我国发展核电的必要性及可行性分析

我国发展核电的必要性及可行性分析

1发展核电厂的需求和重要性1.1用电机组影响电价中国的能源相对匮乏，人均能源不足。我国已探明的煤、油、气资源人均储量分别为世界人均值的1/2、1/10、1/20,难以满足国民经济和社会发展的巨大需求。根据资源、生产能力、运力、环境、技术、经济等多种因素综合分析平衡后认为:到2020年,煤电装机应达到6亿kW、水电2亿kW、抽水蓄能0.25亿kW、气电0.7亿kW、新能源0.15亿kW、核电0.4亿kW,即为确保2020年电力可靠供应,届时最少也应有0.4亿kW核电装机、2600亿kW·h/年的核电电量,约占那时全国总装机容量的4%,年总电量的6%。为此,必须积极发展核电,这是确保我国电力长期可靠供应的重要方面。1.2发展用电发电、用电大有可为我国能源以煤炭为主,电源以煤电为主。目前我国火力发电年用煤量约占煤炭年总产量的1/2多。火电厂排放的二氧化硫占工业总排放量的48%左右;同时,火电厂排放的氮氧化物、烟尘都是大气污染的重要来源;煤、油、燃气电厂仍存在程度不同的类似污染。今后如果发展煤、油、气发电,除资源因素制约外,还将受到越来越大的环境保护的制约。我国是《京都议定书》的签字国,预计在2012年前后,也将同国际社会一道,采取措施控制二氧化碳的排放量。因此,除需要加快水电和新能源开发外,还必须寻求能代替化石燃料发电的、可供工业化大规模开发、能获取大量商品电量的电源。从安全、技术、经济、环境保护等方面分析,发展核电是唯一现实可行的有效途径。因此,发展核电是实现我国能源及电力可持续发展的必然选择。1.3发展改善剂能源供应体系发展核电可实现电源主体多元化(多样化),有利于保障电力供应的安全,有利于优化电源配置,有利于电网运行的安全与稳定。由于核燃料有极高的能量密度,且便于储存,易于建立长期、大量、充足的资源储备,建立安全的能源供应体系,可避免能源危机殃及国计民生,可应对战时交通中断等对能源供应的威胁。因此,发展核电是电力安全供应的重要保障。同时,高温气冷堆核电可与煤炭的液化、气化相结合,对解决我国液、气态燃料资源及供应不足,提高能源的安全性也有重要意义。1.4国外堆收率高,义务少,数量低核电技术是一个国家发展水平、工业总体技术水平、电力技术水平高低的重要标志。核电在电力工业中比例的大小,是综合国力水平、国家技术装备总体水平、电力工业技术装备总体水平高低的基本标志。发达和比较发达国家的核电装机容量约占世界核电装机总容量的90%多。在这些国家,核电年发电量的比例超过了20%,高者达到75%。现在,我国核电发展的水平还很低,约占世界核电装机总容量的1.5%,急待快速提高,争取经过20年的努力,使这一比例提高到4%～5%,达到上个世纪80年代世界平均核电装机水平。核电是高新技术密集产业。发展核电必然要建立起高科技核电工业体系及产业平台,促进基础工业、建筑安装业、科研教育业以及企业的运营与管理等领域科技含量及技术水平的提升和产业升级,增强其技术创新能力和产品转换率。1.5国外用电美国核电是经济的电源,其电价是有竞争力的。一定比例的核电可起到电价稳定器的作用。法国核电年发电量比例超过75%,该国电价在欧洲较低就是一个例证。美国近年来,在核电运营上依靠技术进步和提高管理水平,已取得了突破,核电的平均电价比其他任何种类的电价都低,也是一个证明。美国对新建核电站的经济性研究表明:核电站单位kW造价为1250美元,其平均成本电价为2.5～3美分/(kW·h),所以,核电具有较强的市场竟争力。2我国核法机电平台的基础与能力已全面形成2.1我国的核电发展,自1970年初国务院批准建设上海核电站开始至今已30余年,自1985年初开工建设秦一核电站至今也已18年了,在此期间,我国已建成核电540万kW,在建330万kW。通过工程建设和运行管理的实践,已在人才、技术、管理和科研、设计、装备、制造、建设、运营等方面为今后核电发展奠定了较好基础,创造了有利条件。我国国民经济持续、高速的发展,人民生活水平的快速提高又为核电的发展创造了良好的市场条件。2.2我国核电站的核安全法规和监管已完全同国际接轨。我国所掌握的技术与具备的能力,为核电站的核安全创造了条件。2.3我国已初步形成了核能科研和核电技术开发的基础能力,在高温气冷堆和快中子堆发电技术开发方面已取得了实质性进展。热功率为10MW的高温气冷堆已并网发电。2.4我国已基本具备发展核电的技术装备基础和能力。核电站的设计,基本具备了设计分析、计算和实验验证的条件与能力,基本具备了“模仿”改进的M310型(如岭澳核电机组)核电技术的设计能力。我国现有的核电设备制造装备与设备制造能力已有较好的基础,单机百万kW级机组的核岛和常规岛设备制造国产化能力达到30%,其余采取引进技术、合作生产方式逐步达到国产化。2.5我国已具有核电站建设及管理,核电站运营及管理的人才,已初步建立了核电建设与运营管理体系,积累了较为丰富的运行经验,取得了良好的业绩,大亚湾核电站机组可用率达到89.5%,负荷因子达到87%。2.6我国已具备了核燃料生产、供应和乏燃料后处理、核废料处置的技术和能力。2.7我国已有相当规模的核电站厂址资源储备。在原国家计委的支持下,经过电力部门(原水电部、能源部、电力工业部、国家电力公司)牵头组织力量进行大范围、大规模、长时间深入细致的选址工作,取得了显著成果,选定了一大批核电厂址,其中包括已兴建的岭澳一期厂址,在建的田湾一期厂址。其中已通过初步可行性研究报告审查、可立项的厂址总规模达5000万kW左右的厂址资源,为今后核电的发展赢得了时间、创造了良好条件。3技术方法和堆场选择3.1机组为主,综合运维技术我国核电发展的技术路线,经过长期反复多方面论证,确定为“以单机百万kW级压水堆机组为主,通过中外合作、引进技术,实现自主设计、自制设备、自主建设、自主运营和管理”的核电发展路线。近20年的发展实践证明,这一技术路线是正确的,今后必须继续坚持执行,建立起我国自主、完整、先进、具有国际竟争力的核电工业体系和产业平台。3.2原子能沉积类型的选择对于当前及今后20年内核电建设项目的具体堆型选择,应在符合下列基本条件的前提下,通过国际公开招标优选确定。3.2.1堆芯两目标堆年所选定堆型的核安全性必须符合我国核安全法规的要求,但也不片面追求过分的安全度。要接受美国第3代核电堆型(系统-80、ABWR-1300等)的深刻教训:用20年时间,耗资数十亿美元开发出来的第3代核电机组,由于安全性过高(堆芯融化概率为1.0×10-7/堆年,而用户要求文件的指标为1.0×10-5/堆年),技术上虽很先进,但由于造价太高而被市场弃置不用。我们不能重蹈覆辙。3.2.2机组建设基础价核电的竞争力是其在电力市场中求得生存和发展最基本的条件之一。在所选定的堆型首批机组建设期,其单位kW基础价应低于1250～1300美元/kW;之后的机组建设,其单位基础价应低于1000美元/kW,其建成价不超过1250美元/kW。3.2.3技术能力方面的利用所选定的堆型能较充分地利用我国已建立的压水堆核电科技与工业基础及技术能力,较充分地利用已有的核电建设、运营和管理的技术、能力和经验,确保通过首批4～6台机组的建设,实现核电站设计自主化、设备国产化率达到70%～80%,完全实现核电自主建设、自主运营和管理。3.2.4有利于核电站的大规模开发所选定的堆型能作为我国今后20年内的标准、系列成批连续建设的堆型,在技术上有利于与下一代新堆型的衔接与过渡。3.2.5根据国际核计划法发展趋势所选定的堆型,其安全性与经济性相统一,先进性与成熟性相统一,并体现当代核电技术的最新成果和最高技术水平。4核电厂系统4.1电力市场化背景下核桃体制与运作机制要贯彻执行我国核电发展和技术路线,实现发展的目标,必须有一个能适应电力市场化需要、促进核电生产力发展、工业分工科学合理的核电体制与运作机制。4.2近、中、长期目标管理与规划的制定应将核电从核军工中分离出来回归到电力工业中,确立核电在电力工业中及其在电力市场格局中的地位与作用;依此制定国家发展核电的近、中、长期计划及规划,明确国家核电发展的政策、方针、目标、计划、措施、步骤;核电系统各部门在国家集中统一管理和组织协调下,统一认识、统一组织、统一行动,团结一心谋发展、集中精力搞建设。4.3完善病理工艺体系结合核电从核军工中的分离,重新整合我国的核蒸汽供应系统(NSSS)供应商、核电工程咨询公司(AE)、核电站运行维修公司等,在今后新的核电站建设过程中完善核电发展工业化体系,奠定核电发展的工业化基础。4.4参与新一代改革开放,提升水平组织核电科研、设计力量,加强国际合作,参与新一代核电技术的开发,培养人才,提升水平,争取早日开始建设新一代先进堆,实现我国核电技术的跨越式发展。4.5创建方案的主体我国现行的核电工程设计分工为:核工业设计院在负责核电站核岛工程设计的同时,还担负着核电产品(核蒸汽供应系统及核工程安全系统中的主要设备产品)设计,而电力设计院负责常规岛及BOP(核电站辅助、附属公共设施)工程设计。因此,一个核电站工程的设计,牵涉到不同的行业、部门、行政的或经济的隶属关系,在核电自主化方略的实施中部门和单位间的利益争执较多,接口关系复杂,设计效率低下,设计技术转让对口承接极为困难等,严重阻碍着设计生产力的发展。因此,必须加以改革,以利落实核电设计自主化、设备国产化方略的顺利实施。建议创建独资或中外合资(或合作)独立经营的核电工程咨询(或顾问)公司,即采用与我国现行设计体制较接近的国际成功体制,以实现核电产品设计与工程设计的合理分离,即将前者移交给相应的设备产品制造厂,后者则由咨询公司来完成,即核电项目的设计分工与国际接轨。核电工程咨询公司完全脱离了行业部门行政或经济的隶属关系,并可在国家监管、组织、支持下,进行核电新技术的研究与开发。4.6竞争格局竞争格局开放核电市场,引入竞争机制,实行多家办核电,形成多家投资、投资主体多元化、竞相发展核电的竞争格局。核电工程项目的建设,国家要明确安全、经济、环保等项要求,在国家统一组织协调下,采取国内外公开招标的方式优选投资主体,项目法人和工程设计、设备供应、工程建设、设备安装、运行调试、建设监理等单位。4.7电企业的经营实行核电经营主体多元化,经营者可以是只经营核电的公司,也可以是经营多种类电源的电力集团公司或电网公司。采用国内外公开招标的方式优选核燃料供应、乏燃料后处理、核废料处置等的服务者。4.8燃料资源服务应摆脱行政或经济的隶属关系,按市场规则参与国内外市场竞争,以合同方式提供核燃料供应,乏燃料后处理,核废料处置等服务。在国家监管、组织、支持下,进行核燃料循环技术的研究与开发。4.9拍卖及互联网价格适应电力体制改革市场化要求,逐步实行核电公开、公正、公平竟价上网。5用电企业发展规模将较多有关部门根据我国全面建设小康社会的经济发展目标要求,经济增长对电力的需求,全面小康的用电水平,未来20年电力发展预测所进行的深入研究结果,结合现有资料分析,提出本世纪前20年,电力将保持5.5%～6%的快速增长。到2020年,我国全社会用电量将达到4.3万亿kW·h,相应电力装机容量将达到9.5亿kW(为2002年底已达到的全国装机总容量的2.7倍),见表1。表1设想是根据世界电力发展的规律结合我国资源用电需求及技术供应等情况做出的。到2020年,核电装机总规模为4000万kW,其容量及发电量也仅是4.2%和6%,比重仍很小,只接近上个世纪80年代世界的平均发展水平。2020年,煤电装机容量将达到6亿kW,年需原煤约18亿t(已达到本世纪中期国内年一次能源煤炭预计的最大可供量)。同时,假定煤炭运力没问题;煤电厂排放的二氧化硫、氮氧化物和烟尘的治理都达到环保标准,但必将受二氧化碳减排的限制,这是煤电不可克服的受限因素。因此,必须考虑加大核电的发展规模以替代限减的煤电容量。2020年,水电装机容量将达到2.0亿kW,占其经济可开发容量的68%,开发率已很高,再发展的空间不大。我国石油储量约占世界的2%多,天然气储量约占世界的1%。若大