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对我国核电的认识

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对我国核电的认识

自20世纪50年代中期第一座商业核电站投产 以来,核电发展已历经50多年。根据国际原子能 机构(IAEA)2007年8月份最新统计的数据,全世 界正在运行的核电机组共有439台,总装机容量3.71 亿千瓦,这些核电机组已累计运行超过1万多堆年; 正在建造的核电机组有34台,总装机容量约

2710万千瓦。目前世界上有33个国家和地区有核 电厂发电,核电年发电量占世界总发电量的17%。 核电与水电、火电一起构成世界电源的三大支柱, 在世界能源结构中有着重要的地位。

我国是世界上少数几个拥有比较完整核工业体

系的国家之一。为推进核能的和平利用,20世纪70 年代国务院做出了发展核电的决定,经过30多年 的努力,我国核电从无到有,得到了很大的发展。 关于我国核电发展战略 若干问题的认识

明确到2020年,核电运行装机容量4000万千瓦,在 建核电容量1800万千瓦。这为我国核电产业的发 展带来了前所未有的机遇,也使其面临新的挑战。 积极推进核电建设,促使核电批量化、规模化、系 列化发展,将面临核电技术路线的统一确定、铀资 源的保障能力、放射性废物的处理处置、体制改革 和机制创新等方面的问题。下面对这几个问题作初 步分析。

1 关于我国核电发展的技术选择 问题

经过30多年的发展,我国掌握了一些国外核

电成熟的设计技术,能自主设计建设30万千瓦和60 万千瓦压水堆核电站,基本具备了设计建设二代改 进型百万千瓦级压水堆核电站的能力。目前世界上 核电技术已经发展到了第三代,与第一、第二代技 术相比,第三代核电站具有更大的单机容量、更高 的安全性以及更好的经济性。当前大规模发展核 电,如何处理好立足现有基础自主发展与引进、消 化、吸收、再创新的关系,是保障我国核电产业持 续快速发展的重大问题。

为实现2020年核电装机容量达到4000万千瓦

的目标,从现在起,每年要建设2~3个百万千瓦级 核电机组。对于新的核电机组发展路线,出现了两 种不同的意见。一种主张“一步跨越”,认为核电新 项目要高起点,直接引进“第三代”核电技术进行 批量建设,通过国际合作,一步跨入世界核电的技 术高端。如果不能“一步跨越”,就推迟上马。另一 种主张“两步走”,认为在积极引进国外“第三代” 核电技术的同时,充分利用我国现有的技术建设一 批“已有技术加改进”(即“二代加”)的核电机组, 既满足电力需求,又达到锻炼队伍、提高自主创新 能力的目的。即使顺利引进了国外“第三代”核电 技术,也还需要

经过一定时间的运行考验和对国外 技

术的消化吸收才能大规模推广。两种不同的意见 直接影响到我国当前的核电建设和今后十几年的核 电发展。

1.1 世界核电技术的改进是一个不断发展的 渐进过程

50年来,世界核电技术的发展大体上经历了以 下三个技术发展阶段:

20世纪五六十年代建设的原型堆和示范电站是 第一代,如美国的希平港压水堆核电站等。第一代 核电站验证了核电机组运行的安全性、可靠性,为 以后核电的大规模发展打下了基础。

20世纪80年代开始推广建设的商用核电站称

为第二代核电站,包括压水堆、沸水堆、重水堆、 气冷堆、石墨水堆等。第二代核电站在全球范围内 实现了标准化、系列化和批量建设。80年代以来, 各国不断发展一些新技术,在许多方面对原来的二 代技术进行了改进,但基本类型还是属于二代技 术。改进以后称为改进型二代技术(“二代加”)。目 前全世界运行的核电站绝大多数都属于二代技术。 1979年美国三里岛事故和1986年苏联切尔诺

贝利核事故后,核电机组的安全性引起人们的极大 关注。为了消除人们对核电站安全问题的担心,进 一步改善核电的经济性,美国电力研究所(EPRI)在 美国核管会(NRC)的支持下,制定了一个提高核 电厂安全性、改善核电经济性的“核电厂设计基础 核电规划

文件”,即适用于下一代轻水堆核电站设计的“用 户要求文件(URD)”。随后,欧洲国家共同制定了 类似的“欧洲用户要求文件(EUR)”。人们把符合 URD或EUR要求的核电站称为“第三代”核电站,把 按URD或EUR的要求开发或改进的核电机组称为第 三代核电机组,其典型代表是美国通用电气公司 (GE)的ABWR、美国西屋公司(WH)的AP1000、 法德联合开发的欧洲压水堆(EPR)等。其中,先进 沸水堆(ABWR)已在日本顺利运 行多年,而先进压水堆在世界范 围内尚未建成。欧洲压水堆

(EPR)的第一个机组于2005年10 月在芬兰开工建设,预计2010年 左右可以投入运行。AP1000则刚 于2004年9月通过了美国核管会 的安全审批,目前正在全球范围 内寻找第一个用户。

所有的第三代核电技术都是 在第二代核电技术基础上,通过 增加预防、缓解严重事故措施和 改进原有的安全系统来提高其安 全性。全世界正在运行的440多 台核电机组中,绝大多数采用的 是第二代核电技术或比第二代核

电技术有一定改进的“二代加”技术,正在建造中 的新核电机组也以“二代加”为主。世界13000多 个堆年的核电运行实践证明,“二代加”核电机组 的安全性

是有保障的,经济性也是有竞争力的。第 二代核电站(包括二代及“二代加 ”)还会长时间存

在,并继续作为核电的主力军发挥作用。

此外,在开发第三代核电机组的同时,美国等 十个国家联合提出了“第四代核电系统”的研究开 发计划,将目标定位在“在电价具有竞争力的同时, 还要令人满意地解决核安全、核废物、核扩散以及 所在国家的公众接受性等问题”。美国等十个国家 组成了“第四代核能国际论坛”,共同研究开发第 四代核能系统。2002年在东京召开的“第四代核能 国际论坛”会议上,遴选出了六种第四代核电概念

堆系统:钠冷快堆、铅冷快堆、气冷快堆、超临界 水冷堆、超高温气冷堆和熔盐堆,作为优先研究的 对象。第四代核电技术预计到2030年才能实现商 业化,目前尚处在概念设计阶段。

1.2 在扩大核电容量进程中提高我国核电的 安全性和经济性

目前,第二代核电尚有较大的发展空间。一是 美国在役二代核电机组的增容延寿取得很大成绩, 这些机组的增容延寿,得到NRC的批准,证明是满 足核安全要求的。因此,二代核电 不满足核安全要求,要被淘汰的 说法是错误的;二是当前世界核电 建设主要在发展中国家,发展中 国家发展核电的主要目的是电力 电量的可靠稳定供应,对技术的 先进性没有高的要求,经济性好 的二代改进机型适合发展中国家 的要求。三代核电的经济性难于 被发展中国家所接受,提高经济 性尚需时间,在能被发展中国家 接受之前,二代核电就有发展空 间。

当前,我国面临着经济发展 对能源的强烈需求和对能源结构 调整的迫切需要的问题,国家明

确地提出到2020年核电装机达到4000万千瓦的要 求。因此,核电发展的迫切任务是扩大核电的容量 规模,不断地建设安全可靠的核电机组,提高核电 在能源结构中的比重。同时,通过批量建设,大幅 度提高核电设备国产化的比例,降低核电机组的造 价,进一步提高核电经济性。

我国已掌握核心技术的二代改进机组,满足核 安全的要求,有较强的经济竞争力,适合发展中国 家发展核电的要求,有较大的发展空间。如果加快 其建设,逐步替代部分煤电,将对经济社会发展做 出更大的贡献,而且还有打开国际市场向外出口的 空间。

国际上第三代压水堆核电站技术尚未经过工程 验证和运行考验。虽然未经过工程验证的新技术也 是可以运用到工程中的,但要一下子进入批量化规 模建设,其风险是很大的,对投资大、安全要求高 的核电站来说更是如此。国内外的经

验证明,从引 34

核电规划

Nuclear Power Planning 核电规划

CHINA NUCLEAR POWER 中 国 核 电 35

第1卷 第1期 2008年1月 进国外

技术到消化吸收、掌握核心技术,再到自主

地进行批量建设,需要有一个过程,而且是一个较 长的过程。对于中国来说,核电产业的核心技术与 其他高技术一样,也是买不来的。等到与国外合作 的招标成功并引进技术后再去批量发展我国的核电, 就必然要影响到2020年4000万千瓦目标的实现。 因此,“十一五”以及今后的一段时间,我国

核电发展应以压水堆核电站为主,充分利用已掌握 的成熟技术、努力提高自主化水平,建造一批二代 加改进的核电机组,满足核电建设批量化建设的需 要;同时积极引进第三代核电技术,建设好两个自 主化依托项目,通过引进、消化、吸收和再创新开 发自主品牌的新一代大型先进压水堆核电站,以此 作为我国未来核电发展的主力机型。 2 我国的铀资源保障能力问题

核电发展离不开天然铀的供应和铀资源的保 障,我国的天然铀供应能不能满足核电发展的需 要、能够提供多大的发展空间,这是人们十分关心 的问题。

2.1 中国已经探明的铀资源不能满足未来核 电规模发展的需要

经过50年的勘探,我国已经探明的、经济可

采的、保有地质储量的铀有相当的规模,可以满足 当前已运行核电站的需要。但是,光靠国内已经探 明的铀资源是无法支持我国核电的可持续发展的。 按照2020年我国核电装机容量达到4000万千

瓦、在建1800万千瓦的要求,可估算出2005—2020 年我国核电发展对天然铀数量和铀资源储量的需求 量。根据测算,2005年到2020年的16年间,我 国累计需要天然铀约7.97万吨,其中2020年当年 就需要天然铀8466吨;16年间我国累计消耗的铀 矿储量约11.39万吨,其中2020年当年消耗的铀矿 储量约为1.21万吨。从这些数字看,我国已探明的

对我国核电的认识

对我国核电的认识自20世纪50年代中期第一座商业核电站投产以来,核电发展已历经50多年。根据国际原子能机构(IAEA)2007年8月份最新统计的数据,全世界正在运行的核电机组共有439台,总装机容量3.71亿千瓦,这些核电机组已累计运行超过1万多堆年;正在建造的核电机组有34台,总装机容量约2710万千瓦。目前世界上有33个国家
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