世界核電發(fā)展及對我國的啟示

1、世界核電發(fā)展及對我國的啟示2011-3-1摘要：介紹了我國核電裝機、核電技術(shù)、核電政策等方面的發(fā)展情況；未來我國廣闊的核電發(fā)展空間 及形勢；世界核電裝機發(fā)展、主要國家核電裝機、核電技術(shù)進步等情況。總結(jié)了世界核電發(fā)展的經(jīng)驗及對 我國的啟示：高度重視核電安全、制定科學(xué)合理的發(fā)展戰(zhàn)略及加強核電技術(shù)標準化建設(shè)。關(guān)鍵詞：發(fā)展戰(zhàn)略，核電，氣候變化，能源危機0引言核電作為一種重要的清潔能源，在保障能源供應(yīng)、實現(xiàn)能源低碳清潔發(fā)展方面具有重要作用1-7，已 為世界各國廣泛使用。與風(fēng)電、太陽能等可再生能源相比，核電具有經(jīng)濟性好、單位投資減排效益高等優(yōu) 點。隨著核電技術(shù)的發(fā)展，核電的安全性與經(jīng)濟性不斷提高，大規(guī)模發(fā)

2、展核電已成為提高我國能源供應(yīng)能 力、推進能源消費清潔、低碳發(fā)展的重要舉措之一。近年來，我國政府已制定了龐大的核電發(fā)展計劃，我 國已進入核電快速發(fā)展時期。本文介紹了我國核電發(fā)展的前景與形勢、世界核電裝機及技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)了世界核電發(fā)展的主要 經(jīng)驗教訓(xùn)及對我國的啟示，以期為我國核電大發(fā)展提供借鑒。1我國核電發(fā)展現(xiàn)狀1.1我國核電裝機的發(fā)展概況1991年12月，我國自主設(shè)計、建設(shè)的第1臺30萬kW壓水堆核電機組在秦山一期核電站投入試運 行，實現(xiàn)了我國大陸核電“零的突破”。1994年，秦山一期與大亞灣核電機組，2臺由法國引進的90萬kW 壓水堆型核電機組正式投入運行，使我國核電裝機容量達到了 210

3、萬kW。2002年，秦山二期（我國自主 設(shè)計、建造、運營）、秦山三期（由加拿大進口的重水堆型核電機組）、嶺澳一期（由法國引進的壓水堆 型核電機組）各有1臺核電機組投入運行，使核電裝機達到了 447萬kW。此后，這3個電廠的第2臺機 組以及田灣核電站（2臺由俄羅斯引進的壓水堆型核電機組）陸續(xù)投入運行。截至2009年年底，我國有6 座核電站共11臺機組908萬kW投入商業(yè)運行。1.2我國核電技術(shù)的發(fā)展歷程我國核電發(fā)展走的是一條“以我為主，中外結(jié)合”的道路，在20多年的探索、實踐、引進、消化、吸收 過程中，我國核電技術(shù)逐步走向成熟。目前，我國已掌握第2代核電技術(shù)，在“十五”末及“十一五”初期，我 國

4、利用秦山二期和嶺澳一期已有技術(shù)并加以改進，建設(shè)了秦山二期擴建和嶺澳二期等核電工程，使國內(nèi)企 業(yè)具備了自主設(shè)計第2代改進型60萬kW和100萬kW級壓水堆型核電站的能力?！笆晃濉逼陂g，通過對 外合作，我國引進了新一代先進的核電技術(shù)，并在消化吸收的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化改進，提高了核電的安全 性和經(jīng)濟性，核電工程設(shè)計工作也從中外聯(lián)合設(shè)計逐步過渡到由國內(nèi)企業(yè)自主完成，形成了中國先進壓水 堆型核電站品牌和批量化建設(shè)的設(shè)計能力。2004年，我國開始了第3代核電機組的引進工作，最終選擇了美國西屋的AP1000作為我國未來統(tǒng)一 的核電技術(shù)路線。2009年，采用AP1000核電機組的浙江三門核電站和山東海陽核電站

5、開工建設(shè)。從發(fā)展階段看，我國的核電發(fā)展還處于自主技術(shù)成熟化和批量建設(shè)的準備階段，而法國、美國等核電 強國已經(jīng)走過了批量建設(shè)的階段，由于其技術(shù)先進成熟，現(xiàn)已處于技術(shù)輸出階段。1.3我國核電政策的發(fā)展情況我國核電發(fā)展的政策經(jīng)歷了補充發(fā)展一適度發(fā)展一積極發(fā)展3個階段。（1）補充發(fā)展階段。在2000年前，我國核電只是作為電力發(fā)展的一般補充。1983年，原國家計委 和國家科委聯(lián)合擬定的核能發(fā)展技術(shù)政策要點對我國核電起步階段的發(fā)展起到了很好的指導(dǎo)作用，但 受當(dāng)時的技術(shù)經(jīng)濟水平、能源需求等多方面因素的影響，國家沒有及時制定相關(guān)的落實規(guī)劃，致使我國自 1994年秦山一期和大亞灣核電站投入運行后的7年間，就再沒

6、有新建核電機組。（2）適度發(fā)展階段。我國在2000年10月提出“適度”發(fā)展核電時，核電裝機僅有210萬kW，由于當(dāng) 時我國核電發(fā)展規(guī)劃還沒有納入到全國電力規(guī)劃中，核電項目一直是單個安排、分散建設(shè)。2003年，我國 的核電發(fā)展戰(zhàn)略出現(xiàn)重大轉(zhuǎn)折，這一年，政府首次將核電發(fā)展納入國家電力規(guī)劃之中。（3）積極發(fā)展階段。2006年3月，十屆全國人大四次會議批準的國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五 年規(guī)劃綱要中明確提出：“積極推進核電建設(shè)”；2007年6月，國家發(fā)改委印發(fā)的中國應(yīng)對氣候變化國 家方案中明確提出：要積極推進核電建設(shè)，把核能作為國家能源戰(zhàn)略的重要組成部分，逐步提高核電在 中國一次能源供應(yīng)總量中的比重；

7、2007年10月，國家發(fā)改委發(fā)布了核電中長期發(fā)展規(guī)劃（2005-2020） 中明確提出：貫徹“積極推進核電建設(shè)”的電力發(fā)展方針。在積極推進核電建設(shè)的指導(dǎo)方針下，我國核電建設(shè)與審批進度加快。2009年，我國核準浙江三門、山 東海陽、廣東臺山共計6臺核電機組的建設(shè)項目，裝機容量達850萬kW。截至2009年年底，我國在建核 電機組有20臺，裝機容量共計2192萬kW8-9。2我國核電發(fā)展前景與形勢我國是世界上煤炭消費量最大的國家，大量的煤炭消費使得我國CO2等溫室氣體排放量居世界前列， 且東南部地區(qū)酸雨危害嚴重，給我國帶來了較嚴重的減排壓力。發(fā)電是我國煤炭利用的最主要方式，近年 來，隨著我國煤電裝

8、機的快速增長，電煤消費量占全國煤炭消費總量的比重呈上升之勢，已超過50%。優(yōu) 化電源結(jié)構(gòu)，加快清潔能源發(fā)展，推進節(jié)能減排和低碳發(fā)展已成為我國電力工業(yè)最迫切的任務(wù)之一。核電作為一種技術(shù)成熟的清潔能源，具有較好的經(jīng)濟性和較高的容量因子（容量因子=可用發(fā)電小時/ 年利用小時數(shù)），加快核電發(fā)展已成為我國電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇10。我國政府于2009年提出 “到2020年非化石能源占一次能源消費量15%左右”的發(fā)展目標，要實現(xiàn)這一目標，預(yù)計屆時核電裝機規(guī)模 需要達到7000萬-8000萬kW，未來我國核電發(fā)展的市場和空間非常廣闊11。根據(jù)發(fā)展需求，我國核電裝機將由2009年的908萬kW快速發(fā)展到

9、2020年的7000萬-8000萬kW， 扣除截至2009年年底已在建的2192萬kW容量，并考慮核電工程5-7年的建設(shè)工期，2010-2014年，我 國核電需要再開工建設(shè)3900萬-4900萬kW （年均開工780萬-980萬kW），大于截至2010年8月世界 其他各國3092萬kW的在建總規(guī)模，核電建設(shè)任務(wù)非常重。此外，我國在建及將要開工建設(shè)的核電機組 中，既有國產(chǎn)第2代加技術(shù)的核電機組，也有法國EPR和美國AP1000第3代核電技術(shù)機組EPR和AP1000 機組屬世界首批，尚無運行管理經(jīng)驗，未來我國核電的大發(fā)展將面臨較大的建設(shè)、運行管理和安全等方面 的風(fēng)險。3世界核電發(fā)展現(xiàn)狀3.1世界核

10、電的發(fā)展歷程自1954年前蘇聯(lián)建成世界上第1座5000kW實驗性核電廠并投入商業(yè)運行及1957年美國建成9萬 kW希平港原型核電站以來，以核電替代常規(guī)化石能源的期望和呼聲一度高漲。20世紀50-60年代，隨著 美國、西歐和日本的經(jīng)濟迅速發(fā)展，以及美國核電較低的造價，使得許多國家認識到發(fā)展核電是其擺脫過 分依賴中東石油的唯一出路，美國、前蘇聯(lián)、日本和西歐各國制定了龐大的核電發(fā)展規(guī)劃。1973年的第1 次石油危機引發(fā)了美國第2個核電設(shè)備訂貨高潮，2年間美國共訂核電機組6700萬kW，占當(dāng)年訂貨總量 的50%。到1980年年底，全世界在運核電機組近300臺，總裝機容量已達1.8億kW。1966-19

11、80年， 核電裝機容量年增長率達到26%12。1979年，受第2次石油危機的影響，西方各國經(jīng)濟發(fā)展速度銳減，使得電力需求大幅回落13。此外， 由于1979年美國三厘島核電站事故、1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站事故對世界核電發(fā)展產(chǎn)生了較大的 影響，核電的經(jīng)濟效益下降、核電投資風(fēng)險增大，加之核電安全管理加強，使得核電發(fā)展跌至最低谷。由 于安全、經(jīng)濟、能源需求、能源效率等多方面因素的綜合作用，進入20世紀80年代后，全世界核電發(fā)展 放緩，進入低潮期。據(jù)統(tǒng)計，到1983年，美國有108座核電裝置共計1.1億kW訂貨合同被取消，不少 在建的核電廠被推遲或停建。除法國外，歐洲其他發(fā)達國家以及美國已有10

12、-30年沒有發(fā)展核電。截至2010年8月，全世界正在運行的核電機組有440臺，裝機容量3.76億kW，分布在30個國家 或地區(qū)；在建核電機組59臺，容量6260萬kW14。1954年以來，世界核電裝機容量與核電機組臺數(shù)見 圖1，世界核電機組建設(shè)與關(guān)停情況見圖215。世界核電機蛆臺數(shù)與容量的變化情況圖2世界核電機組建設(shè)與關(guān)停情況3.2主要國家的核電裝機情況世界核電裝機主要分布在美國、法國、日本、俄羅斯、德國、韓國等發(fā)達國家，其中美國核電裝機規(guī) 模最大，法國核電裝機占其國內(nèi)總裝機的比重最大。截至2010年8月1日，世界主要國家核電裝機容量 情況見圖3。冬話&墨.1K械暮 彳荻圖3世界主要國家核電裝

13、機容拿2000年以來，隨著能源價格的再次快速上漲、核電安全性和經(jīng)濟性的提高以及應(yīng)對氣候變化、加強環(huán) 境保護等方面的需要，發(fā)展核電再次為各國政府所重視16-20。美國及英國等歐洲國家原有核電發(fā)展政策 逐漸改變，近年來紛紛制定了新的核電發(fā)展計劃。而作為主要發(fā)展中國家的中國、印度，出于經(jīng)濟發(fā)展及 應(yīng)對溫室氣體減排的需要，未來核電裝機將快速發(fā)展。截至2010年8月，主要國家核電在建及規(guī)劃建設(shè) 規(guī)模情況見圖4。-4ik s沛伸H訓(xùn)試期切期12000 I (KKJ 10啊* (MKISMC SOOD 4 000 3 (MM) 2 WW 1 (XX) D國家Hi：近抑評地推預(yù)期布w-m年內(nèi)授遠的機?。航谝?guī)

14、劃揖大窘 在15伯甲殳誕的機til圖4世界主要國家核珥在建及規(guī)劃逢設(shè)規(guī)模情況3.3核電技術(shù)的發(fā)展目前，世界核電技術(shù)已發(fā)展到第3代，即先進的壓水堆技術(shù)，美、法等國已開展第4代核電的研究， 世界核電技術(shù)發(fā)展進化時序見圖521。各代核電技術(shù)的特點如下22-23：第玳，叩pnigpm-RM姑-AP600-Mciaji-a?:第能-ABWR-y啊-zVPIOOO-AFW1-網(wǎng)R-liSEiWEi改進熾殳計-安全-回持續(xù)年洛-防核如散圖5核電技術(shù)的進化過程（1）第1代核電。第1代核電為試驗性和原型核電機組，1954-1965年，世界共有38座“第1代”核 電機組投入運行。如：前蘇聯(lián)在1954年建成的世界上

15、第1座5MW實驗性石墨沸水堆型核電站；英國于 1956年建成的45MW原型天然鈾石墨氣冷堆型核電站；美國于1957年建成的60MW原型壓水堆型核電 站；法國于1962年建成的60MW天然鈾石墨氣冷堆型核電站；加拿大于1962年建成的25MW天然鈾重 水堆型核電站等等。（2）第2代核電。第2代核電是在第1代核電技術(shù)的基礎(chǔ)上建成的功率在300MW以上的壓水堆型、 沸水堆型、重水堆型機組，具有標準化、系列化和批量建設(shè)的特點。1966-1980年，世界共有242臺屬于 “第2代”核電機組投入運行。期間，美國成批建造了 500-1100MW的壓水堆型、沸水堆型機組，并出口其 他國家；前蘇聯(lián)建造了 100

16、0MW石墨堆型和440MW、1000MWVVER壓水堆型機組；日本、法國引進、 消化了美國的壓水堆型、沸水堆型技術(shù)，法國核電發(fā)電量增加了20.4倍，核電裝機占其國內(nèi)總裝機的比重 從3.7%增加到40%以上；日本核電發(fā)電量增加了 21.8倍，核電裝機占其國內(nèi)總裝機的比重從1.3%增加 到 20%。（3）第3代核電。第3代核電主要指滿足美國“先進輕水堆型用戶要求”（URD）和“歐洲用戶對輕水 堆型核電站的要求”（EUR）的壓水堆型技術(shù)核電機組，其具有更好的安全性、經(jīng)濟性及模塊化設(shè)計的特點。 21世紀以來，美國、歐洲、日本、加拿大等國開發(fā)的“第3代”先進壓水堆型核電站主要有ABWR、System80

17、+、 AP600、AP1000、EPR、ACR等技術(shù)類型，其中具有代表性的是美國的AP1000和法國的EPR。目前， 法國、中國已開工建設(shè)基于第3代EPR、AP1000技術(shù)的核電站。（4）第4代核電。第4代核電是由美國能源部發(fā)起，并聯(lián)合法國、英國、日本等9個國家聯(lián)合研究 的下一代核能技術(shù)。第4代核能系統(tǒng)將滿足安全、經(jīng)濟、可持續(xù)發(fā)展、極少的廢物生成、燃料增殖的風(fēng)險 低、防止核擴散等基本要求，預(yù)計可在2030年前后向市場推出。4世界核電發(fā)展的主要經(jīng)驗教訓(xùn)及對我國的啟示近年來，我國在核電技術(shù)、裝備制造、電站建設(shè)、人才培養(yǎng)等方面取得了重大成就，并確定了未來的 技術(shù)發(fā)展路線。當(dāng)前，我國核電在建規(guī)模居世界

18、首位，并制定了世界最大規(guī)模的核電發(fā)展計劃?？v觀世界 各國核電發(fā)展過程中的經(jīng)驗與教訓(xùn)，有必要總結(jié)世界核電發(fā)展經(jīng)驗及對我國的啟示，以促進我國核電事業(yè) 的健康快速發(fā)展。（1）必須高度注重核電安全。在20世紀70年代核電發(fā)展的第1個高潮期，由于美國、前蘇聯(lián)的2 次核電站事故，使得發(fā)達國家民眾對核電安全問題產(chǎn)生恐慌，世界各國發(fā)展核電的熱情驟然跌落，核電發(fā) 展進入長達20-30年之久的停滯期。此外，據(jù)報道，2010年，默克爾因同意延長在運核電機組壽命而遭到 德國民眾出于安全和健康考慮的嚴重抗議24。安全是核電的生命之本，不解決安全問題就不會有核電的 大發(fā)展。為保障核電發(fā)展，第3代和第4代核電技術(shù)的突出特點

19、就是強調(diào)安全性。未來10多年將是我國核電快速發(fā)展的重要時期，由于我國核電發(fā)展的任務(wù)重、速度快，其安全問題對 實現(xiàn)我國核電的又好又快發(fā)展尤為重要。（2）及早制定正確的核電發(fā)展戰(zhàn)略。法國、韓國都曾是能源資源匱乏的國家，法國能源對外依存度在 80%以上，韓國在90%以上。出于能源安全的需要及降低國際能源供應(yīng)與價格波動的影響，法國確定了“能 源獨立”政策，確定優(yōu)先發(fā)展核電戰(zhàn)略；韓國確定將核能作為國內(nèi)電力生產(chǎn)的主力能源，并制定了將核能作 為戰(zhàn)略出口產(chǎn)業(yè)的核電發(fā)展戰(zhàn)略。法國、韓國基于各自的發(fā)展戰(zhàn)略，引進美國核電技術(shù)后，積極消化、吸 收、改進、發(fā)展，如今，法國已掌握了較為成熟的第3代先進壓水堆型技術(shù)（EPR

20、），成為核電技術(shù)強國 和出口大國25-26；韓國成功地開發(fā)了自主產(chǎn)權(quán)的OPR1000和APR1400先進壓水堆型技術(shù)，并于2009 年年底獲得阿聯(lián)酋核電站建設(shè)協(xié)議，逐步成為核電技術(shù)出口大國27；英國雖為最早發(fā)展核電的國家之一， 但由于其對核電堆型發(fā)展戰(zhàn)略的舉棋不定，嚴重阻礙了核電的發(fā)展，削弱了國際競爭力。我國常規(guī)化石能源資源以煤炭為主，油氣資源有限，要滿足未來穩(wěn)步增長的能源消費需求，并實現(xiàn)能 源的低碳、清潔和經(jīng)濟供應(yīng)，發(fā)展核電的重要性不言而喻。因此，制定科學(xué)的、適應(yīng)我國國情的核電發(fā)展 戰(zhàn)略，對實現(xiàn)我國核電工業(yè)的強大及可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。（3）加強核電技術(shù)的標準化。從國外經(jīng)驗看，核電站區(qū)別于

21、其他電站的一個顯著特點是：不同類型的 反應(yīng)堆型其結(jié)構(gòu)特點與相應(yīng)的設(shè)備千差萬別，使用的核燃料亦不同，所采用的技術(shù)相差很大，因而每一種 堆型都有一整套與之相適應(yīng)的設(shè)備制造、原料供應(yīng)、材料生產(chǎn)、燃料元件加工及后處理等工業(yè)體系。核電 技術(shù)的標準化具有縮短建設(shè)周期、降低造價、提高安全可靠性等優(yōu)點，對促進一個國家的核電發(fā)展具有重 大意義。法國是世界上核電建設(shè)標準化的典范，目前，法國在運行的59臺機組全都是第2代壓水堆型技 術(shù)的核電機組，高度標準化的核電技術(shù)使得法國核電投資及運營成本非常低，投資成本約為世界平均水平 的50%，運行成本比美國低40%28。法國電價比整個歐盟國家的電價平均要低20%-30%，是

22、向歐洲鄰 國輸出電力最多的國家。我國在運核電機組有法國、加拿大、俄羅斯及國產(chǎn)機組，在建機組中，有國產(chǎn)2代加機組及基于不同 技術(shù)類型的美國和法國第3代核電機組。未來隨著核電規(guī)模的快速增大，核電的經(jīng)濟性對核電自身及經(jīng)濟 社會可持續(xù)發(fā)展影響不斷增大，推進我國核電技術(shù)的標準化發(fā)展，對實現(xiàn)我國核電的又好又快發(fā)展意義重 大。5結(jié)語當(dāng)前，我國正處于經(jīng)濟快速發(fā)展的關(guān)鍵時期，核電發(fā)展面臨著許多有利條件，同時也有許多需要高度 重視和深刻思考的問題。對比國內(nèi)外核電發(fā)展的差距，總結(jié)先進核電國家的發(fā)展經(jīng)驗與教訓(xùn)得知：在未來 我國核電的大規(guī)?？焖侔l(fā)展中，需要高度重視核電安全，制定科學(xué)合理的核電發(fā)展戰(zhàn)略，加強核電技術(shù)標 準

23、化建設(shè)。參考文獻：馮子毅.湖南發(fā)展核電對促進本省區(qū)域環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的展望J.電力技術(shù)經(jīng)濟，2000，12(4)： 30-32.王信茂，中國需要發(fā)展核電J.電力技術(shù)經(jīng)濟，2002，14 (4)： 35-39.呂淑紅.搞好核電投資控制工作J.電力技術(shù)經(jīng)濟，2006，18 (1)： 42-45.白建華，賈玉斌，王耀華，等.核電站與抽水蓄能電站聯(lián)合運營研究J.電力技術(shù)經(jīng)濟，2007， 19 (6)： 36-39.劉江華，丁曉明.核電經(jīng)濟性分析有關(guān)問題探討J.電力技術(shù)經(jīng)濟，2008, 20 (1)： 47-51.束國剛，上官斌，何大波.核電設(shè)備國產(chǎn)化推進工作實踐J.電力技術(shù)經(jīng)濟，2009, 21 (3

24、)： 7-12.王浩，郭保輝，許林.基于PSA的核電站重要設(shè)備備件經(jīng)濟分析方法探討J.能源技術(shù)經(jīng)濟，2010， 22 (4)： 43-46，肖新建，高世憲，韓文科.我國核電實現(xiàn)跨越式發(fā)展的優(yōu)勢、挑戰(zhàn)與建議J.中國能源，2009， 31 (3)： 5-9.中國電力企業(yè)聯(lián)合會.中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告R. 2010.國家發(fā)展和改革委員會.核電中長期發(fā)展規(guī)劃Z. 2007.張棟.15%發(fā)展目標下的我國非化石能源發(fā)電構(gòu)成分析J.能源技術(shù)經(jīng)濟，2010，22(6)： 14-20.國家原子能機構(gòu)網(wǎng)站.第三代核電技術(shù)在中國核電發(fā)展中的作用EB/OL. http： / HYPERLINK /n16/n1223

25、/49478.html /n16/n1223/49478.html.宋家樹.核能源發(fā)展的回顧與展望J.世界科技研究與發(fā)展，2008 (5)： 32-34.World Nuclear Association. World nuclear power reactors & uranium requirements EB/OL. http： / HYPERLINK /info/reactors.html /info/reactors.html.German Federal Ministry of Environment，Nature Conservation and Reactor Safety. The world nuclear industry statu