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解读十四五核电产业发展的重点建设和推进项目

2021/4/13 17:59:54   关键字:   来源:
“十四五”规划不仅提出“安全稳妥推动沿海核电建设,建设一批多能互补的清洁能源基地”,而且列出了未来五年核能产业需要重点建设和推进的项目“计划表”,体现出国家对核电发展节奏、技术路线、产业多元应用、废物处置等关键环节的部署。


内陆核电破冰无望


截至2020年底,中国大陆运行核电机组共49台,装机容量约5102万千瓦。“十四五”规划明确提出核电运行装机容量达到7000万千瓦,意味着2020年底在建机组16台(总装机容量约1738万千瓦),以及另外3台已获得国务院核准后尚未开工机组(总装机361万千瓦),基本都要按期建成。


相较于“十三五”规划,“十四五”规划中有关核电发展及布局的表述出现不小变化。其中,“十三五”规划中提出的“积极开展内陆核电项目前期工作”,在“十四五”规划中未再出现。但明确了“十四五”时期将加快推进能源革命,构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系,提高能源供给保障能力,要“加快发展非化石能源”。


核电是安全、清洁、低碳、高能量密度的战略能源,与“风光水”等非化石能源共同组成了清洁低碳能源体系,因此“十四五”将迎来可期的发展空间。同时,积极有序推进沿海三代核电建设,意味着“十四五”内陆核电项目将继续被搁置,破冰无望。


自主三代核电形成型谱化产品


“十三五”期间,我国引进了三代核电陆续投产,实现良好运行。同时,自主三代核电技术满足国际最高核安全要求,核电装备国产化能力不断提升。在建设、设计、装备制造、运营管理方面积累经验的基础上,自主三代核电已进入批量化建设。


关于核电技术路线,“十四五”规划提及的华龙一号、国和一号、高温气冷堆等,都是拥有自主知识产权的核电型号。“十三五”核准的新项目中,基本都采用了进一步融合后的华龙一号技术。


考虑到华龙一号和国和一号等自主三代压水堆安全性达到国际一流水平,现役核电机组性能也得到不断改进,未来随着国内自主三代核电机组的批量化、规模化生产,建设周期有望缩短,将带动技术进步、安全性提升和发电成本下降。


同时,自主三代核电形成型谱化产品,可实现从设计上实际消除大规模放射性物质释放,成为未来核电规模化发展的主力,将带动核电全产业链发展,积极应对和解决核电发展面临的可持续性、安全与可靠性、经济性、防扩散与实体保护等方面的挑战。


“十三五”我国积极开展核电项目前期工作,开发和储备了一批适合发展自主三代核电项目的厂址,其中部分项目已获准开展前期工作。“十四五”期间,安全稳妥推动沿海核电建设,我国沿海核电有望进入有序发展的新阶段。


核能多元综合利用迎来“窗口”


“十四五”规划明确了推动模块式小型堆等先进堆型示范和核能综合利用,意味着核能的多元化应用、多用途发展按下加速键,“十四五”期间可能成为“多能互补的清洁能源基地建设”的重要选项。


小型模块化核反应堆造价更低、建造周期短、更安全灵活,能够满足直接面向用户的分布式能源系统的供电、城市供热、工业供汽和海水淡化、同位素生产等各种领域应用的需求。


其中,海上浮动式核动力平台、核动力破冰船等,可为海洋石油开采和偏远岛屿提供安全、有效的能源供给,也可用于大功率船舶和海水淡化领域。


目前,我国能源转型深入推进,对核能多用途发展提出了更高要求,先进堆型示范呈现出积极发展的态势。


近年来,我国积极探索模块化小型堆(含小型压水堆、高温气冷堆、铅冷快堆等)多用途发展和综合利用,其中中核集团研发的玲龙一号模块化小型堆2016年成为全球首个通过国际原子能机构通用安全审查的小型堆,并于2019年7月启动示范工程建设。


我国高温气冷堆技术世界领先,在此基础上发展的超高温气冷堆,将是核能多用途发展和综合利用的重要途径之一。


此外,我国正在加快核能综合利用示范建设,2019年底山东海阳核电建成投运的首例商业核能供热项目实现了70万平米居民和公共建筑供热,而且核电水热同传创新示范项目效应初显。


未来,大型核电机组及低温供热等小型反应堆叠加风能、光伏、储热联合经济运行,可同步缓解城市清洁取暖和水资源制约发展诸多难题,为实现“碳中和”目标提供现实可行的方案。


废物处置补齐短板


相比“十三五”规划提出的“加快论证并推动大型商用后处理厂建设”,“十四五”规划关于核燃料循环后端的表述更为明确,既反映出我国乏燃料管理压力增大、核电发展面临可持续性问题突出、核燃料循环后端需求日益迫切的实际情况,也明确了我国坚定执行核燃料循环闭合的政策。


无论从提高铀资源利用率、保障核能长远发展角度,还是从减少核废料角度而言,乏燃料后处理都是核燃料循环中极其关键的环节。经过特殊后处理,乏燃料中的铀和钚可以分离并返回反应堆,作为燃料循环使用,形成核燃料的循环。


我国早在2005年就与法国展开建设大型商用乏燃料后处理厂的初步交流和洽谈。截至2019年,中法乏燃料后处理合作项目有关商务谈判基本接近尾声。


此外,针对低中放固体废物处置,近年来我国发布了《核设施放射性废物处置前管理》(HAD401/12-2020),《放射性废物地质处置设施》(HAD401/10-2020)《放射性废物处置设施的监测和检查》(HAD401/09-2019)等核安全导则和核安全法规技术文件等,


并建立了包括废物核实认定、接收、码放、填充、回填和封顶等各项环节的技术体系,以及相应的辐射防护、环境监测、安全和质量保证与应急响应等保障体系,为建设核电站废物处置场奠定了良好基础。


“十四五”规划明确建设核电站中低放废物处置场,将进一步推进放射性废物管理法规制定工作,有利于落实放射性废物处理处置责任,统筹规划推进处置场能力建设,为落实“区域处置+集中共享处置”等多途径中低放废物处置模式奠定必要的基础。


“十四五”首个核电项目开工——碳达峰更添“核动力”


3月31日,海南昌江核电二期工程开工,这是“十四五”时期我国首个开工的核电项目。该项目位于海南昌江黎族自治县海尾镇,由中国华能集团有限公司控股,与中国核工业集团共同建造。项目规划建设两台120万千瓦核电机组,预计总投资368.5亿元,计划于2026年底全部投运。


据悉,昌江核电二期采用“华龙一号”技术方案,在“华龙一号”示范工程首堆基础上,针对昌江厂址特点采取了88项设计优化和改进,进一步提升了机组的安全性和经济性。


目前,我国核电装机容量约占全国发电装机总容量的2%,较世界平均水平低约14个百分点,核电在能源替代中具有较大发展空间。随着我国逐步落实碳达峰、碳中和目标,能源转型的紧迫性日益提升。


专家预计,到2060年,我国电能消费比重将超过70%,非化石能源消费比重将超过80%,清洁能源发电量比重将超过90%。在此过程中,核电与水电、风电、光伏发电等清洁能源将发挥重要作用。


以昌江核电二期工程为例,预计该项目建成后,每年可向海南省输送清洁电量180亿千瓦时,相当于减少标煤消耗550万吨,可减排二氧化碳1300万吨。


在中国华能集团有限公司党组书记、董事长舒印彪看来,核电机组具有输出功率大、电源稳定可靠的特点,在替代传统煤电机组、发挥基荷电源作用方面具有不可替代的作用,应充分发挥核电优势特点,提升核电在保障区域电力安全供应、有效减少污染物和温室气体排放、促进国民经济发展和科技进步等方面的作用。


华能海南昌江核电有限公司党委书记、总经理潘风国介绍,昌江核电二期的优势体现在四个方面,一是安全性好,具备完善的严重事故预防与缓解措施,采用能动和非能动相结合的安全设计理念,显著提高了可靠性和安全性。


二是技术性优,充分吸收“华龙一号”在役电厂的运行经验反馈,优化核电厂设计,具备了与国际其他三代核电技术充分竞争的实力。三是国产化率高,机组的设备国产化率将不低于87%。


四是放射性废物少,其采用的等离子高温熔融技术对污染物有很高的处理效率,尤其适合难处理的污染物和有特殊要求的污染物,如低放废物、石棉废物、污泥、残渣等。


华能集团深耕核电领域17年,近年来发展核电步伐明显加快,多个项目取得显著进展。其中,由华能牵头建设的国家科技重大专项——石岛湾高温气冷堆核电示范工程已完成首批核燃料接收,计划年内发出华能“第一度核电”。


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