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,核電總裝機容量3.7億千瓦,年發電量常年約占世界發電量的16%,近年占14%。核電是當今世界上大規模可持續供應的主要能源之一。
我國核電發展現狀
自從我國首座自主設計建造的秦山核電站于1991年12月15日實現首次并網發電以來,截至2014年5月,我國大陸已建成并運行19臺核電機組和一座實驗快堆,裝機容量1704萬千瓦,在建的核電機組29臺,裝機容量3188萬千瓦。
2011年3月發布的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》提出“要在確保安全的基礎上高效發展核電”。
2012年10月,國務院通過的《核電中長期發展規劃(2011~2020)》提出,到2020年,裝機容量將達到5800萬千瓦,在建3000萬千瓦。
不過,目前我國核電發電量只占全國總發電量的2.1%,與世界平均水平仍有較大差距,應繼續發展核電,利用核電技術裝備的后發優勢,堅持核電的可持續發展。
我國核電發展新局面
近年來,核電發展也出現了一些新的局面,尤其是福島事故后,對于核電安全要求的升級,中國核電的發展圍繞三代和四代技術,以及走出去的戰略出現了一些核能發展的新局面。
第三代核能技術主要有引進西屋公司的AP1000,以及中國兩大核電企業中國廣核集團和中國核工業集團聯合開展的華龍一號的研究;
第四代核能技術國際論壇(GIF)是為滿足全球未來能源需求而建立的國際合作框架,其主要任務是就六個國際公認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個合作研究領域。
從 AP1000到CAP1400/1700(三代)
AP1000作為目前世界上最先進的第三代壓水堆技術,它的安全系統大多采用了非能動的技術,不僅使核電站的安全系數大為增強,而且使電廠設計得到簡化。
當前我國“國家核電”牽頭成功引進第三代核電AP1000先進技術,組織完成在浙江三門核電站、山東海陽核電站建設的三代核電自主化依托項目4臺核電機組的工程建造任務,推動實現我國核電裝備關鍵設備的國產化和自主化,創新并形成中國自主品牌的大型先進壓水堆核電站技術,走出一條“標準化設計、工廠化預制、模塊化施工、專業化管理、自主化建設”的核電建設新路子。
根據已經確立的相關方案,“國家核電”的自主化戰略將分為三個步驟:
第一步,外方為主,我方全面參與。建成首批4臺AP1000核電機組。
第二步,以我為主,外方支持。依托相關項目,以中方為主開展工程設計、設備制造和工程建設,西屋聯合體參與并承擔部分責任,全面完成AP1000技術的吸收和消化過程。
第三步,全面完成自主創新設計。通過“引進、消化、吸收和再創新”,用數年的時間形成具有自主知識產權的大型先進壓水堆核電站技術,完成示范核電機組建設,開始批量建設中國自主技術品牌的大型先進壓水堆核電站。確立我國在第三代核電技術研發領域的先進地位。
華龍一號(三代)
華龍一號由中國廣核集團和中國核工業集團聯合開展研究,設計方案已經基本成型,具備開工建設的條件。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審評。
“華龍一號”融合了國際最先進的“能動與非能動相結合”設計理念,各項技術指標全面達到全球最新安全要求,滿足美國、歐洲三代技術標準,是中國目前具有完全自主知識產權的核電技術。
高溫氣冷堆(四代)
高溫氣冷堆是目前國際上最先進的核能系統,被公認是唯一可最先進入商業化的第四代核能系統,也是目前世界上各種反應堆中最安全的一種堆型,在技術上能夠保證在任何情況下都不會發生堆芯熔毀事故。
“大型先進壓水堆及高溫氣冷堆核電站”是我國16個國家重大科技專項中唯一的核電項目,當前尚處于示范階段,一旦示范成功,國內有望在內陸地區、中小城市建設高溫氣冷堆核電站,還可以對外出口,經濟效益將會呈幾何級放大。
快中子反應堆(四代)
我國實驗快堆工程屬于“863計劃”國家重點實驗性核反應堆工程,是我國原子能科學研究院自主研發的第一座快中子反應堆。
2010年7月21日,我國實驗快堆首次達到臨界。2012年11月,我國實驗快堆工程通過科技部驗收。
實驗快堆的建成標志著我國核能發展“壓水堆-快堆-聚變堆”三步走戰略中的第二步取得了重大突破,也標志著我國在四代核電技術研發方面進入國際先進行列。
我國已成為世界上少數擁有快堆技術的幾個國家之一。
超臨界水冷堆(四代)
超臨界水堆是六種第四代核反應堆中唯一以輕水做冷卻劑的反應堆,它是在現有水冷反應堆技術和超臨界火電技術基礎上發展起來的革新設計。
與目前運行的水冷堆相比,它具有系統簡單、裝置尺寸小、熱效率高、經濟性和安全性更好的特點。
在巴黎召開的第四代核能系統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國際論壇超臨界水冷堆系統的協議。這標志著由我國核動力研究設計院牽頭、協調組織國內相關單位代表中國參加第四代核能系統國際論壇超臨界水冷堆系統取得了實質性進展。
漂浮核電站
俄羅斯總統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。俄羅斯戰略與技術分析中心專家卡申認為,這一項目進入實施階段將對我國海軍的建設具有重大意義。
總之,目前我國核電的發展如萬物復蘇的春季,生機勃勃;另一方面,我國核電的堆型種類齊全,二、三、四代核電技術并存,這也對核電的安全發展提出了很高的要求,對核能從業人員也提出了新的挑戰。