第三代核電技術(shù)是未來全球核電產(chǎn)業(yè)的中流砥柱。

核電是清潔、低碳、安全、高效的能源形式之一。自1954年全球首座核電機(jī)組并網(wǎng)以來，核電為全球提供了重要的清潔能源，并且現(xiàn)在仍是全球第二大清潔電力來源。規(guī)?；l(fā)展的商用核電技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了三代，第三代核電技術(shù)成為當(dāng)前批量化建設(shè)的主流技術(shù)，預(yù)計(jì)將在未來相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，第三代核電技術(shù)都將會是全球核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展中扮演著中流砥柱的作用。

全球核電技術(shù)發(fā)展歷程情況

自1954年全球第一臺核電站——前蘇聯(lián)奧布寧斯克核電站并網(wǎng)以來，全球核電技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了四代。第一代核電技術(shù)為原型堆，各國為了驗(yàn)證核能商業(yè)應(yīng)用的可行性而建，發(fā)揮了驗(yàn)證核能發(fā)電可行性的作用，在設(shè)計(jì)上沒有形成標(biāo)準(zhǔn)化，發(fā)電功率也較小。第一代核電技術(shù)的典型代表是前蘇聯(lián)的奧布寧斯克核電站，英國鎂諾克斯反應(yīng)堆，美國希坪港壓水堆和德累斯頓沸水堆。采用第一代核電技術(shù)的機(jī)組已經(jīng)全部退役。

第二代核電技術(shù)吸收了第一代核電技術(shù)的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，形成了標(biāo)準(zhǔn)化的核電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了批量化商業(yè)部署，單位造價也較低，相比火電也具有較好的經(jīng)濟(jì)性。目前全球在運(yùn)的核電機(jī)組大部分采用了第二代核電技術(shù)，2022年底為393臺，占全部在運(yùn)核電機(jī)組數(shù)量的93%。但是，第二代核電技術(shù)面臨運(yùn)行到期即將退役等問題。

第三代核電技術(shù)是目前全球核電建設(shè)的主流技術(shù)，全球絕大部分在建的核電機(jī)組采用了第三代核電技術(shù)，預(yù)計(jì)在整個21世紀(jì)都會有很大的市場空間。當(dāng)然提高第三代核電技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性是全球核電界重點(diǎn)研究的課題之一。

第四代核能系統(tǒng)處于起步階段，鈉冷快堆和高溫氣冷堆是發(fā)展較快的兩種堆型。

全球第三代核電技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

第三代核電技術(shù)研發(fā)時間較早，受三哩島核事故影響，美國、俄羅斯、歐洲、韓國、日本等國外主要核電國家或地區(qū)發(fā)展了第三代核電技術(shù)，形成了如AP1000、EPR、VVER-1200、VVER-Toi、APR1400、ABWR、ESBWR等堆機(jī)型。我國第三代核電技術(shù)研發(fā)時間雖然稍微晚于上述國家和地區(qū)，但是目前已經(jīng)有3種自主技術(shù)型號實(shí)現(xiàn)了商業(yè)部署，還在研發(fā)其他型號，已成為全球重要的第三代核電技術(shù)研發(fā)國家。

截至2023年底，全球第三代核電技術(shù)約有18個型號，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)部署的型號有9種，已經(jīng)建成機(jī)組26臺。全球在建核電機(jī)組58臺，總裝機(jī)容量5986.7萬千瓦，全球在建第三代核電技術(shù)44臺核電機(jī)組，總裝機(jī)容量5174.9萬千瓦，占全球在建核電機(jī)組數(shù)量的75.0%，占全球在建核電機(jī)組總裝機(jī)容量的84.1%。

相關(guān)措施建議

(一)推動自主三代核電技術(shù)規(guī)?；l(fā)展

推動“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)是當(dāng)前我國能源電力行業(yè)重要而緊迫的任務(wù)使命，核電將在實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)過程中發(fā)揮重要作用。我國核能實(shí)施熱堆—快堆—聚變堆“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略，第三代核電技術(shù)最為成熟，是核電行業(yè)支撐“雙碳”目標(biāo)中堅(jiān)力量。根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測，相比2023年我國在運(yùn)核電裝機(jī)容量的5700萬千瓦，2030年、2040年、2050年和2060年在運(yùn)核電裝機(jī)增幅分別為90%、205%、331%、465%。建議我國每年核準(zhǔn)8-10臺核電機(jī)組，推動自主三代核電技術(shù)規(guī)模化發(fā)展。

(二)提高第三代核電技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性

相比于第二代核電技術(shù)，第三代核電技術(shù)造價較高。相比于風(fēng)電、光伏發(fā)電等幾乎零邊界成本的電源形式，第三代核電技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性有待更加進(jìn)一步提高。提高第三代核電技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，建議從以下幾個方面開展:一是一個廠址批量化開工核電機(jī)組，同一機(jī)型批量化建設(shè);二是在確保安全的前提下，簡化和優(yōu)化重復(fù)性配置措施;三是在設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行等環(huán)節(jié)盡可能引入數(shù)值化手段。

(三)推動核電納入綠電體系

我國已經(jīng)重視核電的清潔性，但是尚未將核電納入到綠色電力交易和綠證交易體系中。法國、俄羅斯、比利時、荷蘭、芬蘭、加拿大等國家已經(jīng)將核電納入到綠電范疇。我國核電每年可以提供數(shù)千億度電的市場電力交易，將核電納入到綠電體系，將有助于緩解我國華東、華南等地區(qū)綠電供不應(yīng)求局面。

(四)實(shí)施啟動內(nèi)陸核電建設(shè)

我國核電均位于東部沿海地區(qū)。按照我國每年8-10臺核電機(jī)組的核準(zhǔn)節(jié)湊，預(yù)計(jì)我國東部省份沿海廠址將在2030年前處于較為緊缺的狀態(tài)。根據(jù)核電建設(shè)節(jié)奏，我國宜在2025年左右啟動內(nèi)陸核電建設(shè)準(zhǔn)備工作，2030年開展內(nèi)陸核電建設(shè)。針對風(fēng)電和光伏發(fā)電輸出的西北省份，以及電力供應(yīng)缺口問題突出的華中省份，建議“十五五”期間適時啟動中西部地區(qū)核電建設(shè)，進(jìn)一步優(yōu)化我國核電時空布局。

文/王建華 李言瑞
作者供職于中國核能電力股份有限公司、中核戰(zhàn)略規(guī)劃研究總院