世界核電廠2022年運(yùn)行實(shí)績

2023年7月29日，世界核協(xié)會（WNA）發(fā)布新版《世界核電廠運(yùn)行實(shí)績報(bào)告》，通過提供發(fā)電量、裝機(jī)容量和負(fù)荷因子等數(shù)據(jù)展現(xiàn)了全球核電廠的運(yùn)行實(shí)績。結(jié)合應(yīng)對氣候問題、能源供應(yīng)安全、全球可持續(xù)發(fā)展等因素，報(bào)告指出核能可以在保障能源供應(yīng)安全與應(yīng)對氣候變化方面發(fā)揮重要作用，政府和核能行業(yè)應(yīng)積極采取行動，推進(jìn)核能發(fā)展。報(bào)告還介紹了三個案例，分別涉及新核電機(jī)組試運(yùn)行、現(xiàn)有機(jī)組延壽改造方面和核能多元化應(yīng)用。

截至2022 年12 月31 日，全球有32個國家在使用核能發(fā)電，共有437臺在運(yùn)核電機(jī)組（詳見表1），總裝機(jī)容量約3.94億千瓦。相對于2021年12月31日，核電使用國數(shù)量保持穩(wěn)定，核電機(jī)組數(shù)量和總裝機(jī)容量均有所增加（詳見圖1）。2022年，全球共有8臺核電機(jī)組正式開工建設(shè)，6 臺首次并網(wǎng)發(fā)電，5 臺永久關(guān)停（詳見本刊2023年第1期相關(guān)報(bào)道）。

表1 2022年底全球在運(yùn)機(jī)組數(shù)量（臺）

圖1 全球在運(yùn)核電裝機(jī)容量走勢（1970—2022年）

1 核能發(fā)電量

1.1 總核能發(fā)電量

2022 年全球核能發(fā)電量為2.545 萬億千瓦時(shí)，相對于2021 年（2.653 萬億千瓦時(shí)）降低了4%（詳見圖2）。2022 年核能發(fā)電量降低受三大因素影響。一是管道應(yīng)力腐蝕及修復(fù)導(dǎo)致法國多臺機(jī)組長時(shí)間停運(yùn)，二是德國在2021年底關(guān)閉了其6臺核電機(jī)組中的3臺，三是俄烏沖突導(dǎo)致扎波羅熱核電廠6臺機(jī)組停堆。

圖2 全球核能發(fā)電量走勢（1970—2022年）

2022年全球核電機(jī)組平均負(fù)荷因子為80.5%，低于2021年的82.3%，但延續(xù)了自2000年以來持續(xù)保持高位的趨勢（詳見圖3）。平均負(fù)荷因子持續(xù)處于高位，沒有出現(xiàn)明顯波動，表明機(jī)組實(shí)績沒有隨著役齡增長而降低。

圖3 全球核電機(jī)組平均容量因子走勢（1970—2022年）

1.2 各國核能發(fā)電量

全球核能發(fā)電量最多的國家是美國，2022 年核能發(fā)電量為7722 億千瓦時(shí)，占全球核能發(fā)電量的30.3%。中國和法國的核能發(fā)電量緊隨其后，分別為3954 億千瓦時(shí)和2821 億千瓦時(shí)。這三個國家的核能發(fā)電量占全球核能發(fā)電量的57%（詳見圖4）。

圖4 各國2022年核能發(fā)電量

2022 年，核能發(fā)電量在本國總發(fā)電量中的份額超過10%的國家共有20 個（詳見圖5），其中法國最高，達(dá)62.5%；其次為斯洛伐克和匈牙利，分別為59.2%和47%。

圖5 各國2022年核能發(fā)電量在總發(fā)電量所占份額

2 2023年1至7月核電發(fā)展概況

2023年1至7月，全球共有4臺核電機(jī)組實(shí)現(xiàn)首次并網(wǎng)，3臺正式開工建設(shè)，5臺永久關(guān)停（詳見表2—表4）。

表2 2023年1至7月首次并網(wǎng)的核電機(jī)組

表3 2023年1至7月啟動建設(shè)的核電機(jī)組

表4 2023年1至7月永久關(guān)閉的核電機(jī)組

截至2023 年7 月31 日，全球核電裝機(jī)容量最大的國家是美國，為9583.5 萬千瓦，其后是法國和中國，分別為6137 萬千瓦和5328.6 萬千瓦（詳見圖6）。在建機(jī)組裝機(jī)容量最大的國家是中國，有24臺機(jī)組在建，總裝機(jī)容量達(dá)2723.1萬千瓦；其次是印度，有8臺機(jī)組在建，總裝機(jī)容量為670 萬千瓦；第三位是土耳其，有4 臺機(jī)組在建，總裝機(jī)容量為480萬千瓦（詳見圖7）。

圖6 在運(yùn)核電裝機(jī)容量排名前十的國家（截至2023年7月31日）

圖7 在建核電裝機(jī)容量排名前十的國家（截至2023年7月31日）

3 利用核能保障能源安全與應(yīng)對氣候變化

3.1 核能在能源安全與氣候變化中的作用受到重視

世界核協(xié)會總干事薩馬·畢爾巴鄂·萊昂表示，在俄烏沖突導(dǎo)致全球化石燃料價(jià)格飆升之前，能源市場已經(jīng)出現(xiàn)動蕩。這凸顯了能源供應(yīng)安全問題，并對實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)與有效應(yīng)對氣候變化提出了更緊迫的要求。

越來越多的國家已認(rèn)識到核能發(fā)電在應(yīng)對能源安全與氣候變化挑戰(zhàn)方面的重要作用。在歐洲，由16 個歐盟成員國組成的歐洲核能發(fā)展聯(lián)盟表示，核技術(shù)和可再生能源在實(shí)現(xiàn)歐盟氣候和能源安全目標(biāo)方面是相輔相成的，因此必須將其視作歐洲未來能源結(jié)構(gòu)的組成部分。在亞洲，韓國現(xiàn)政府推翻了上屆政府的逐步棄核政策，并發(fā)布了長期能源計(jì)劃，未來將提升核電份額；日本政府決定將在充分利用現(xiàn)有核電機(jī)組的同時(shí)，推進(jìn)先進(jìn)核電機(jī)組建設(shè)。在非洲，埃及埃爾達(dá)巴核電廠已啟動3 臺機(jī)組建設(shè)，并即將啟動第4 臺機(jī)組建設(shè)；烏干達(dá)、尼日利亞和加納等其他國家正在積極開展核電建設(shè)準(zhǔn)備工作。在北美洲，加拿大現(xiàn)有坎杜反應(yīng)堆延壽改造工作進(jìn)展順利，多個模塊化小堆建設(shè)項(xiàng)目正在穩(wěn)步推進(jìn)；美國沃格特勒AP1000 機(jī)組已經(jīng)投運(yùn)，2022年《通貨膨脹削減法》的投資和稅收激勵措施將推動美國最大限度地利用現(xiàn)有核電機(jī)組，并支持核能新技術(shù)的部署。

3.2 以實(shí)際行動推動核能發(fā)展

為推動核能在保障能源安全與應(yīng)對氣候變化方面發(fā)揮更大的作用，各國政府和核能行業(yè)需要開展三方面工作：一是延長現(xiàn)有核電機(jī)組運(yùn)行壽期，二是加快建設(shè)更多新機(jī)組；三是積極開展核能宣傳和推廣工作。

3.2.1 延長現(xiàn)有機(jī)組運(yùn)行壽期

部分核電運(yùn)營商計(jì)劃將現(xiàn)有核電機(jī)組運(yùn)行壽期延長到80年。美國政府將核電視為實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)和保障未來能源安全的重要選項(xiàng)，積極支持現(xiàn)有核電機(jī)組延壽，在現(xiàn)有92 臺在運(yùn)機(jī)組中，大部分已獲準(zhǔn)將運(yùn)行壽期從最初的40 年延長至60 年，其中10 多臺已獲準(zhǔn)或宣布準(zhǔn)備進(jìn)一步延壽至80年。日本政府已決定將現(xiàn)有機(jī)組運(yùn)行壽期延長至60年以上。

3.2.2 加快建設(shè)新機(jī)組

2022 年有6 臺新核電機(jī)組并網(wǎng)：中國2 臺，芬蘭、巴基斯坦、韓國和阿聯(lián)酋各1臺。另有8臺核電機(jī)組啟動建設(shè)：中國5 臺，埃及2 臺，土耳其1臺。萊昂表示，若要在2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)，至少要將全球核能發(fā)電量增至目前的3 倍，目前的建設(shè)速度仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要加快。

3.2.3 協(xié)同助力核能推廣

與其他行業(yè)相比，核能行業(yè)內(nèi)的大多企業(yè)規(guī)模相對較小。如果要在與其他能源技術(shù)的競爭占據(jù)優(yōu)勢，核能行業(yè)需要通力合作，在全球范圍內(nèi)推廣核能。這需要發(fā)展核能行業(yè)的自我意識，共同審視整個能源行業(yè)，并制定聯(lián)合戰(zhàn)略，積極應(yīng)對挑戰(zhàn)并抓住機(jī)遇。簡而言之，核能行業(yè)必須協(xié)同共進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)共同成功，否則只能導(dǎo)致各自失敗。

在即將于2023 年11 月在迪拜舉行第28 屆聯(lián)合國氣候變化大會（COP28）上，核能行業(yè)必須團(tuán)結(jié)起來，提出連貫一致的愿景，明確核能在實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)和清潔能源未來的重要作用。

4 案例分析

報(bào)告通過中國福清核電廠5、6號機(jī)組調(diào)試，加拿大達(dá)靈頓核電廠延壽翻新項(xiàng)目以及中國田灣核能供汽項(xiàng)目三個案例，介紹了核電機(jī)組試運(yùn)行、延壽改造的工作經(jīng)驗(yàn)，以及核能在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用方面的突出優(yōu)勢。

作為華龍一號的示范機(jī)組，中國福清核電廠5、6號機(jī)組的調(diào)試工作量大，因首次應(yīng)用大量新技術(shù)而面臨諸多挑戰(zhàn)，包括首堆機(jī)組試驗(yàn)和新設(shè)計(jì)驗(yàn)證等。5 號機(jī)組通過專門的試驗(yàn)組織和管理、調(diào)試、建造和安裝、一體化設(shè)計(jì)辦公室、預(yù)先沙盤推演等方式，將整個項(xiàng)目的前后端有機(jī)結(jié)合起來，在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并解決問題，如快速冷卻和二次側(cè)非能動換熱能力驗(yàn)證試驗(yàn)，利用現(xiàn)場模擬機(jī)提前對試驗(yàn)方案和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)案進(jìn)行驗(yàn)證，提前檢查試驗(yàn)結(jié)果。所有調(diào)試項(xiàng)目都取得了一次性成功。

加拿大安大略電力公司2016年啟動為期10年的翻新項(xiàng)目，對4 臺核電機(jī)組進(jìn)行延壽改造。從2 號機(jī)組開始，將反應(yīng)堆運(yùn)行壽期延長30 年。2號和3號機(jī)組的延壽工作已經(jīng)完成，1號和4號機(jī)組的延壽工作仍在繼續(xù)。達(dá)靈頓核電廠翻新項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在整體規(guī)劃、工具驗(yàn)證、運(yùn)行和維護(hù)、工人培訓(xùn)、材料管理、工作執(zhí)行和最終恢復(fù)運(yùn)行的過程中不斷收集信息，并對信息進(jìn)行評估，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，然后納入后續(xù)翻新計(jì)劃。從2 號機(jī)組的延壽改造工作中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)總結(jié)了4000 條經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，目的是提高后續(xù)工作質(zhì)量、保障工作人員安全并改善后續(xù)機(jī)組的成本和進(jìn)度效率。

中國田灣核能供汽項(xiàng)目將利用3號和4號機(jī)組二回路的蒸汽（670t/h，270℃，6.0MPa）作為熱源對海水淡化設(shè)備提供的除鹽水進(jìn)行加熱，然后以600t/h 的額定流量向石化行業(yè)用戶提供248℃、1.8MPa 的蒸汽。從設(shè)計(jì)參數(shù)來看，該項(xiàng)目每年可為連云港市石化行業(yè)提供480 萬噸工業(yè)蒸汽，可每年減少40萬噸煤炭的使用，相當(dāng)于減少107 萬噸二氧化碳、184 噸二氧化硫和263噸氮氧化物排放。

5 小結(jié)

2022 年雖然全球核能發(fā)電量有所降低，但核電使用國數(shù)量保持穩(wěn)定，核電機(jī)組數(shù)量和總裝機(jī)容量均有所增加。越來越多的國家已認(rèn)識到核能發(fā)電可以在應(yīng)對能源安全與氣候變化挑戰(zhàn)方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，并將核能作為未來能源選項(xiàng)。為了推進(jìn)核能發(fā)展，政府和核能行業(yè)應(yīng)當(dāng)采取切實(shí)行動，延長現(xiàn)有核電機(jī)組運(yùn)行壽期，加快新機(jī)組建設(shè)，并積極開展核能宣傳和推廣工作。