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國産三代核電站迎開工潮 可防止福島核事故重演

  • 發佈時間:2015-12-14 11:47:03  來源:中國網財經  作者:佚名  責任編輯:李春暉

  中國網財經12月14日訊(記者 李春暉) 記者近日從中核集團、國家核電、中廣核方面獲悉,國産第三代核電站建設取得重要進展:具有自主智慧財産權的“華龍一號”技術首堆福清5號機組自5月開工以來,進度喜人,預計25個月工期的土建階段工程有望提前至23個月完成;防城港二期也將採用“華龍一號”技術,有望于12月份開工;而同樣具有自主智慧財産權、安全系統整體採用最先進的非能動技術的CAP1400也于近日進行最後一輪評審,有望于明年三月正式開工。至此,國産第三代核電技術將迎來全面的蓬勃發展期。

  2011年福島核事故之後,全球核電行業一度陷入了停滯與收縮,中國也曾暫停新項目審批、並進行大範圍的核電檢修與安全升級。目前,中國核電技術尤其是自主研發的第三代核電技術,已經可以完全應對類似福島核事故的極端情況。多家核電企業的負責人都明確表示,福島核事故不會在中國重演。

  “第三代核電”時代來臨

  12月8日,國新辦聯合國家能源局、國家核安全局、國家核應急辦等單位共同舉辦“走進中國核電企業”發佈會,國家能源局核電司司長劉寶華通報了“十二五”以來,中國核電事業取得的長足發展。截止目前,中國大陸地區已有運作核電機組27台,裝機容量2550萬千瓦,較“十二五”初期新增14台機組、1470萬千瓦裝機容量,實現了裝機容量的翻一番還多。截止目前,我國大陸地區在建核電機組24台,裝機容量2636萬千瓦,在建規模世界第一。

  劉寶華透露,能源局正在研究編制核電“十三五”規劃。而根據此前發佈的核電中長期發展規劃,到2020年,我國運作核電裝機達到5800萬千瓦,在建3000萬千瓦左右。

  在未來的核電建設中,第三代核電技術無疑將成為主角。

  第三代核電站與第二代核電站相比具有更好的安全性與經濟性,具有預防和緩解嚴重事故的能力,目前正開始商業化建設。第三代核電站的主要機型有美國西屋公司的AP1000,美國GE公司的ESBWR,俄羅斯的WER,法國阿海琺的EPR,以及中國自主研發的“華龍一號”和CAP1400。

  中國在三代核電技術的研發和應用方面,走在世界前列。2015年5月7日,我國具有自主智慧財産權的“華龍一號”百萬千瓦核電機組在福清核電順利開工,也使中國成為繼美國、法國、俄羅斯之後,又一個具有獨立自主的三代核電技術的國家,躋身先進核電技術行列。

  “華龍一號”由中核集團和中廣核集團聯合研發,具有自主智慧財産權,採用能動與非能動相結合的設計理念,單臺機組的輸出功率達115萬千瓦。今年12月,“華龍一號”的又一示範工程、中廣核防城港二期工程將開工。

  中國另一項具有自主智慧財産權的第三代核電技術CAP1400,是由國家核電技術公司在引進消化吸收美國AP1000核電技術基礎上,應用非能動設計理念,通過重大專項科研,實現再創新的第三代核電技術成果。

  CAP1400單臺機組的輸出功率達到了150萬千瓦,比通常的百萬千瓦核電廠的發電能力高出50%。CAP1400于近日進行最後一輪評審,有望于明年三月正式開工,選址為山東榮成。

  2015年是中國核電里程碑式的一年,這一年裏,二代核電陸續收官,國産三代核電示範項目陸續開工。可以説從2015年起,中國核電新開工項目即將全面進入“三代”時代。

  “國産化率85%”是怎樣煉成的

  伴隨著中國第三代核電自主研發能力發展起來的,還有中國的核電裝備製造能力。1987年大亞灣核電站建設的時候,國産化率只有1%,連建設需要的水泥、瓷磚都需要進口。而現在,“華龍一號”、CAP1400這些第三代核電技術的國産化率都達到85%。

  2004年時,黨中央、國務院決定引進第三代核電技術,招標工作歷時兩年多,上百名專家參與,最終通過專家投票決定引進的核電技術路線為美國西屋的AP1000。可以説,關於引進AP1000的決策過程,是集中行業智慧的民主而科學的決策過程。

  為了給再創新留有餘地,中方堅持在合同中寫明在AP1000基礎上作出重大改進和再開發的堆型,擁有自主智慧財産權。最後經過艱難的談判,西屋方面提出折中方案,即如中方自己開發的非能動大型壓水堆功率超過135萬千瓦,則中方擁有自主智慧財産權,可以對第三國出口。

  2007年,上海核工院整建制劃歸國家核電技術公司,成為我國引進消化吸收第三代先進核電技術AP1000並在此基礎上實現再創新的技術主體,負責大型先進壓水堆核電站重大專項CAP1400的研究開發和總體設計。

  2008年,黨中央國務院將大型先進壓水堆核電站研發列為十六項國家科技“重大專項”之一,旨在通過研發具有自主智慧財産權的CAP1400核電技術,帶動中國核電裝備製造業形成國際主流市場的競爭能力。

  為突破135萬千瓦凈功率出口限制條款,上海核工院在型號設計頂層方案中提出了根本性創新:增加了鋼安全殼厚度直徑,擴大主管道和增加蒸汽發生器流通面積,主泵流量增加到21%,反應堆堆芯從157盒燃料組件變成了193盒燃料組件,優化整個回路的流通特性等等。

  而為了將這些設計理念工業化,在國家“重大專項”和新型舉國體制推動下,國內設備製造商技術攻關,實現了從不會到會、從二代設備向三代設備的跨越:突破了鋼制安全殼、反應堆壓力容器、蒸汽發生器、大鍛件等關鍵設備和材料設計製造,形成了一批具有先進技術、工藝、品質、管理水準的優秀核電裝備製造企業。

  可以説,國家重大專項的支援為中國核電先進設計理念的工業化、以及核電裝備製造水準的提升起了至關重要的作用。“如果沒有這個重大專項,國內很多堆型不能落實。”國家核電副總經理、上海核工院院長鄭明光稱,“現在我們國內很多製造廠都能做三代設備了。”

  目前,國內配套産業和資源已具備支撐每年在國際國內市場新開工建設10~12台核電機組的綜合能力。“華龍一號”、CAP1400這些第三代核電技術的國産化率都達到了85%。“華龍一號”總設計師邢繼稱:“強大的國産化能力的支撐,能為中國核電走出去起到很大的作用。”

  至於為何不是100%國産,邢繼表示,並沒有刻意追求100%國産化,“關鍵設備已經都能國産化,但考慮到核電發展的全球化環境,部分部件上還是選擇國際合作的方式。”邢繼稱。

  從另一角度來説,最初從美國西屋引進的AP1000依託項目三門1號機組,雖然因為設計固化、美方設備製造等問題,工期延長了三年多,但是正是基於這一依託項目的建設實踐,我國才能掌握三代核電研發設計、工程建設和設備製造技術,才能在三代核電工程建設領域走上世界前列。

  可以説,三門1號機組工程雖然屢屢延期,但其對中國三代核電發展的作用仍然不可能磨滅。另外,中國網財經記者從國家核電獲悉,三門1號機組建設中遇到的問題已經得到解決,備受行業內外關注的遮罩主泵已經發運,將於12月底運抵工程現場。三門1號機組計劃於今年年底前開始冷態調試,明年年底前並網發電。

  能應對極端外部條件 可防止福島核事故重演

  人類核電事業發展至今,曾經出現過三次嚴重的核電事故:1979年的美國三里島核電事故,1986年的前蘇聯切爾諾貝利事故,以及2011年的日本福島核電事故。前兩起事故的發生原因,主要是設計上、管理上對發生嚴重事故的可能性認識不足,而福島核事故則主要是因為對自然災害的嚴酷程度認識不足。

  福島核事故後,全球核電行業陷入短暫低潮:德國、瑞士、義大利相繼宣佈放棄核電,美國法國核電政策不變,但都加強了投運核電機組的安全監管。中國也進行了大範圍的核電檢修與安全升級,同時在第三代核電技術研發中加入更高的安全標準。

  福島核事故的發生主要是因為海嘯引發核電廠斷電,堆芯喪失冷卻能力,最終導致核物質外泄。而目前中國自主研發的第三代核電技術“華龍一號”、CAP1400已經充分汲取福島核事故經驗反饋,引入了非能動技術,加強了全廠斷電事故的應對能力,杜絕了福島核事故在中國核電站重演的可能性。

  何為能動與非能動?簡單來説,能動就是需要外部電源驅動,而非能動依靠自然機理的作用,如重力、預置力與能量、溫度差、密度差、或兩者結合,導出堆芯的餘熱。非能動技術一般具有固有安全性能,運作維護簡單,備品備件少、費用低,可靠性高。

  “華龍一號”在能動設計的基礎之上,增加了非能動的事故處理措施,做到能動與非能動相結合,可以在失去動力源的情況下,依靠重力、利用自然迴圈,將堆心預熱排出,避免福島核事故的重演。“華龍一號”還採用了雙層安全殼設計,能抵禦商用大飛機的撞擊。

  CAP1400整體採用非能動設計,能夠有效應對地震、颶風、大飛機撞擊、全廠失去外電源等極端事件。

  世界核電正在走出福島的陰影,“中國在核能的安全發展上,已經走在世界前列,一方面是在安全技術的創新上,另一方面是在安全標準的制定上。”邢繼稱,“福島核事故後我們所做出的改進行動,是全球最具體、最早、最快的。”

  中國“第三代核電”積極走出去 全球範圍多點開花

  完整的自主智慧財産權、完全滿足三代核電的技術標準和安全要求,完整的核電裝備産業鏈、世界先進的裝備製造水準,以及國家“一帶一路”戰略所提供的政策機遇,這些都為中國核電“走出去”提供了強大助力,今年以來,中國第三代核電出口在世界範圍內“多點開花”。

  2015年8月20日,“華龍一號”首次走出國門,成功落地巴基斯坦,在卡拉奇建設1台機組。

  10月21日,中廣核與法國EDF簽訂英國三大新建核電項目投資協議,共同興建欣克利角C核電項目,並共同推進塞茲韋爾C和布拉德韋爾B兩大後續核電項目,其中布拉德韋爾B項目擬採用“華龍一號”技術。

   11月15日,中核集團與阿根廷核電公司正式簽署阿根廷重水堆核電站商務合同、壓水堆核電站框架合同,標誌著中核集團將與阿根廷核電公司合作建設阿根廷第四、第五座核電站,“華龍一號”核電技術落地阿根廷。

  可見“華龍一號”已經成為中國第三代核電站走出去的重要名片。另外,CAP1400“走出去”也是成果頗豐。

  國家核電和西屋公司于2014年11月24日與土耳其方簽署了土耳其第三核電廠建設的排他性合作備忘錄。根據備忘錄,國家核電和西屋公司組成聯隊將為土耳其建造“2台AP1000+2台CAP1400”的核電項目。

  2015年12月2日,習近平主席在訪問南非期間,與南非總統祖馬一同見證了國家核電與南非核能集團簽署《CAP1400項目管理合作協議》。根據協議,南非核能集團將組織南非核電項目管理人員到CAP1400示範工程現場進行培訓,國家核電將為南非培養CAP1400技術的高級項目管理人才。該協議的簽署對深化兩國核電合作、推進CAP1400南非項目開發具有重要意義。

  核電“走出去”將為中國核電企業帶來巨大經濟效益。據研究,每出口一台核電機組,需要8萬餘臺套設備,200余家企業參與製造和建設,可創造約15萬個就業機會,單臺機組投資約300億元,考慮到天然鈾、核燃料、運維、退役等全産業鏈的貢獻,單臺機組全壽期直接帶動約1000億元。

  而“一帶一路”戰略為中國核電出口提供了重要機遇。專家測算,如果我國能夠獲得“一帶一路”沿線20%的市場份額,即約30台海外市場機組,將直接産生近1萬億産值,創造500萬個就業機會,全壽期將産生約3萬億産值。

  中核集團總經理錢智民表示:“在“一帶一路”的沿線國家大概有接近40個國家準備發展核電的,假如把他們的核電規劃來做一個統計,假如我們能佔到百分二十的市場的話,我們就可以拿到30台的核電機組,這30台核電機組,這對於帶動我們國家的産業是非常大的。”

  “核電多了,霧霾就少了”

  12月8日“走進中國核電企業”發佈會召開的這天,正值北京啟動首個霧霾紅色預警。窗外混沌朦朧的世界,讓窗內參加發佈會的人感受到了發展清潔能源、發展核電的緊迫性。“核電多了,霧霾就少了。”一位與會的領導感慨道。

  中國是世界上最大的能源消費國,生産和消費了全球一半的煤炭,是全球最大的CO2排放國之一,2013、2014年北京空氣優良天數約為全年一半。而隨著中國經濟的快速發展、城鎮化、工業化,使能源需求不斷增加,發展清潔能源的需求就更為迫切。

  根據“中美氣候變化聯合聲明”,2020年,非化石能源佔一次能源消費比重要達到15%;2030年,二氧化碳排放要達到峰值,非化石能源佔比要提高到20%(截止目前,非化石能源佔一次能源消費11.4%),這主要靠核電、水電、新能源等清潔能源的有力支撐。

  對比風電、水電、太陽能這幾種清潔能源,風能太陽能發電智慧電網和儲能設施的要求比較高,這也是多地頻頻發生“棄風”、“棄光”現象的主要原因。而水電則受到地形地勢的局限。相比之下,發展核電的可行性更大。

  2014年中國核電發電量佔到全國總發電量的比重為2.39%,而法國達到75%左右;美、俄、德、韓等國核電發電量佔比均在20%左右。可見中國的核電發電量佔比照發達國家還有一定差距。

  核電是一種高效的清潔能源,核電廠所消耗的核燃料比同樣功率的火電廠所消耗的化石燃料要少得多。同樣是100萬千瓦的裝機容量,火電廠需要的燃料每天都要一列40節車廂的火車運送,而核電廠所需要的燃料一年只需要一輛重卡即可。二者相差10萬倍。

  同時,核電也是安全的能源。民眾無需擔心核電廠會像原子彈那樣爆炸,原子彈的核裝料中鈾含量高達90%,而核電廠的核燃料中鈾含量僅3%。這就像酒精和低度啤酒的區別,前者可以被點燃,後者因為酒精含量低而永遠不會被點燃。

  “核能不是一種額外的風險,它替代了其他能源的我們需要承擔的代價,而核能的風險是可控的。”華龍一號總設計師邢繼表示。

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