觀察丨能源保供的硬“核”作用
來源：中國電力報 時間：2024-08-19 11:02
能源保供的硬“核”作用
中國能源新聞網記者 曲藝
日前，《關于加快經濟社會發展全面綠色轉型的意見》發布。《意見》指出，要加強化石能源清潔高效利用、大力發展非化石能源和加快構建新型電力系統。加快西北風電光伏、西南水電、海上風電、沿海核電等清潔能源基地建設。近年來，我國核電裝機規模持續擴大，逐步引領全球核能發展。數據顯示，2023年，我國全年新增商運核電機組2臺，累計數量達到55臺，額定裝機容量達5703萬千瓦，僅次于美國、法國，位列全球第三；全年新開工核電機組5臺，核電工程建設投資完成額達949億元，創近五年最高水平。隨著2024年5月中廣核廣西防城港核電站4號機組投產發電，目前中國在運核電機組增至56臺，額定裝機容量達5822萬千瓦。
在建核電工程穩步推進
“1公斤鈾-235裂變能相當于2700噸標準煤的熱值，所以它是實現‘雙碳’目標，特別是基荷能源必選之材。”在第二十六屆中國科協年會“核能創新、低碳未來”論壇上，中國工程院院士、核動力院國防重點實驗室學術委員會主任于崇俊表示。
核電能量密度高、輸出穩定，是理想的基荷能源，對保障能源安全穩定供應有著重要的作用。而我國核電發展所需鈾資源量充足，核燃料加工能力充分，因此核電可成為保障穩定能源供應的重要一環。
在多輪驅動的能源供應保障體系中，核能以“穩”見長。
中核戰略規劃研究總院與法國電力集團共同編寫的《核能支持低碳發展前瞻性研究》指出，核能發電基本不受外界因素的影響，也不受周期性、區域性或季節性的影響。現實中，核電普遍帶基荷運行，近5年中國的核電利用小時數已超過7000小時/年，單臺機組的平均能力因子為91.7%，遠高于其他類型電源。
中國核能行業協會發布的《中國核能發展報告（2024）》（以下簡稱《報告》）顯示，我國在建核電機組數量和裝機容量處于世界領先地位。截至2023年底，在建核電機組26臺，總裝機容量3030萬千瓦，位居全球第一。
核電發電量及環境效益方面，《報告》披露，2023年我國核電設備平均利用小時數為7661小時，核電發電量達4334億千瓦時，位居全球第二，占全國累計發電量的4.86%，年度等效減排二氧化碳約3.4億噸。福建、遼寧、海南省核電發電量占比均超20%，分別為27.3%、23.4%、22.7%。
同時，我國核電安全運行持續保持國際先進水平。2023年，我國有33臺機組在世界核電運營者協會的綜合指數中達到滿分，該指數反映了核電機組在發電能力、安全性能等方面的綜合水平，我國核電機組的滿分比例高于美國、俄羅斯等主要核電國家。
此外，《報告》還顯示，隨著我國核電工程建造技術自主化水平穩步提高，我國具備了從籌備到施工、調試到商運多種堆型、多臺機組同時建設的核電工程全生命周期建造能力。
記者注意到，除了供電，在更多領域核能也扮演著重要角色。我國山東海陽核電、遼寧紅沿河核電、浙江秦山核電等已率先開展核能供暖。6月19日，我國首個工業用途核能供汽項目——“和氣一號”項目在江蘇田灣核電基地正式建成投產。
核能科技創新進展顯著
7月12日，作為國家原子能機構“十四五”核工業發展規劃項目，我國規模最大的天然鈾產能項目——“國鈾一號”示范工程在內蒙古鄂爾多斯開工建設。
天然鈾是核工業發展的物質基礎，是保障國家安全的重要戰略資源和能源礦產。天然鈾的供應鏈安全，對核工業發展和“雙碳”目標的實現具有重要意義。
將視角放大，不止天然鈾產業，黨的十八大以來，我國核工業強基固本，核燃料、核環保、核技術應用等各相關產業加快發展，實現了歷史性的戰略轉折和系統性的重大跨越。
在核能產業鏈、供應鏈能力提升方面，2023年全年新增資源量大幅提高，南北兩大鈾純化轉化基地穩定運行，鈾濃縮生產線擴建有序推進，核燃料元件加工能力滿足需求，CF3自主品牌核燃料組件應用得到持續推進。
尤其在科技自立自強方面，我國已成功打造出“華龍一號”“國和一號”等國產化核電品牌；全球首個陸上商用模塊化小堆“玲龍一號”反應堆廠房主體結構已全部施工完成，預計2026年建成投產；新一代“人造太陽”等重大成果持續涌現。
以“華龍一號”為例。
2021年1月30日，“華龍一號”全球首堆——中核集團福建福清核電5號機組投入商業運行。這標志著我國在三代核電技術領域躋身世界前列，成為真正掌握三代核電技術的國家。
核電站是高度復雜的能源系統。僅“華龍一號”首堆就涉及70多個專業領域，工程設計圖紙在20萬張以上。在“華龍一號”研發設計過程中，中核集團貫通起從應用基礎研究、反應堆、先進核燃料、安全系統設計到裝備研制的創新鏈條，建立起完整的自主技術體系和知識產權體系。參與“華龍一號”設備供貨的廠家幾乎延伸到我國裝備制造的各個領域，推動了核電裝備產業鏈實現跨越式發展。目前，所有核心設備均已實現國產化，國產化率達88%，完全具備批量化建設能力。
在安全性指標方面，“華龍一號”設計了雙層安全殼，安全殼的用料和結構都是現有核電技術里的最高級別，可以抵御大型飛機的撞擊。此外，“華龍一號”還可以抵御17級臺風、9度地震烈度的沖擊。
“目前國外共有在運‘華龍一號’機組5臺，國內核準及在建的機組共21臺。”中核集團“華龍一號”總設計師邢繼表示，“華龍一號”已步入批量化建設階段，是支撐中國核電發展規劃，助力實現“雙碳”目標的主力機型。“華龍一號”將繼續提升經濟性與市場競爭力，著力在機組電功率、總體布置、工期與施工方案等方面持續優化。未來的華龍后續機型，將實現壓水堆技術從并跑到領跑的轉變，將在創新工藝、創新設備與先進材料、耐事故先進燃料技術等方面繼續提升。
推動核能“三步走”戰略實施
不容忽視的是，作為能源生產和消費大國，核能目前僅占中國總發電量的4.7%，未來發展空間巨大。如何挖潛？
“熱堆—快堆—聚變堆”核能“三步走”戰略，是我國在1983年核能發展技術政策論證會上首次提出的核能發展總戰略，其核心內容是解決我國核能可持續發展、核燃料長期安全有效供應的問題。
中國工程院院士葉奇蓁表示，應繼續堅持核能發展“三步走”戰略，持續發展好熱堆的同時，將快堆核能發展提上快車道，助力“雙碳”目標實現，加強可控核聚變技術研發和工程示范。
“從保障核能資源、產業鏈安全到保障核能安全、綠色發展，再到實現我國核能自主發展、占領科技制高點，我國一體化快堆核能系統具有不可替代的作用，是實現‘雙碳’目標的重要一環。”中國科學院院士葉國安表示，建議實施一體化快堆國家科技重大專項，加速推動科技攻關和技術能力提升，打造支撐中長期裂變核能大規模發展、接續“華龍一號”系列大型先進壓水堆發展的新一代核能主打產品，保障國家能源資源安全。
核能“三步走”戰略實施40多年來，特別是黨的十八大以來，我國始終堅持核能安全發展、創新發展，取得了舉世矚目的成就，令人振奮。我國建成了“中國環流器一號”“中國環流器二號”“中國環流三號”“東方超環”等多個核聚變研究裝置。新一代人造太陽“中國環流三號”成功實現大于1.5兆安等離子體電流運行……不勝枚舉。
中國核學會理事長、黨委書記王壽君表示，站在新時代新起點上，要加快推進核能“三步走”戰略更好地實施，以“三步走”戰略推進核能事業高質量發展，助力全面建設核工業強國，為以中國式現代化全面推進中華民族偉大復興貢獻“核”力量。
“中核集團將與各方攜手推動核能‘三步走’戰略加快實施。”中核集團黨組書記、董事長余劍鋒表示，一是大力推動熱堆發展，推動“華龍一號”技術優化和規模化發展，推動高溫氣冷堆商業化推廣和多用途應用，推動小堆全球推廣。二是加快推動快堆發展，發展百萬千瓦商用快堆，重點推進一體化快堆研發，力爭在2035年前實現一體化快堆工程示范，大型后處理廠建成投產，具備商業化應用條件。三是積極推動聚變研發，打造世界一流的中國聚變平臺企業，開展氘氚試驗，積極布局聚變未來產業，早日建成聚變先導實驗堆和商用示范電站。
責任編輯：余璇
