)計(jì)方案已經(jīng)基本成型,具備開工建設(shè)的條件。8月22日,“華龍一號”通過國家能源局、國家核安全局牽頭組織的技術(shù)審評。
“華龍一號”融合了國際最先進(jìn)的“能動與非能動相結(jié)合”設(shè)計(jì)理念,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)全面達(dá)到全球最新安全要求,滿足美國、歐洲三代技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),是中國目前具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的核電技術(shù)。
高溫氣冷堆(四代)
高溫氣冷堆是目前國際上最先進(jìn)的核能系統(tǒng),被公認(rèn)是唯一可最先進(jìn)入商業(yè)化的第四代核能系統(tǒng),也是目前世界上各種反應(yīng)堆中最安全的一種堆型,在技術(shù)上能夠保證在任何情況下都不會發(fā)生堆芯熔毀事故。
“大型先進(jìn)壓水堆及高溫氣冷堆核電站”是我國16個(gè)國家重大科技專項(xiàng)中唯一的核電項(xiàng)目,當(dāng)前尚處于示范階段,一旦示范成功,國內(nèi)有望在內(nèi)陸地區(qū)、中小城市建設(shè)高溫氣冷堆核電站,還可以對外出口,經(jīng)濟(jì)效益將會呈幾何級放大。
快中子反應(yīng)堆(四代)
我國實(shí)驗(yàn)快堆工程屬于“863計(jì)劃”國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)性核反應(yīng)堆工程,是我國原子能科學(xué)研究院自主研發(fā)的第一座快中子反應(yīng)堆。
2010年7月21日,我國實(shí)驗(yàn)快堆首次達(dá)到臨界。2012年11月,我國實(shí)驗(yàn)快堆工程通過科技部驗(yàn)收。
實(shí)驗(yàn)快堆的建成標(biāo)志著我國核能發(fā)展“壓水堆-快堆-聚變堆”三步走戰(zhàn)略中的第二步取得了重大突破,也標(biāo)志著我國在四代核電技術(shù)研發(fā)方面進(jìn)入國際先進(jìn)行列。
我國已成為世界上少數(shù)擁有快堆技術(shù)的幾個(gè)國家之一。
超臨界水冷堆(四代)
超臨界水堆是六種第四代核反應(yīng)堆中唯一以輕水做冷卻劑的反應(yīng)堆,它是在現(xiàn)有水冷反應(yīng)堆技術(shù)和超臨界火電技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的革新設(shè)計(jì)。
與目前運(yùn)行的水冷堆相比,它具有系統(tǒng)簡單、裝置尺寸小、熱效率高、經(jīng)濟(jì)性和安全性更好的特點(diǎn)。
在巴黎召開的第四代核能系統(tǒng)國際論壇政策組會議上,我國政府簽署了加入第四代核能系統(tǒng)國際論壇超臨界水冷堆系統(tǒng)的協(xié)議。這標(biāo)志著由我國核動力研究設(shè)計(jì)院牽頭、協(xié)調(diào)組織國內(nèi)相關(guān)單位代表中國參加第四代核能系統(tǒng)國際論壇超臨界水冷堆系統(tǒng)取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
漂浮核電站
俄羅斯總統(tǒng)普京訪華期間簽署了《全面核電合作諒解備忘錄》,兩國決定合建漂浮核電站。俄羅斯戰(zhàn)略與技術(shù)分析中心專家卡申認(rèn)為,這一項(xiàng)目進(jìn)入實(shí)施階段將對我國海軍的建設(shè)具有重大意義。
總之,目前我國核電的發(fā)展如萬物復(fù)蘇的春季,生機(jī)勃勃;另一方面,我國核電的堆型種類齊全,二、三、四代核電技術(shù)并存,這也對核電的安全發(fā)展提出了很高的要求,對核能從業(yè)人員也提出了新的挑戰(zhàn)。