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，國產(chǎn)第三代核電站建設(shè)取得重要進展：具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“華龍一號”技術(shù)首堆福清5號機組自5月開工以來，進度喜人，預(yù)計25個月工期的土建階段工程有望提前至23個月完成；防城港二期也將采用“華龍一號”技術(shù)，有望于12月份開工；而同樣具有自主知識產(chǎn)權(quán)、安全系統(tǒng)整體采用最先進的非能動技術(shù)的CAP1400也于近日進行最后一輪評審，有望于明年三月正式開工。至此，國產(chǎn)第三代核電技術(shù)將迎來全面的蓬勃發(fā)展期。
2011年福島核事故之后，全球核電行業(yè)一度陷入了停滯與收縮，中國也曾暫停新項目審批、并進行大范圍的核電檢修與安全升級。目前，中國核電技術(shù)尤其是自主研發(fā)的第三代核電技術(shù)，已經(jīng)可以完全應(yīng)對類似福島核事故的極端情況。多家核電企業(yè)的負(fù)責(zé)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(lián)合國家能源局、國家核安全局、國家核應(yīng)急辦等單位共同舉辦“走進中國核電企業(yè)”發(fā)布會，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(yè)取得的長足發(fā)展。截止目前，中國大陸地區(qū)已有運行核電機組27臺，裝機容量2550萬千瓦，較“十二五”初期新增14臺機組、1470萬千瓦裝機容量，實現(xiàn)了裝機容量的翻一番還多。截止目前，我國大陸地區(qū)在建核電機組24臺，裝機容量2636萬千瓦，在建規(guī)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(guī)劃。而根據(jù)此前發(fā)布的核電中長期發(fā)展規(guī)劃，到2020年，我國運行核電裝機達到5800萬千瓦，在建3000萬千瓦左右。
在未來的核電建設(shè)中，第三代核電技術(shù)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(jīng)濟性，具有預(yù)防和緩解嚴(yán)重事故的能力，目前正開始商業(yè)化建設(shè)。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(fā)的“華龍一號”和CAP1400。
中國在三代核電技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用方面，走在世界前列。2015年5月7日，我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)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、俄羅斯之后，又一個具有獨立自主的三代核電技術(shù)的國家，躋身先進核電技術(shù)行列。
“華龍一號”由中核集團和中廣核集團聯(lián)合研發(fā)，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，采用能動與非能動相結(jié)合的設(shè)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”的又一示范工程、中廣核防城港二期工程將開工。
中國另一項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的第三代核電技術(shù)CAP1400，是由國家核電技術(shù)公司在引進消化吸收美國AP1000核電技術(shù)基礎(chǔ)上，應(yīng)用非能動設(shè)計理念，通過重大專項科研，實現(xiàn)再創(chuàng)新的第三代核電技術(shù)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(fā)電能力高出50%。CAP1400于近日進行最后一輪評審，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，這一年里，二代核電陸續(xù)收官，國產(chǎn)三代核電示范項目陸續(xù)開工。可以說從2015年起，中國核電新開工項目即將全面進入“三代”時代。
“國產(chǎn)化率85%”是怎樣煉成的
伴隨著中國第三代核電自主研發(fā)能力發(fā)展起來的，還有中國的核電裝備制造能力。1987年大亞灣核電站建設(shè)的時候，國產(chǎn)化率只有1%，連建設(shè)需要的水泥、瓷磚都需要進口。而現(xiàn)在，“華龍一號”、CAP1400這些第三代核電技術(shù)的國產(chǎn)化率都達到85%。
2004年時，黨中央、國務(wù)院決定引進第三代核電技術(shù)，招標(biāo)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(shù)路線為美國西屋的AP1000。可以說，關(guān)于引進AP1000的決策過程，是集中行業(yè)智慧的民主而科學(xué)的決策過程。
為了給再創(chuàng)新留有余地，中方堅持在合同中寫明在AP1000基礎(chǔ)上作出重大改進和再開發(fā)的堆型，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。最后經(jīng)過艱難的談判，西屋方面提出折中方案，即如中方自己開發(fā)的非能動大型壓水堆功率超過135萬千瓦，則中方擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，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(shù)公司，成為我國引進消化吸收第三代先進核電技術(shù)AP1000并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)再創(chuàng)新的技術(shù)主體，負(fù)責(zé)大型先進壓水堆核電站重大專項CAP1400的研究開發(fā)和總體設(shè)計。
2008年，黨中央國務(wù)院將大型先進壓水堆核電站研發(fā)列為十六項國家科技“重大專項”之一，旨在通過研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CAP1400核電技術(shù)，帶動中國核電裝備制造業(yè)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(shè)計頂層方案中提出了根本性創(chuàng)新：增加了鋼安全殼厚度直徑，擴大主管道和增加蒸汽發(fā)生器流通面積，主泵流量增加到21%，反應(yīng)堆堆芯從157盒燃料組件變成了193盒燃料組件，優(yōu)化整個回路的流通特性等等。
而為了將這些設(shè)計理念工業(yè)化，在國家“重大專項”和新型舉國體制推動下，國內(nèi)設(shè)備制造商技術(shù)攻關(guān)，實現(xiàn)了從不會到會、從二代設(shè)備向三代設(shè)備的跨越：突破了鋼制安全殼、反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、大鍛件等關(guān)鍵設(shè)備和材料設(shè)計制造，形成了一批具有先進技術(shù)、工藝、質(zhì)量、管理水平的優(yōu)秀核電裝備制造企業(yè)。
可以說，國家重大專項的支持為中國核電先進設(shè)計理念的工業(yè)化、以及核電裝備制造水平的提升起了至關(guān)重要的作用。“如果沒有這個重大專項，國內(nèi)很多堆型不能落實。”國家核電副總經(jīng)理、上海核工院院長鄭明光稱，“現(xiàn)在我們國內(nèi)很多制造廠都能做三代設(shè)備了。”
目前，國內(nèi)配套產(chǎn)業(yè)和資源已具備支撐每年在國際國內(nèi)市場新開工建設(shè)10～12臺核電機組的綜合能力。“華龍一號”、CAP1400這些第三代核電技術(shù)的國產(chǎn)化率都達到了85%。“華龍一號”總設(shè)計師邢繼稱：“強大的國產(chǎn)化能力的支撐，能為中國核電走出去起到很大的作用。”
至于為何不是100%國產(chǎn)，邢繼表示，并沒有刻意追求100%國產(chǎn)化，“關(guān)鍵設(shè)備已經(jīng)都能國產(chǎn)化，但考慮到核電發(fā)展的全球化環(huán)境，部分部件上還是選擇國際合作的方式。”邢繼稱。
從另一角度來說，最初從美國西屋引進的AP1000依托項目三門1號機組，雖然因為設(shè)計固化、美方設(shè)備制造等問題，工期延長了三年多，但是正是基于這一依托項目的建設(shè)實踐，我國才能掌握三代核電研發(fā)設(shè)計、工程建設(shè)和設(shè)備制造技術(shù)，才能在三代核電工程建設(shè)領(lǐng)域走上世界前列。
可以說，三門1號機組工程雖然屢屢延期，但其對中國三代核電發(fā)展的作用仍然不可能磨滅。另外，記者從國家核電獲悉，三門1號機組建設(shè)中遇到的問題已經(jīng)得到解決，備受行業(yè)內(nèi)外關(guān)注的屏蔽主泵已經(jīng)發(fā)運，將于12月底運抵工程現(xiàn)場。三門1號機組計劃于今年年底前開始冷態(tài)調(diào)試，明年年底前并網(wǎng)發(fā)電。
能應(yīng)對極端外部條件 可防止福島核事故重演
人類核電事業(yè)發(fā)展至今，曾經(jīng)出現(xiàn)過三次嚴(yán)重的核電事故：1979年的美國三里島核電事故，1986年的前蘇聯(lián)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(fā)生原因，主要是設(shè)計上、管理上對發(fā)生嚴(yán)重事故的可能性認(rèn)識不足，而福島核事故則主要是因為對自然災(zāi)害的嚴(yán)酷程度認(rèn)識不足。
福島核事故后，全球核電行業(yè)陷入短暫低潮：德國、瑞士、意大利相繼宣布放棄核電，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(jiān)管。中國也進行了大范圍的核電檢修與安全升級，同時在第三代核電技術(shù)研發(fā)中加入更高的安全標(biāo)準(zhǔn)。
福島核事故的發(fā)生主要是因為海嘯引發(fā)核電廠斷電，堆芯喪失冷卻能力，最終導(dǎo)致核物質(zhì)外泄。而目前中國自主研發(fā)的第三代核電技術(shù)“華龍一號”、CAP1400已經(jīng)充分汲取福島核事故經(jīng)驗反饋，引入了非能動技術(shù)，加強了全廠斷電事故的應(yīng)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？簡單來說，能動就是需要外部電源驅(qū)動，而非能動依靠自然機理的作用，如重力、預(yù)置力與能量、溫度差、密度差、或兩者結(jié)合，導(dǎo)出堆芯的余熱。非能動技術(shù)一般具有固有安全性能，運行維護簡單，備品備件少、費用低，可靠性高。
“華龍一號”在能動設(shè)計的基礎(chǔ)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(jié)合，可以在失去動力源的情況下，依靠重力、利用自然循環(huán)，將堆心預(yù)熱排出，避免福島核事故的重演。“華龍一號”還采用了雙層安全殼設(shè)計，能抵御商用大飛機的撞擊。
CAP1400整體采用非能動設(shè)計，能夠有效應(yīng)對地震、颶風(fēng)、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(fā)展上，已經(jīng)走在世界前列，一方面是在安全技術(shù)的創(chuàng)新上，另一方面是在安全標(biāo)準(zhǔn)的制定上。”邢繼稱，“福島核事故后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 全球范圍多點開花
完整的自主知識產(chǎn)權(quán)、完全滿足三代核電的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全要求，完整的核電裝備產(chǎn)業(yè)鏈、世界先進的裝備制造水平，以及國家“一帶一路”戰(zhàn)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范圍內(nèi)“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(shè)1臺機組。
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(xié)議，共同興建欣克利角C核電項目，并共同推進塞茲韋爾C和布拉德韋爾B兩大后續(xù)核電項目，其中布拉德韋爾B項目擬采用“華龍一號”技術(shù)。
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(wù)合同、壓水堆核電站框架合同，標(biāo)志著中核集團將與阿根廷核電公司合作建設(shè)阿根廷第四、第五座核電站，“華龍一號”核電技術(shù)落地阿根廷。
可見“華龍一號”已經(jīng)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(shè)的排他性合作備忘錄。根據(jù)備忘錄，國家核電和西屋公司組成聯(lián)隊將為土耳其建造“2臺AP1000+2臺CAP1400”的核電項目。
2015年12月2日，習(xí)近平主席在訪問南非期間，與南非總統(tǒng)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(xié)議》。根據(jù)協(xié)議，南非核能集團將組織南非核電項目管理人員到CAP1400示范工程現(xiàn)場進行培訓(xùn)，國家核電將為南非培養(yǎng)CAP1400技術(shù)的高級項目管理人才。該協(xié)議的簽署對深化兩國核電合作、推進CAP1400南非項目開發(fā)具有重要意義。
核電“走出去”將為中國核電企業(yè)帶來巨大經(jīng)濟效益。據(jù)研究，每出口一臺核電機組，需要8萬余臺套設(shè)備，200余家企業(yè)參與制造和建設(shè)，可創(chuàng)造約15萬個就業(yè)機會，單臺機組投資約300億元，考慮到天然鈾、核燃料、運維、退役等全產(chǎn)業(yè)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(zhàn)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臺海外市場機組，將直接產(chǎn)生近1萬億產(chǎn)值，創(chuàng)造500萬個就業(yè)機會，全壽期將產(chǎn)生約3萬億產(chǎn)值。
中核集團總經(jīng)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(zhǔn)備發(fā)展核電的，假如把他們的核電規(guī)劃來做一個統(tǒng)計，假如我們能占到百分二十的市場的話，我們就可以拿到30臺的核電機組，這30臺核電機組，這對于帶動我們國家的產(chǎn)業(yè)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(yè)”發(fā)布會召開的這天，正值北京啟動首個霧霾紅色預(yù)警。窗外混沌朦朧的世界，讓窗內(nèi)參加發(fā)布會的人感受到了發(fā)展清潔能源、發(fā)展核電的緊迫性。“核電多了，霧霾就少了。”一位與會的領(lǐng)導(dǎo)感慨道。
中國是世界上最大的能源消費國，生產(chǎn)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(yōu)良天數(shù)約為全年一半。而隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展、城鎮(zhèn)化、工業(yè)化，使能源需求不斷增加，發(fā)展清潔能源的需求就更為迫切。
根據(jù)“中美氣候變化聯(lián)合聲明”，2020年，非化石能源占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，非化石能源占比要提高到20%(截止目前，非化石能源占一次能源消費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(fēng)電、水電、太陽能這幾種清潔能源，風(fēng)能和太陽能發(fā)電對智能電網(wǎng)和儲能設(shè)施的要求比較高，這也是多地頻頻發(fā)生“棄風(fēng)”、“棄光”現(xiàn)象的主要原因。而水電則受到地形地勢的局限。相比之下，發(fā)展核電的可行性更大。
2014年中國核電發(fā)電量占到全國總發(fā)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(fā)電量占比均在20%左右。可見中國的核電發(fā)電量占比照發(fā)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(jié)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(dān)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(qū)別，前者可以被點燃，后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(fēng)險，它替代了其他能源的我們需要承擔(dān)的代價，而核能的風(fēng)險是可控的。”華龍一號總設(shè)計師邢繼表示。
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