国内外核电发展形势分析
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alsotemporarilystoppedapprovalofnewnuclearpowerprojects.Thispaperintroducesthecurrentoverallsituationofnuclearpowerutilizationintheworldandthetechnicalcharacteristicsofexistingmainnuclearreactormodels;analyzestheFukushimanuclearaccidentanditsimpacts;summarizestheattitudesandpoliciestowardsnuclearpowerdevelopmentofmajornuclearenergyutilizationcountriesintheworld;andelaboratestheoverallsituationofnuclearpowerdevelopmentandthetechnicalprospectsinChina.
Keywords:Fukushimanuclearaccident;nuclearreactor;nuclearpowerdevelopment;safety
收稿日期:2011-12-16
0引言
全球煤、石油、天然气等化石能源储量有限,而且随着全球经济的快速发展,大量消耗化石能源带来的环境问题也日益突出。风电、光伏等新能源具有良好的发展前景,但短期内无法大规模替代传统能源。近年来,核能作为安全、清洁、经济且可以大规模利用的能源形式在全球范围内逐渐被广泛
认可,为解决能源问题带来了希望[1-2]。欧美和日本等核能利用大国均结合本国实际制定了核电发展战略,但日本福岛核事故后,全球核电迅速发展的形势受到了一定影响[3]。本文综述了当前国际上几个主要发达国家核能利用的总体情况,从日本福岛核事故情况及产生的影响入手,总结了全球主要核能利用国家核电发展态度与最新政策,分析了我国核电发展总体形势和技术发展方向。
根据国际原子能机构2011年1月公布的数据,
目前全球核电机组达到440台(包括5台长期关闭的
机组),总装机容量约3.75亿kW,核能发电量约占
全球总发电量的16%;在建核电机组65台,总装机
约0.63亿kW。按已建核电机组统计,美国为104
台,数量约占全球的1/4,位居全球首位;法国核电
机组数量全球第2,但核电比例最高,核电机组发电
量约占全国的80%;日本核电机组拥有量仅次于法
国,位居全球第3。
全球主要核能利用国家核电站分布如图1所示,
各国发电量取2009年数据。日本核电机组统计采用
世界核工业联合会数据,国际原子能机构公布的数
据中,日本核电机组为54座。
核电技术按照发展历程分为4代。目前,全球
已建核电站主要采用第2代技术。在建核电站中,
国外主要为第3代;我国则以“2代加”技术为主,
兼有部分第3代技术。第3代、4代核电技术的特点
如表1所示。
我国以改进型压水堆(CPR1000,2代加技术)为
主,同时引进第3代EPR和AP1000压水堆核电技
术。目前,国外在建核电站以第3代核电机组为主,
主要为压水堆。与第2代相比,其主要优点是安全
性高。具有代表性的第3代核电机组有法德合作开
核电技术特点详细比较如表2所示。
第3代核电技术的主要缺点是核电站建设运营
成本高、经济性差,且未考虑有效防止核扩散。目
前美国、法国等国家均在政府支持下开展第4代核
电技术研究。第4代核电技术将在第3代技术基础
上进一步提高安全性,降低建设运营成本,考虑防
止核扩散的要求,使未来核电更加安全、廉价。
2日本福岛核事故概况及影响
自1954年前苏联第一座核反应堆开始运行以
来,全球运行的400多座核反应堆已经累计安全运
行了约13000堆·年。期间共发生过3次重大核安全
事故:1979年美国三里岛核电站事故、1986年前苏
联切尔诺贝利核电站事故和2011年日本福岛核电站
事故。日本福岛核事故严重程度远超美国三里岛核
事故,与前苏联切尔诺贝利核电站事故等级接近。
2.1日本福岛核电站事故概况
福岛核电站位于日本宫城县境内。2011年3月
11日,日本北部海域发生9.0级强烈地震并引发海
啸,造成福岛第一核电站严重受损,1~4号反应堆
先后发生氢气爆炸并出现核泄漏,包括福岛核电站
在内的约2200万kW发电机组停运,日本出现二战
后最严重的大面积缺电[4]。
此次核事故的直接原因是大地震引发破坏性海图1全球主要核电站分布
表1第3代、4代核电技术特点
表2第3代先进轻水堆技术比较
键。首先,事故核电站采用第2代核电技术(BWR-沸水堆),遇紧急情况停机后,需启用备用电源带动冷却水循环散热,但海啸中应急发电机受损、备用电池耗尽,致使备用电源无法投入使用,从而导致事故严重程度加剧。其次,福岛第一核电站设备老化,电站本身抗极端自然灾害能力不足。另外,东京电力公司过多考虑自身利益,反应滞后、措施不力、隐瞒信息,也是事故未能得到及时有效控制的重要原因[5]。
2.2日本福岛核事故影响
福岛核事故对全球核电发展产生了很大影响。
(1)核电安全性再次引起全球热议,反核的声音进一步加强。三里岛核事故后,核能能否作为化石能源替代品的争议一直没有停止,长达30年的时间里,美国没有建设或投产过一台核电机组。切尔诺贝利核事故后,引起大众对前苏联核电厂安全性的极度关注,在建及规划石墨水冷堆(LWGR)核电项目被迫取消,前苏联政府也被迫修改其核电发展规划。福岛核事故后,核电安全性再一次引起热议,全球反核的声音进一步加强,甚至在多个国家转变为政治问题,核电发展问题更为敏感。
(2)各国对在运核电站安全性进行全面检查评估,核电安全管理更加严格。福岛核事故后,主要核能利用国家均针对本国核电安全进行了全面检查,并出具了评估报告。各国一致表示将进一步强化核电站安全管理,确保本国核电站安全运行。未来核电站安全管理将更加规范、严格。
(3)部分核电项目审批、建设被迫推迟或取消,核电发展在短期内受到抑制。福岛核事故后,美、法、俄、英等国虽然宣称不会因此放弃本国核电计划,但短期内各国核电发展依然受到抑制,核电项目审批被推迟,甚至部分在建项目被叫停或取消。
(4)多个国家宣布彻底放弃核电,全球核电发展受挫。福岛核事故后,瑞士、德国、意大利等欧洲国家相继提出放弃发展核电。其中,德国宣布将在2022年前关闭所有核电站;意大利则通过公投彻底否决了核电发展计划。另外,日本等一些国家反对发展核电的声音越来越强,全球核电迅速发展的
3有关发达国家核电发展形势分析
日本福岛核事故后,一些发达国家在未来核电发展问题上态度不一。目前,主要存在“弃核”与“挺核”2种对立态度,虽然各国对发展核电的态度不一,但主要核能利用国家仍致力于进一步深化核能的研究与利用,表示要在保障安全的基础上继续发展核电,国际社会对于核能利用的基本原则与发展方向未发生根本性转变。
3.1美国
核电概况:美国是全球核电生产能力最强的国家。目前,美国拥有104座核反应堆,其中69座为压水反应堆,35座为沸水反应堆,美国全国电力的20%来自核电。三里岛核电站事故后,美国30年来没有新建核电站。2011年年初,美国政府强调将大力发展包括核能在内的清洁能源,并在2012年度预算中将建造核电站的政府贷款数额提高到540亿美元。
发展动向:福岛核事故后,美国表示大力发展核电的立场不会改变,新的核电建设仍按原计划进行,同时将把来自日本的经验教训运用于设计和建造新一代核电站上,提高核安全技术水平。并明确表示,要满足日益增长的能源需求,同时避免气候变化带来的严重后果,美国必须提高核能供应量。3.2法国
核电概况:法国是核电占比最高的国家,也是全球最大的核电技术出口国。法国本土共建有19座核电站、58台核电机组,总装机容量6310万kW,核能发电量约占全国总发电量的80%。2005年7月,法国颁布《能源法》,明确规定核电是该国电力的主要来源,进一步将政府支持上升到法律层面。法国总统萨科齐也重申,法国将在“政府借贷”计划框架下向核能领域提供10亿欧元投资,用于发展第4代核电技术,并加强核安全工作。
发展动向:福岛核事故后,法国政府表示坚定支持核电发展,并将其作为长期能源政策的支柱。法国不放弃核电,除保障能源独立、保持核电技术竞争力外,还有经济方面的因素。①法国核电经济