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(wǎng)記者 曲藝
日前，《關(guān)于加快經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的意見》發(fā)布。《意見》指出，要加強化石能源清潔高效利用、大力發(fā)展非化石能源和加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。加快西北風(fēng)電光伏、西南水電、海上風(fēng)電、沿海核電等清潔能源基地建設(shè)。近年來，我國核電裝機規(guī)模持續(xù)擴大，逐步引領(lǐng)全球核能發(fā)展。數(shù)據(jù)顯示，2023年，我國全年新增商運核電機組2臺，累計數(shù)量達(dá)到55臺，額定裝機容量達(dá)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(shè)投資完成額達(dá)949億元，創(chuàng)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(chǎn)發(fā)電，目前中國在運核電機組增至56臺，額定裝機容量達(dá)5822萬千瓦。
在建核電工程穩(wěn)步推進(jìn)
“1公斤鈾-235裂變能相當(dāng)于2700噸標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值，所以它是實現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)，特別是基荷能源必選之材?！痹诘诙鶎弥袊茀f(xié)年會“核能創(chuàng)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(xué)術(shù)委員會主任于崇俊表示。
核電能量密度高、輸出穩(wěn)定，是理想的基荷能源，對保障能源安全穩(wěn)定供應(yīng)有著重要的作用。而我國核電發(fā)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(wěn)定能源供應(yīng)的重要一環(huán)。
在多輪驅(qū)動的能源供應(yīng)保障體系中，核能以“穩(wěn)”見長。
中核戰(zhàn)略規(guī)劃研究總院與法國電力集團共同編寫的《核能支持低碳發(fā)展前瞻性研究》指出，核能發(fā)電基本不受外界因素的影響，也不受周期性、區(qū)域性或季節(jié)性的影響?，F(xiàn)實中，核電普遍帶基荷運行，近5年中國的核電利用小時數(shù)已超過7000小時/年，單臺機組的平均能力因子為91.7%，遠(yuǎn)高于其他類型電源。
中國核能行業(yè)協(xié)會發(fā)布的《中國核能發(fā)展報告（2024）》（以下簡稱《報告》）顯示，我國在建核電機組數(shù)量和裝機容量處于世界領(lǐng)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(fā)電量及環(huán)境效益方面，《報告》披露，2023年我國核電設(shè)備平均利用小時數(shù)為7661小時，核電發(fā)電量達(dá)4334億千瓦時，位居全球第二，占全國累計發(fā)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(fā)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(xù)保持國際先進(jìn)水平。2023年，我國有33臺機組在世界核電運營者協(xié)會的綜合指數(shù)中達(dá)到滿分，該指數(shù)反映了核電機組在發(fā)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(shù)自主化水平穩(wěn)步提高，我國具備了從籌備到施工、調(diào)試到商運多種堆型、多臺機組同時建設(shè)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(lǐng)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(yè)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(chǎn)。
核能科技創(chuàng)新進(jìn)展顯著
7月12日，作為國家原子能機構(gòu)“十四五”核工業(yè)發(fā)展規(guī)劃項目，我國規(guī)模最大的天然鈾產(chǎn)能項目——“國鈾一號”示范工程在內(nèi)蒙古鄂爾多斯開工建設(shè)。
天然鈾是核工業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是保障國家安全的重要戰(zhàn)略資源和能源礦產(chǎn)。天然鈾的供應(yīng)鏈安全，對核工業(yè)發(fā)展和“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)具有重要意義。
將視角放大，不止天然鈾產(chǎn)業(yè)，黨的十八大以來，我國核工業(yè)強基固本，核燃料、核環(huán)保、核技術(shù)應(yīng)用等各相關(guān)產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展，實現(xiàn)了歷史性的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)折和系統(tǒng)性的重大跨越。
在核能產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)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(zhuǎn)化基地穩(wěn)定運行，鈾濃縮生產(chǎn)線擴建有序推進(jìn)，核燃料元件加工能力滿足需求，CF3自主品牌核燃料組件應(yīng)用得到持續(xù)推進(jìn)。
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(chǎn)化核電品牌；全球首個陸上商用模塊化小堆“玲龍一號”反應(yīng)堆廠房主體結(jié)構(gòu)已全部施工完成，預(yù)計2026年建成投產(chǎn)；新一代“人造太陽”等重大成果持續(xù)涌現(xiàn)。
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(yè)運行。這標(biāo)志著我國在三代核電技術(shù)領(lǐng)域躋身世界前列，成為真正掌握三代核電技術(shù)的國家。
核電站是高度復(fù)雜的能源系統(tǒng)。僅“華龍一號”首堆就涉及70多個專業(yè)領(lǐng)域，工程設(shè)計圖紙在20萬張以上。在“華龍一號”研發(fā)設(shè)計過程中，中核集團貫通起從應(yīng)用基礎(chǔ)研究、反應(yīng)堆、先進(jìn)核燃料、安全系統(tǒng)設(shè)計到裝備研制的創(chuàng)新鏈條，建立起完整的自主技術(shù)體系和知識產(chǎn)權(quán)體系。參與“華龍一號”設(shè)備供貨的廠家?guī)缀跹由斓轿覈b備制造的各個領(lǐng)域，推動了核電裝備產(chǎn)業(yè)鏈實現(xiàn)跨越式發(fā)展。目前，所有核心設(shè)備均已實現(xiàn)國產(chǎn)化，國產(chǎn)化率達(dá)88%，完全具備批量化建設(shè)能力。
在安全性指標(biāo)方面，“華龍一號”設(shè)計了雙層安全殼，安全殼的用料和結(jié)構(gòu)都是現(xiàn)有核電技術(shù)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(fēng)、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(nèi)核準(zhǔn)及在建的機組共21臺?！敝泻思瘓F“華龍一號”總設(shè)計師邢繼表示，“華龍一號”已步入批量化建設(shè)階段，是支撐中國核電發(fā)展規(guī)劃，助力實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的主力機型。“華龍一號”將繼續(xù)提升經(jīng)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(xù)優(yōu)化。未來的華龍后續(xù)機型，將實現(xiàn)壓水堆技術(shù)從并跑到領(lǐng)跑的轉(zhuǎn)變，將在創(chuàng)新工藝、創(chuàng)新設(shè)備與先進(jìn)材料、耐事故先進(jìn)燃料技術(shù)等方面繼續(xù)提升。
推動核能“三步走”戰(zhàn)略實施
不容忽視的是，作為能源生產(chǎn)和消費大國，核能目前僅占中國總發(fā)電量的4.7%，未來發(fā)展空間巨大。如何挖潛？
“熱堆—快堆—聚變堆”核能“三步走”戰(zhàn)略，是我國在1983年核能發(fā)展技術(shù)政策論證會上首次提出的核能發(fā)展總戰(zhàn)略，其核心內(nèi)容是解決我國核能可持續(xù)發(fā)展、核燃料長期安全有效供應(yīng)的問題。
中國工程院院士葉奇蓁表示，應(yīng)繼續(xù)堅持核能發(fā)展“三步走”戰(zhàn)略，持續(xù)發(fā)展好熱堆的同時，將快堆核能發(fā)展提上快車道，助力“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)，加強可控核聚變技術(shù)研發(fā)和工程示范。
“從保障核能資源、產(chǎn)業(yè)鏈安全到保障核能安全、綠色發(fā)展，再到實現(xiàn)我國核能自主發(fā)展、占領(lǐng)科技制高點，我國一體化快堆核能系統(tǒng)具有不可替代的作用，是實現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)的重要一環(huán)。”中國科學(xué)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(guān)和技術(shù)能力提升，打造支撐中長期裂變核能大規(guī)模發(fā)展、接續(xù)“華龍一號”系列大型先進(jìn)壓水堆發(fā)展的新一代核能主打產(chǎn)品，保障國家能源資源安全。
核能“三步走”戰(zhàn)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(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展，取得了舉世矚目的成就，令人振奮。我國建成了“中國環(huán)流器一號”“中國環(huán)流器二號”“中國環(huán)流三號”“東方超環(huán)”等多個核聚變研究裝置。新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”成功實現(xiàn)大于1.5兆安等離子體電流運行……不勝枚舉。
中國核學(xué)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(jìn)核能“三步走”戰(zhàn)略更好地實施，以“三步走”戰(zhàn)略推進(jìn)核能事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，助力全面建設(shè)核工業(yè)強國，為以中國式現(xiàn)代化全面推進(jìn)中華民族偉大復(fù)興貢獻(xiàn)“核”力量。
“中核集團將與各方攜手推動核能‘三步走’戰(zhàn)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(fā)展，推動“華龍一號”技術(shù)優(yōu)化和規(guī)?；l(fā)展，推動高溫氣冷堆商業(yè)化推廣和多用途應(yīng)用，推動小堆全球推廣。二是加快推動快堆發(fā)展，發(fā)展百萬千瓦商用快堆，重點推進(jìn)一體化快堆研發(fā)，力爭在2035年前實現(xiàn)一體化快堆工程示范，大型后處理廠建成投產(chǎn)，具備商業(yè)化應(yīng)用條件。三是積極推動聚變研發(fā)，打造世界一流的中國聚變平臺企業(yè)，開展氘氚試驗，積極布局聚變未來產(chǎn)業(yè)，早日建成聚變先導(dǎo)實驗堆和商用示范電站。
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