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二十一世纪中国核电时代

来源:《装备制造》杂志 本网发布日期:2011/6/15
   
   中国核电已经逐渐进入“弯道”,可是它的筹备并不充分。 
   尽管福岛核电泄露使得世界核电产业局势再次不明朗起来,但很多国家还是对核电抱有相当期望,日本、法国、美国、俄罗斯、印度,还有中国……
   路透社在2011年3月16日至3月18日期间,以个人投资家为对象进行了一项紧急调查。其中,日本受访者对于核电的态度,并没有表现得过于恐惧,44.2%的人认为应重新审视原子能发电政策,减少核电站。而认为为确保能源供应,应按计划增加核电站的人也占到了受访者总数的42.9%。
  2011年4月21日,国家发改委副主任徐宪平表示,中国将在“确保安全”的前提下高效发展核电,目前核电发展规划和核安全规划正在编制论证。他认为,中国不会因日本地震在核电发展上因噎废食。中国会吸取日本的教训,充实论证核电发展规划和核安全规划,将核电发展和核电安全规划同步实施。
  目前,中国核电站装机容量约1082万千瓦,在建3097万千瓦,2010年核电发电量768亿度,占中国电力装机容量的1.1%,与主要发达国家和全球平均水平相比还有很大差距。根据国际原子能机构(IAEA)统计,截至到2010年10月底,世界上已有30多个国家和地区建有核电站,共有441台核电机组在运行,总装机容量约3.7亿千瓦。其中美国有104台、法国58台、日本54台、俄罗斯32台、韩国21台。核电发电量约占全球总发电量的16%,其中法国高达75.17%,日本为29.23%,美国为20.17%……有18个国家和地区核发电量占发电总量的比例超过20%。
    实际上,中国在对核电发展态度上一直保持谨慎态度,原国务院重大技术装备办公室副主任董必钦对《装备制造》记者描述说:“核电在中国虽然已经有50多年的历史,但其走的是一条曲折、多变、折腾的路。”
  中国的民用核工业起步于20世纪 80年代,1991年12月秦山核电站一期的并网发电是中国核电商业化运作的标志,在这一时期,虽然中国核电逐步掌握了核电站设计、制造与施工技术,实现了设计的自主化和设备的国产化,建立了初步的核电工业体系,但由于种种原因一直处于纠缠于处理复杂关系的适度发展时期。直到2003年发改委在调整“十五”能源电力规划时,国务院提出“发展核电要采用世界先进技术,统一技术路线,不能在再走错一步,不能照顾各种关系。”我国核电的发展才由“适度发展”提升到“积极发展”的新阶段。
    2007年10月,中国国务院正式批准了国家发改委上报的《核电中长期发展规划(2005-2020年) 》,根据这一规划,中国计划在2020年核电运行装机容量达到4000万千瓦,装机容量比例从不到2%提高到4%,但不久这个计划数字在“十二五”规划中被再次提高,新的核电规划对《核电中长期发展规划(2005-2020)》进行大幅调整。根据规划,到2015年,中国核电装机规模将达到3900万千瓦;到2020年的核电装机规划将提高到8600万千瓦,占届时总装机的5%左右。而据《财经》杂志报道,目前全国各地准备新上的核电项目总规模已达2.26亿千瓦。
   这表示中国的核电在建机组将占全球在建机组容量的 40%以上,根据国际原子能机构(IAEA)统计,截至2010年10 月,全世界拥有在役、在建或拟建反应堆的国家和地区共有47个,其中有30个国家或地区运行着441座核反应堆、总装机容量达3.7亿千瓦,17个国家有建造核电站的计划,15个国家或地区正在建设58座反应堆,装机容量为6048万千瓦。27个国家已制定了共计152座反应堆 1.67亿千瓦的建设计划;共有38个国家或地区拟建造337座共3.82亿千瓦。在建的、规划中的、拟建的核电站主要集中国大陆、印度、俄国、美国、乌克兰等国……
  “这些资源是中国核电的大发展的基础,是中国核电弯道超车的保障,但也把中国核电产业推到了暴风中心,成了世界核电公司的角逐的名利场。”一个不愿透露姓名的核电专家这样评价中国核电装机规模带来的影响。确实,中国核电规模的高速扩充和核电技术选型的重大利益已经使一批中国核电系统高管落马。
   2007年年底,参与中国引进第三代核电技术招标的中国技术进出口公司原总裁蒋新生就被中央纪委“双规”。此案引发了一轮核电系统的震荡。
  根据中广核内部通报,中广核涉案20余人,其中多人被移交司法程序,十余人离职或被开除党籍、调离相关职位,涉案最深者为中广核原副总经理沈如刚被判刑十余年。
  2009年,中核集团总经理、党组书记康日新也因受贿罪被查处,最终被处无期徒刑。“中国核电现在最主要的问题就在于要迅速掌握第三代核电技术,并拿到关键技术的专利转让权。”这位专家在接受记者采访的最后说。
  据了解,中国现在正在通过国家核电技术公司利用“以市场换技术”的策略引进国外先进的第三代核电技术,并计划在引进消化吸收的基础上形成具有自主知识产权的CAP1400。但这一举措在业界尚有一定争议,据相关资料显示,目前中国核电已经具备生产30万、60万和100万千瓦级压水堆核电站燃料组件的能力,也在一定程度上掌握了一些具有自主知识产权的核电技术,如以法国M310堆型为基础的CNP600、CNP1000、CPR1000。
  中国工程院院士、中国核工业集团公司科技委副主任、中国核学会顾问叶奇蓁告诉记者:“这些我们国家投产运行的核电站,也就是大家通常说的二代改进型核电站,水平相当于上世纪末或者本世纪初的水平。”
   核电专家张庆禄曾公开表示,通过长期自主研发以及对当年引进的二代法国压水堆技术的消化吸收,我国核电技术只要在某些专题,特别是严重事故预防和缓解措施等方面开展国际合作研究或者进行专项技术引进,就一定能够较快地研制出中国的第三代压水堆品牌。但这一观点也受到一些业内人士的质疑,根据相关合同,M310堆型只能在中国国内复制和改动,不能独立进行国际投标,这是中国核电“走出去”自主研发的一大根本问题。
  中国国际经济交流中心研究员王天龙告诉记者:“如果中国想要成为核电强国,就必须要快速引进吸收第三代核电技术,西屋电气公司AP1000是现在最实际的选择。”由于核电产业的情况复杂,现在中国国内已建成和在建的项目采用的技术种类繁多,据相关资料统计,目前中国采用的技术分别有CNP300、M310、CNP600、AES91、Candu6、CPR1000、AP1000、EPR和中国试验快堆以及球床高温气冷堆等技术类型。当前在建的33台机组里面,采用CPR1000 的为22台,占67%,具有绝对的优势;采用AP1000的有4台,占12%;CNP600机组4台、EPR机组2台以及高温气冷堆示范机组1台。“可以肯定,一个国家核电同时存在这么多技术种类,这在世界范围也是绝无仅有,这并不是个好现象。”
   2009年全国“两会”期间,全国政协委员、中国核动力研究设计院副院长兼总工程师陈炳德在接受记者采访时也坦言,目前中国核电在建或拟建的机组中,承担设备制造的厂商既有国内设备厂,也有国外设备厂,还有众多分布于国内外的其他核电设备供应商。从总体上看,各设备制造厂的生产经验、装备能力和管理水平参差不齐,尤其是一些设备制造厂超负荷运行,设备质量存在一定隐患。
   
   所以中国核电必须要迅速确定掌握第三代核电技术的基础,并加快第四代核电技术的研发。在今年1月中国国务院研究室上报给国务院的一份文件中建议,中国核电除了已批准的项目外,所有新的核电项目“原则上”都应采用第三代核电技术,这里面的第三代核电技术直指AP1000。根据西屋电气公司的设计,AP1000核电技术采用失效概率低的非能动安全系统,即在反应堆上方设置多个千吨级水箱。一旦遭遇紧急情况,不需要交流电源和应急发动机,仅利用地球引力、物质重力等自然现象就可驱动核电厂的安全系统,冷却反应堆堆芯,带走堆芯余热,并对安全壳外部实施喷淋,从而恢复核电站的安全状态。第三代核电技术堆芯熔化概率提升至10的负7次方数量级(目前二代核电技术的概率是10的负5次方数量级),安全性较二代核电技术大大提升。 
   但这样的想法并非没有异议,有人就提出目前世界上并没有封顶的AP1000首堆工程,其安全性如何并不明朗。根据《核电信息周刊》透露,2009年,西屋在美国进行的AP1000机组的主泵空载试验以失败告终,具体表现为叶轮或轴承裂缝或断裂,后来进行了改进,但仍然出现密封失效等问题,随后西屋发言人称要改变反应堆冷却剂泵设计。直到去年5月主泵第三次中间试验取得初步成功。
    但这样的情况并不能改变中国核电的发展,如何从核电需求者变成经营核电的竞争者是中国核电能否“弯道”超车的标志,也是中国从核电大国变成核电强国的必经之路,其中三代核电技术的吸收与再创造是这条道路的基础。
  总体来看,中国现行的核电产业链条上分为6个环:国家主管部门、核电运营商、核电设计院、核电工程建设商、核电设备供应商、核材料供应和处理商。这六环之间环环相扣,相辅相成。但随着核电项目的逐渐铺开,这六环之间已经开始问题。
  (记者郭树涵 感谢北京工商大学高艺菡对本文的贡献)
 
 
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