領(lǐng)航中國(guó)核電發(fā)展清潔能源

李積前

（大亞灣核電運(yùn)營(yíng)管理有限責(zé)任公司，廣東 深圳518124）

1 引言

過去我國(guó)一直都是以煤炭能源為主，而以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，也造成了比較嚴(yán)重的環(huán)境問題和能源短缺，面對(duì)我國(guó)當(dāng)前煤炭資源枯竭的現(xiàn)象，我國(guó)開始研究新的清潔能源，當(dāng)前核能可以滿足工業(yè)生產(chǎn)需求，代替化石燃料的能源。

2 我國(guó)核電行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

核能發(fā)電和火力發(fā)電類似，它是利用核反應(yīng)堆中核裂變所釋放出的熱能進(jìn)行發(fā)電的方式，以核反應(yīng)堆及其蒸汽發(fā)生器來代替火力發(fā)電中的鍋爐，以核裂變能代替礦物燃料的化學(xué)能。近年來，我國(guó)核心工程的投資呈現(xiàn)波動(dòng)變化的趨勢(shì)，在500～800 億元波動(dòng)。我國(guó)核電發(fā)電量呈現(xiàn)逐年上漲的趨勢(shì)，截止到2017年9月，我國(guó)已投入運(yùn)行的核電機(jī)組達(dá)37 臺(tái)，在建2200.4 萬(wàn)千瓦?！笆濉逼陂g我國(guó)每年計(jì)劃將開工6 臺(tái)核電機(jī)組。我國(guó)核電發(fā)展?jié)撃芫薮?，截止?107年底，我國(guó)籌建及儲(chǔ)備項(xiàng)目總量約1.64 億千瓦。核電行業(yè)是推動(dòng)綠色發(fā)展、建設(shè)美麗中國(guó)的重要選擇，將在我國(guó)低碳能源體系中扮演更加關(guān)鍵的角色。未來是我國(guó)核電發(fā)展的重要?dú)v史時(shí)期，也是建設(shè)核電強(qiáng)國(guó)的關(guān)鍵階段。核電產(chǎn)業(yè)要有新作為，全力推動(dòng)核電安全高效可持續(xù)發(fā)展，努力建成核電強(qiáng)國(guó)。

3 核電作為清潔能源的優(yōu)勢(shì)

核能發(fā)電是核反應(yīng)堆利用鏈?zhǔn)搅炎儼l(fā)應(yīng)產(chǎn)生能量。核電站是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，核電站利用核反應(yīng)堆裂變釋放的能量進(jìn)行發(fā)電，這一過程沒有任何的污染，具有清潔高效、安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)性好的特點(diǎn)，是一種可以承擔(dān)電網(wǎng)基本負(fù)荷的優(yōu)質(zhì)清潔能源。

3.1 清潔高效

核能屬于非化石能源，在電力生產(chǎn)過程中不會(huì)產(chǎn)生任何的污染物排放，核電站在運(yùn)行過程中也只是產(chǎn)生少量的放射性廢物，而且要在國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響和破壞，也產(chǎn)生溫室氣體等污染物。和火力發(fā)電相比，清潔優(yōu)勢(shì)是非常明顯的。火力發(fā)電一般一臺(tái)百萬(wàn)千瓦的核電機(jī)組每年可排放的二氧化硫有2.6 萬(wàn)噸、二氧化鈦600 萬(wàn)噸、氮氧化物1.4 萬(wàn)噸，對(duì)空氣造成的影響是極為惡劣的，而且從燃料循環(huán)的角度來看，核電排放到的污染物較少。從全壽命周期來看，核電溫室氣體的排放和風(fēng)電等非化石能源相當(dāng)，遠(yuǎn)低于化石能源。核電廠廢棄物的排放相當(dāng)于同等規(guī)?；痣姀S的0.5%～4.0%。

核能發(fā)電除了清潔之外，還具有高效性。1 千克U235 全部裂變，釋放出的能量相當(dāng)于2700 噸標(biāo)煤完全燃燒放出的能量。對(duì)于一座百萬(wàn)千萬(wàn)級(jí)的核電站來說，只需要每年補(bǔ)充25噸的核燃料，全年的核燃料的運(yùn)輸量只需幾卡車，但對(duì)同樣功率的火電廠來說，每年的耗煤量達(dá)到將近300 萬(wàn)噸，平均每天需要近萬(wàn)噸的煤，全年的燃料運(yùn)輸需要上百節(jié)火車運(yùn)輸，對(duì)運(yùn)輸來說，壓力也是非常大的[1]。

3.2 安全穩(wěn)定

隨著核電技術(shù)的成熟，核電的安全性也得到了一定的保障。當(dāng)前，世界各國(guó)都將安全作為核電運(yùn)營(yíng)的第一要素，核電的安全性是最重要的，一旦發(fā)生核泄漏問題將會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的損失。為此，在核電建設(shè)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)中，都制定了十分嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和程序，并且對(duì)于可能發(fā)生的事故也制定了完善的處理程序。核電站在設(shè)計(jì)過程中一般為了保證安全性都需要采用縱深防御，制定了一系列、多層次的防御來防止事故的發(fā)展，并且在未發(fā)生事故階段就制定了相關(guān)的保護(hù)措施。縱深防御比較典型的應(yīng)用是設(shè)計(jì)多道實(shí)體屏障，利用實(shí)體屏障將放射性物質(zhì)置于屏障保護(hù)之外，一般采用三道屏障的形式。通過實(shí)踐證明，縱深防御的設(shè)計(jì)模式為核能發(fā)電的安全性奠定了較高的安全基礎(chǔ)。

與其他能源相比，核電設(shè)備的利用最高，運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)、最為穩(wěn)定，一般12～18月更換一次燃料即可，在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)都可以保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。另外，核電的單機(jī)容量非常大，最高可以達(dá)到將近180 萬(wàn)千瓦，是當(dāng)前最理想的電網(wǎng)形式。目前，核電設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間在所有發(fā)電設(shè)備中是最高的，年運(yùn)行時(shí)間可以達(dá)7108 小時(shí)。

3.3 經(jīng)濟(jì)性好

核電的發(fā)電成本是由燃料費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)和折舊費(fèi)三部分組成的。其中燃料費(fèi)比較低，約為20%～25%。運(yùn)行費(fèi)的占比和燃料費(fèi)類似，而占比最高的是折舊費(fèi)，折舊費(fèi)占一半左右。一般核電站的運(yùn)行時(shí)間都在60年左右，折舊年限最長(zhǎng)為30～40年，在這之后，核電的發(fā)電成本出現(xiàn)明顯下降。國(guó)家為了鼓勵(lì)核電的發(fā)展，采用核電優(yōu)先上網(wǎng)的原則，也使核電具備了利用時(shí)間長(zhǎng)且比較穩(wěn)定的特點(diǎn)。由于核電成本結(jié)構(gòu)中固定成本和低變動(dòng)的特點(diǎn)使核電的經(jīng)濟(jì)性較好。不僅外部成本較低，而且與常規(guī)能源相比，核電發(fā)電的外部成本最低，以煤炭、石油能化石能源為燃料的發(fā)電成本在核電的10 倍以上。外部成本主要包括發(fā)電廠匯總排出的污染物、噪音以及溫室氣體等。在對(duì)發(fā)電技術(shù)做經(jīng)濟(jì)性分析時(shí)，需要對(duì)內(nèi)外部成本進(jìn)行全面的研究。

4 核電發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)核電一直呈現(xiàn)穩(wěn)步發(fā)展的態(tài)勢(shì)?！笆濉逼陂g，核電發(fā)展仍以安全為主要因素，提出了“以沿海核電帶為重點(diǎn)，安全建設(shè)自主核電示范工程和項(xiàng)目”，核電審批主要以示范項(xiàng)目為主。在加快綠色能源發(fā)展、安全高效發(fā)展核電的前提下，國(guó)家能源局在《2018年能源工作指導(dǎo)意見》中提出了核電發(fā)展的具體指導(dǎo)方針，將以“穩(wěn)妥推進(jìn)核電發(fā)展”為主，并在充分論證評(píng)估的基礎(chǔ)上，提出建設(shè)一批沿海地區(qū)先進(jìn)三代壓水堆核電項(xiàng)目。

4.1 新項(xiàng)目審批有望逐漸落地

隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，國(guó)家對(duì)環(huán)保工作的重視，采用優(yōu)質(zhì)清潔能源是當(dāng)前發(fā)展中較為迫切的，而且核電的安全性在持續(xù)上升，核電將成為未來發(fā)展的趨勢(shì)。核能作為人類利用能源的一種方式，是比較成熟的，并已經(jīng)在國(guó)際范圍內(nèi)形成了一套體系相對(duì)完整、要求基本一致的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和管理制度。目前，面對(duì)全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的問題，煤價(jià)和油價(jià)都表現(xiàn)出持續(xù)走高。未來太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能等新能源的比例將逐漸提升。核電作為除火電、水電外，唯一可以承擔(dān)電網(wǎng)基本負(fù)荷的電源且兼具較高的成長(zhǎng)性，屬于目前迫切需求的優(yōu)質(zhì)清潔能源，核電約占全球電力生產(chǎn)的18%，發(fā)達(dá)國(guó)家的平均比例更高。我國(guó)核電運(yùn)行一直表現(xiàn)良好，并沒有發(fā)生過1 級(jí)以上的事故，而且安全性在逐步提升。因此，第三代核電機(jī)組發(fā)展是非常關(guān)鍵的，目前，我國(guó)在建的第三代核電機(jī)組都已經(jīng)成為各自技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)首推工程，第三代核心機(jī)組的成功落后，也意味著新項(xiàng)目審批有望逐步落地。

4.2 各環(huán)節(jié)領(lǐng)軍企業(yè)有望率先受益

新項(xiàng)目逐漸落地對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展都是非常有利的。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，AP1000、CPR1000 等三代核電機(jī)組單臺(tái)造價(jià)150～200 億，如果新項(xiàng)目審批落地，每年將會(huì)帶動(dòng)1000～1600億元的投資。我國(guó)核電“走出去”戰(zhàn)略將有望帶來上萬(wàn)億的需求投資，進(jìn)而提升我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。而且對(duì)各環(huán)節(jié)的領(lǐng)軍企業(yè)來說都將受益。根據(jù)核電建設(shè)的特點(diǎn)來看，設(shè)備供應(yīng)商首先就會(huì)受到影響，無(wú)論是單一設(shè)備供應(yīng)還是多類設(shè)備供應(yīng)都會(huì)占領(lǐng)相應(yīng)的市場(chǎng)份額，實(shí)現(xiàn)業(yè)績(jī)的增長(zhǎng)，工程建設(shè)各運(yùn)營(yíng)類企業(yè)都將會(huì)保持業(yè)績(jī)的提升。

總而言之，核電作為一種清潔高效、安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)性好的清潔能源，在未來的發(fā)展中有著不可估量的優(yōu)勢(shì)，也是今后發(fā)展的趨勢(shì)所在。