世界核电发展及对我国的启示

世界核电发展及对我国的启示
2011-3-1
摘要：介绍了我国核电装机、核电技术、核电政策等方面的发展情况；未来我国广阔的核电发展空间及形势；世界核电装机发展、主要国家核电装机、核电技术进步等情况。

总结了世界核电发展的经验及对我国的启示：高度重视核电安全、制定科学合理的发展战略及加强核电技术标准化建设。

关键词：发展战略，核电，气候变化，能源危机
0 引言
核电作为一种重要的清洁能源，在保障能源供应、实现能源低碳清洁发展方面具有重要作用[1-7]，已为世界各国广泛使用。

与风电、太阳能等可再生能源相比，核电具有经济性好、单位投资减排效益高等优点。

随着核电技术的发展，核电的安全性与经济性不断提高，大规模发展核电已成为提高我国能源供应能力、推进能源消费清洁、低碳发展的重要举措之一。

近年来，我国政府已制定了庞大的核电发展计划，我国已进入核电快速发展时期。

本文介绍了我国核电发展的前景与形势、世界核电装机及技术发展现状，总结了世界核电发展的主要经验教训及对我国的启示，以期为我国核电大发展提供借鉴。

1 我国核电发展现状
1.1 我国核电装机的发展概况
1991年12月，我国自主设计、建设的第1台30万kW压水堆核电机组在秦山一期核电站投入试运行，实现了我国大陆核电“零的突破”。

1994年，秦山一期与大亚湾核电机组，2台由法国引进的90万kW 压水堆型核电机组正式投入运行，使我国核电装机容量达到了210万kW。

2002年，秦山二期（我国自主设计、建造、运营）、秦山三期（由加拿大进口的重水堆型核电机组）、岭澳一期（由法国引进的压水堆型核电机组）各有1台核电机组投入运行，使核电装机达到了447万kW。

此后，这3个电厂的第2台机组以及田湾核电站（2台由俄罗斯引进的压水堆型核电机组）陆续投入运行。

截至2009年年底，我国有6座核电站共11台机组908万kW投入商业运行。

1.2 我国核电技术的发展历程
我国核电发展走的是一条“以我为主，中外结合”的道路，在20多年的探索、实践、引进、消化、吸收过程中，我国核电技术逐步走向成熟。

目前，我国已掌握第2代核电技术，在“十五”末及“十一五”初期，我国利用秦山二期和岭澳一期已有技术并加以改进，建设了秦山二期扩建和岭澳二期等核电工程，使国内企业具备了自主设计第2代改进型60万kW和100万kW级压水堆型核电站的能力。

“十一五”期间，通过对外合作，我国引进了新一代先进的核电技术，并在消化吸收的基础上进一步优化改进，提高了核电的安全性和经济性，核电工程设计工作也从中外联合设计逐步过渡到由国内企业自主完成，形成了中国先进压水堆型核电站品牌和批量化建设的设计能力。

2004年，我国开始了第3代核电机组的引进工作，最终选择了美国西屋的AP1000作为我国未来统一的核电技术路线。

2009年，采用AP1000核电机组的浙江三门核电站和山东海阳核电站开工建设。

从发展阶段看，我国的核电发展还处于自主技术成熟化和批量建设的准备阶段，而法国、美国等核电强国已经走过了批量建设的阶段，由于其技术先进成熟，现已处于技术输出阶段。

1.3 我国核电政策的发展情况
我国核电发展的政策经历了补充发展→适度发展→积极发展3个阶段。

（1）补充发展阶段。

在2000年前，我国核电只是作为电力发展的一般补充。

1983年，原国家计委和国家科委联合拟定的《核能发展技术政策要点》对我国核电起步阶段的发展起到了很好的指导作用，但受当时的技术经济水平、能源需求等多方面因素的影响，国家没有及时制定相关的落实规划，致使我国自1994年秦山一期和大亚湾核电站投入运行后的7年间，就再没有新建核电机组。

（2）适度发展阶段。

我国在2000年10月提出“适度”发展核电时，核电装机仅有210万kW，由于当时我国核电发展规划还没有纳入到全国电力规划中，核电项目一直是单个安排、分散建设。

2003年，我国的核电发展战略出现重大转折，这一年，政府首次将核电发展纳入国家电力规划之中。

（3）积极发展阶段。

2006年3月，十届全国人大四次会议批准的《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中明确提出：“积极推进核电建设”；2007年6月，国家发改委印发的《中国应对气候变化国家方案》中明确提出：要“积极推进核电建设，把核能作为国家能源战略的重要组成部分，逐步提高核电在中国一次能源供应总量中的比重；2007年10月，国家发改委发布了《核电中长期发展规划（2005-2020）》中明确提出：贯彻“积极推进核电建设”的电力发展方针。

在积极推进核电建设的指导方针下，我国核电建设与审批进度加快。

2009年，我国核准浙江三门、山东海阳、广东台山共计6台核电机组的建设项目，装机容量达850万kW。

截至2009年年底，我国在建核电机组有20台，装机容量共计2192万kW[8-9]。

2 我国核电发展前景与形势
我国是世界上煤炭消费量最大的国家，大量的煤炭消费使得我国CO2等温室气体排放量居世界前列，且东南部地区酸雨危害严重，给我国带来了较严重的减排压力。

发电是我国煤炭利用的最主要方式，近年来，随着我国煤电装机的快速增长，电煤消费量占全国煤炭消费总量的比重呈上升之势，已超过50%。

优化电源结构，加快清洁能源发展，推进节能减排和低碳发展已成为我国电力工业最迫切的任务之一。

核电作为一种技术成熟的清洁能源，具有较好的经济性和较高的容量因子（容量因子=可用发电小时/年利用小时数），加快核电发展已成为我国电力工业可持续发展的必然选择[10]。

我国政府于2009年提出“到2020年非化石能源占一次能源消费量15%左右”的发展目标，要实现这一目标，预计届时核电装机规模需要达到7000万-8000万kW，未来我国核电发展的市场和空间非常广阔[11]。

根据发展需求，我国核电装机将由2009年的908万kW快速发展到2020年的7000万-8000万kW，扣除截至2009年年底已在建的2192万kW容量，并考虑核电工程5-7年的建设工期，2010-2014年，我国核电需要再开工建设3900万-4900万kW（年均开工780万-980万kW），大于截至2010年8月世界
其他各国3092万kW的在建总规模，核电建设任务非常重。

此外，我国在建及将要开工建设的核电机组中，既有国产第2代加技术的核电机组，也有法国EPR和美国AP1000第3代核电技术机组。

EPR和AP1000机组属世界首批，尚无运行管理经验，未来我国核电的大发展将面临较大的建设、运行管理和安全等方面的风险。

3 世界核电发展现状
3.1 世界核电的发展历程
自1954年前苏联建成世界上第1座5000kW实验性核电厂并投入商业运行及1957年美国建成9万kW希平港原型核电站以来，以核电替代常规化石能源的期望和呼声一度高涨。

20世纪50-60年代，随着美国、西欧和日本的经济迅速发展，以及美国核电较低的造价，使得许多国家认识到发展核电是其摆脱过分依赖中东石油的唯一出路，美国、前苏联、日本和西欧各国制定了庞大的核电发展规划。

1973年的第1次石油危机引发了美国第2个核电设备订货高潮，2年间美国共订核电机组6700万kW，占当年订货总量的50%。

到1980年年底，全世界在运核电机组近300台，总装机容量已达1.8亿kW。

1966-1980年，核电装机容量年增长率达到26%[12]。

1979年，受第2次石油危机的影响，西方各国经济发展速度锐减，使得电力需求大幅回落[13]。

此外，由于1979年美国三厘岛核电站事故、1986年前苏联切尔诺贝利核电站事故对世界核电发展产生了较大的影响，核电的经济效益下降、核电投资风险增大，加之核电安全管理加强，使得核电发展跌至最低谷。

由于安全、经济、能源需求、能源效率等多方面因素的综合作用，进入20世纪80年代后，全世界核电发展放缓，进入低潮期。

据统计，到1983年，美国有108座核电装置共计1.1亿kW订货合同被取消，不少在建的核电厂被推迟或停建。

除法国外，欧洲其他发达国家以及美国已有10-30年没有发展核电。

截至2010年8月，全世界正在运行的核电机组有440台，装机容量3.76亿kW，分布在30个国家或地区；在建核电机组59台，容量6260万kW[14]。

1954年以来，世界核电装机容量与核电机组台数见图1，世界核电机组建设与关停情况见图2[15]。

3.2 主要国家的核电装机情况
世界核电装机主要分布在美国、法国、日本、俄罗斯、德国、韩国等发达国家，其中美国核电装机规模最大，法国核电装机占其国内总装机的比重最大。

截至2010年8月1日，世界主要国家核电装机容量情况见图3。

2000年以来，随着能源价格的再次快速上涨、核电安全性和经济性的提高以及应对气候变化、加强环境保护等方面的需要，发展核电再次为各国政府所重视[16-20]。

美国及英国等欧洲国家原有核电发展政策逐渐改变，近年来纷纷制定了新的核电发展计划。

而作为主要发展中国家的中国、印度，出于经济发展及应对温室气体减排的需要，未来核电装机将快速发展。

截至2010年8月，主要国家核电在建及规划建设规模情况见图4。

3.3 核电技术的发展
目前，世界核电技术已发展到第3代，即先进的压水堆技术，美、法等国已开展第4代核电的研究，世界核电技术发展进化时序见图5[21]。

各代核电技术的特点如下[22-23]：
（1）第1代核电。

第1代核电为试验性和原型核电机组，1954-1965年，世界共有38座“第1代”核电机组投入运行。

如：前苏联在1954年建成的世界上第1座5MW实验性石墨沸水堆型核电站；英国于1956年建成的45MW原型天然铀石墨气冷堆型核电站；美国于1957年建成的60MW原型压水堆型核电站；法国于1962年建成的60MW天然铀石墨气冷堆型核电站；加拿大于1962年建成的25MW天然铀重水堆型核电站等等。

（2）第2代核电。

第2代核电是在第1代核电技术的基础上建成的功率在300MW以上的压水堆型、沸水堆型、重水堆型机组，具有标准化、系列化和批量建设的特点。

1966-1980年，世界共有242台属于“第2代”核电机组投入运行。

期间，美国成批建造了500-1100MW的压水堆型、沸水堆型机组，并出口其他国家；前苏联建造了1000MW石墨堆型和440MW、1000MWVVER压水堆型机组；日本、法国引进、消化了美国的压水堆型、沸水堆型技术，法国核电发电量增加了20.4倍，核电装机占其国内总装机的比重从3.7%增加到40%以上；日本核电发电量增加了21.8倍，核电装机占其国内总装机的比重从1.3%增加到20%。

（3）第3代核电。

第3代核电主要指满足美国“先进轻水堆型用户要求”（URD）和“欧洲用户对轻水堆型核电站的要求”（EUR）的压水堆型技术核电机组，其具有更好的安全性、经济性及模块化设计的特点。

21世纪以来，美国、欧洲、日本、加拿大等国开发的“第3代”先进压水堆型核电站主要有ABWR、System80+、AP600、AP1000、EPR、ACR等技术类型，其中具有代表性的是美国的AP1000和法国的EPR。

目前，法国、中国已开工建设基于第3代EPR、AP1000技术的核电站。

（4）第4代核电。

第4代核电是由美国能源部发起，并联合法国、英国、日本等9个国家联合研究的下一代核能技术。

第4代核能系统将满足安全、经济、可持续发展、极少的废物生成、燃料增殖的风险低、防止核扩散等基本要求，预计可在2030年前后向市场推出。

4 世界核电发展的主要经验教训及对我国的启示
近年来，我国在核电技术、装备制造、电站建设、人才培养等方面取得了重大成就，并确定了未来的技术发展路线。

当前，我国核电在建规模居世界首位，并制定了世界最大规模的核电发展计划。

纵观世界各国核电发展过程中的经验与教训，有必要总结世界核电发展经验及对我国的启示，以促进我国核电事业的健康快速发展。

（1）必须高度注重核电安全。

在20世纪70年代核电发展的第1个高潮期，由于美国、前苏联的2次核电站事故，使得发达国家民众对核电安全问题产生恐慌，世界各国发展核电的热情骤然跌落，核电发展进入长达20-30年之久的停滞期。

此外，据报道，2010年，默克尔因同意延长在运核电机组寿命而遭到德国民众出于安全和健康考虑的严重抗议[24]。

安全是核电的生命之本，不解决安全问题就不会有核电的大发展。

为保障核电发展，第3代和第4代核电技术的突出特点就是强调安全性。

未来10多年将是我国核电快速发展的重要时期，由于我国核电发展的任务重、速度快，其安全问题对实现我国核电的又好又快发展尤为重要。

（2）及早制定正确的核电发展战略。

法国、韩国都曾是能源资源匮乏的国家，法国能源对外依存度在80%以上，韩国在90%以上。

出于能源安全的需要及降低国际能源供应与价格波动的影响，法国确定了“能源独立”政策，确定优先发展核电战略；韩国确定将核能作为国内电力生产的主力能源，并制定了将核能作为战略出口产业的核电发展战略。

法国、韩国基于各自的发展战略，引进美国核电技术后，积极消化、吸收、改进、发展，如今，法国已掌握了较为成熟的第3代先进压水堆型技术（EPR），成为核电技术强国和出口大国[25-26]；韩国成功地开发了自主产权的OPRl000和APRl400先进压水堆型技术，并于2009年年底获得阿联酋核电站建设协议，逐步成为核电技术出口大国[27]；英国虽为最早发展核电的国家之一，但由于其对核电堆型发展战略的举棋不定，严重阻碍了核电的发展，削弱了国际竞争力。

我国常规化石能源资源以煤炭为主，油气资源有限，要满足未来稳步增长的能源消费需求，并实现能源的低碳、清洁和经济供应，发展核电的重要性不言而喻。

因此，制定科学的、适应我国国情的核电发展战略，对实现我国核电工业的强大及可持续发展具有重要意义。

（3）加强核电技术的标准化。

从国外经验看，核电站区别于其他电站的一个显著特点是：不同类型的反应堆型其结构特点与相应的设备千差万别，使用的核燃料亦不同，所采用的技术相差很大，因而每一种堆型都有一整套与之相适应的设备制造、原料供应、材料生产、燃料元件加工及后处理等工业体系。

核电技术的标准化具有缩短建设周期、降低造价、提高安全可靠性等优点，对促进一个国家的核电发展具有重大意义。

法国是世界上核电建设标准化的典范，目前，法国在运行的59台机组全都是第2代压水堆型技术的核电机组，高度标准化的核电技术使得法国核电投资及运营成本非常低，投资成本约为世界平均水平的50%，运行成本比美国低40%[28]。

法国电价比整个欧盟国家的电价平均要低20%-30%，是向欧洲邻国输出电力最多的国家。

我国在运核电机组有法国、加拿大、俄罗斯及国产机组，在建机组中，有国产2代加机组及基于不同技术类型的美国和法国第3代核电机组。

未来随着核电规模的快速增大，核电的经济性对核电自身及经济社会可持续发展影响不断增大，推进我国核电技术的标准化发展，对实现我国核电的又好又快发展意义重大。

5 结语
当前，我国正处于经济快速发展的关键时期，核电发展面临着许多有利条件，同时也有许多需要高度重视和深刻思考的问题。

对比国内外核电发展的差距，总结先进核电国家的发展经验与教训得知：在未来我国核电的大规模快速发展中，需要高度重视核电安全，制定科学合理的核电发展战略，加强核电技术标准化建设。

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