核電產(chǎn)業(yè)跨越:在安全與高效之間走硬“核”發(fā)展之路

2022-01-27 08:41  來源:上海證券報   瀏覽:  

2022年1月1日22時,中核集團(tuán)福清核電6號機(jī)組首次并網(wǎng)成功,這是全球第三臺、我國第二臺華龍一號并網(wǎng)發(fā)電機(jī)組,年發(fā)電能力約100億度。

一場“開門紅”,掀開了我國核電2022的發(fā)展新年歷。去年底召開的全國能源工作會議將“積極安全有序發(fā)展核電”作為重點任務(wù)提出:2022年,我國計劃建成福清6號、紅沿河6號、防城港3號和高溫氣冷堆示范工程4臺機(jī)組,新增裝機(jī)367萬千瓦;在確保安全前提下,有序推進(jìn)具備可靠條件的核電項目核準(zhǔn)建設(shè)。

這座“里程碑”,記錄下我國核電自主創(chuàng)新的歷程。目前,我國已完成從二代技術(shù)為主到自主掌握三代技術(shù),并向四代技術(shù)進(jìn)發(fā)的跨越;核電產(chǎn)業(yè)也隨著裝備制造的國產(chǎn)化,實現(xiàn)從“自立自強(qiáng)”到大邁步“走出去”的巨大轉(zhuǎn)變。《中國核能發(fā)展報告(2021)》藍(lán)皮書顯示,預(yù)計到2025年,我國核電在運裝機(jī)7000萬千瓦左右,在建約5000萬千瓦;到2030年,核電在運裝機(jī)容量達(dá)到1.2億千瓦,核電發(fā)電量約占全國發(fā)電量的8%。

明晰爭議:大力發(fā)展是主線

從原理上看,核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是核能發(fā)電的基礎(chǔ),進(jìn)而完成核能—熱能—機(jī)械能—電能的轉(zhuǎn)化過程。用一道直觀的換算題來展現(xiàn)核能的“威力”:1千克鈾235的全部核裂變將產(chǎn)生20000兆瓦小時的能量,與燃燒至少2000噸煤釋放的能量一樣多,相當(dāng)于一個20兆瓦的發(fā)電站運轉(zhuǎn)1000小時。

“高效”之外,更有“清潔”屬性加成。中國廣核財務(wù)總監(jiān)兼董秘尹恩剛曾列舉過一組數(shù)據(jù):2020年公司管理的24臺在運核電機(jī)組共實現(xiàn)上網(wǎng)電量1865億千瓦時,和燃煤發(fā)電機(jī)組相比,減少標(biāo)煤消耗5697萬噸,減排二氧化碳1.56億噸、二氧化硫3.5萬噸、氮氧化物大約3.6萬噸,相當(dāng)于植樹造林超過42萬公頃。

“雙碳”目標(biāo)下,核電在“綠色”畫布上的可為性,正得到越來越廣泛的認(rèn)可。“核電站發(fā)電成本遠(yuǎn)低于燃煤發(fā)電,且在電力利用效率和使用壽命上相較風(fēng)電、光伏發(fā)電等具有一定優(yōu)勢。”一家核電企業(yè)管理人員向記者直言,“少搞1000萬瓦核電就要多搞4000萬瓦風(fēng)電或者6000萬瓦光伏。我國能源結(jié)構(gòu)要調(diào)整,核電必然成為重要選項。”

微觀感知與宏觀定向相契合。2021年初,政府工作報告中提出“在確保安全的前提下積極有序發(fā)展核電”,系我國多年來首次采用“積極”的表述明確提及核電,較“十二五”和“十三五”的“安全高效發(fā)展核電”更為正面鼓勵。“十四五”規(guī)劃更是將“安全穩(wěn)妥推動沿海核電建設(shè)”列為期間重要任務(wù)。

“新型電力系統(tǒng)的發(fā)展要兼顧社會用能階段性的承受能力和長期的經(jīng)濟(jì)性。”中國工程院院士杜祥琬表示,核電在新型電力系統(tǒng)當(dāng)中將發(fā)揮穩(wěn)定基荷的作用。在安全前提下,核電裝機(jī)完全可能在2030年前達(dá)到1億千瓦以上。

此外,隨著核能相關(guān)政策的持續(xù)完善,我國核電發(fā)展有望進(jìn)一步提速。據(jù)悉,《核電管理條例》等一系列涉及核能的法律法規(guī)均可能在“十四五”期間出臺,為核電產(chǎn)業(yè)的健康有序發(fā)展保駕護(hù)航。

不過,在自帶“綠色低碳”標(biāo)簽的同時,也意味著核能天生要與“安全可控”的顧慮作博弈??梢哉f,核電的誕生、發(fā)展與定位,始終伴隨著爭議與起伏。

“特別是2011年日本福島核電事故之后,我國對核電的審批大幅收緊,整個核電建設(shè)產(chǎn)業(yè)隨之進(jìn)入低谷。”一名行業(yè)分析師向記者介紹,“直到2019年,我國核電項目才陸續(xù)開閘,打破多年的‘零核準(zhǔn)’狀態(tài)。”

就長期運行情況來看,我國已建成的秦山、大亞灣、田灣等十余座核電基地均未發(fā)生二級及以上運行事件。“核電站的設(shè)計和制造標(biāo)準(zhǔn)比常規(guī)工業(yè)要高得多,且為達(dá)到這些標(biāo)準(zhǔn)而實施的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證也要嚴(yán)密得多。”海龍核科董事長戴金華告訴記者,“其實核電站發(fā)生重大事故的可能性比飛機(jī)失事、火災(zāi)、地震等其他自然或人為災(zāi)害都要小得多。”

技術(shù)迭代:自主研發(fā)是重點

從1955年我國核工業(yè)體系初建,到上世紀(jì)70年代國務(wù)院正式?jīng)Q定發(fā)展核電;從1983年確定壓水堆為主的核電技術(shù)策略,到2021年全球首個四代高溫氣冷堆核電站在我國石島灣完成發(fā)電并網(wǎng)——回溯歷程,中國核電已大致經(jīng)歷了起步、適度發(fā)展、積極快速發(fā)展和安全高效發(fā)展等四個不同階段。

與我國核電發(fā)展史呼應(yīng),世界核電技術(shù)的演進(jìn)路線同樣經(jīng)歷了四代。其中,第二代核電站為技術(shù)成熟的商業(yè)堆,目前在運的核電站絕大部分屬于第二代;第三代核電站為符合URD或EUR要求的核電站,其安全性和經(jīng)濟(jì)性均較第二代有所提高,屬于未來發(fā)展的主要方向之一。

將目光投向國內(nèi)核企的“技術(shù)序列”。中廣核表示,公司所屬的在運核電機(jī)組包括二代和三代技術(shù),后續(xù)開工的核電項目將以華龍一號三代核電技術(shù)為主。

從中亦可窺得我國核電技術(shù)的發(fā)展概貌。自2005年以來,中國就在加緊對國產(chǎn)三代核電技術(shù)的研發(fā),由于起步略晚于發(fā)達(dá)國家,現(xiàn)主要采用“引進(jìn)—消化—吸收”路線。如中廣核從法國引進(jìn)M310技術(shù)的基礎(chǔ)上,形成了ACPR1000+三代核電技術(shù);中核方面則在美國AP1000技術(shù)的基礎(chǔ)上,自主開發(fā)出ACP1000三代核電技術(shù)。

據(jù)了解,ACPR1000+與ACP1000均是滿足URD和EUR文件要求的三代核電技術(shù)。2013年開始,兩家核電龍頭分別將各自拳頭技術(shù)融合,形成了我國自主知識產(chǎn)權(quán)、自主品牌的三代核電旗艦“華龍一號”。

一個“變”字,不僅貫穿于核電技術(shù)的發(fā)展歷程,也串連起核電的全產(chǎn)業(yè)鏈。

具體而言,核燃料環(huán)節(jié)當(dāng)前由中核集團(tuán)、中廣核集團(tuán)和國家電投“三分天下”。盡管核燃料加工主要由中核集團(tuán)負(fù)責(zé),但三家都擁有各自的鈾業(yè)公司。以中廣核為例,集團(tuán)2021年11月公告,由下屬中廣核鈾業(yè)和哈薩克斯坦國家原子能工業(yè)公司共同出資建設(shè)的中哈組件廠投產(chǎn),設(shè)計年產(chǎn)200噸核燃料組件,可滿足8臺百萬千瓦級核電機(jī)組的換料需求。

核島設(shè)備的供應(yīng)主要由東方電氣、上海電氣、中國一重、哈電集團(tuán)等占據(jù)重要地位,四大國企承擔(dān)三代核電主設(shè)備的國產(chǎn)化任務(wù)。與此同時,民企則在細(xì)分產(chǎn)品閥門、管材、焊材、電纜、密封件等領(lǐng)域發(fā)力,在諸多領(lǐng)域填補(bǔ)國內(nèi)空白。如江蘇神通在最新調(diào)研紀(jì)要中稱,公司在核電用蝶閥、球閥、儀表閥、隔膜閥等產(chǎn)品上預(yù)計能接到90%以上的產(chǎn)品訂單,每個百萬千瓦級核電機(jī)組能拿到的訂單預(yù)計可超7000萬元。

由于下游運營準(zhǔn)入門檻高,核電站建造方面目前國內(nèi)只有中核集團(tuán)、中廣核集團(tuán)和國電投集團(tuán)具有控股開發(fā)、建設(shè)、運營牌照。

未來是否出現(xiàn)群雄逐鹿的可能?長江證券研報認(rèn)為,按照《核電管理條例(送審稿)》的相關(guān)細(xì)則要求,大唐、華電、華能三巨頭已基本滿足控股核電站的要求,結(jié)合三代核電重啟審批的預(yù)期,將逐步改變現(xiàn)有的核電運營商競爭格局,帶來新變量和新動能。

開拓市場:“出海”博浪是方向

此前中央經(jīng)濟(jì)工作會議曾明確提出,把核電作為和高鐵一樣的重要出口項目,從而大力扶持我國三代核電技術(shù)“站起來”。而作為遞給世界的名片,如今“華龍一號”和“CAP1400”率先邁開了中國核電出海的“兩條腿”。

2021年5月20日,巴基斯坦卡拉奇2號核電機(jī)組FCD正式投入商業(yè)運行,意味著“華龍一號”走出國門,正式落地巴基斯坦。而隨著技術(shù)的開發(fā)成熟,CAP1400機(jī)組也已成為我國真正具有自主知識產(chǎn)權(quán)和獨立出口權(quán)的三代核電技術(shù)。

當(dāng)前,我國并網(wǎng)核電機(jī)組達(dá)到53臺,總裝機(jī)容量5463.695萬千瓦,僅次于美國的93臺9552.3萬千瓦和法國的56臺6137萬千瓦,居世界第三位。但核電占比全國發(fā)電總量不足5%,提升空間仍巨大。

世界范圍來看,目前僅美、俄、法、中、韓、日六國具備出口三代核電機(jī)組的實力,其中中國優(yōu)勢明顯。我國實施以政府支持為主導(dǎo),為業(yè)主國提供相應(yīng)合理的優(yōu)惠融資信貸等渠道,加強(qiáng)專業(yè)人力培養(yǎng),提供核電全產(chǎn)業(yè)建設(shè)等一攬子解決方案;與此同時,通過加強(qiáng)研發(fā),提升全產(chǎn)業(yè)技術(shù)實力等手段,在海外核電競爭中擦亮“中國招牌”;另外,我國核電設(shè)備具有規(guī)?;圃炷芰?,從而降低了核電站造價。

“一帶一路”清晰勾畫出我國核電走向海外的“路線圖”。根據(jù)規(guī)劃,到2030年“一帶一路”周邊沿線國家將新建107臺核電機(jī)組,共計新增核電裝機(jī)1.15億千瓦,新增裝機(jī)占中國之外世界核電市場的81.4%。在“一帶一路”高峰論壇期間,中核集團(tuán)與阿根廷核電公司簽署了阿查圖3號、4號兩臺機(jī)組的總合同;中廣核集團(tuán)則分別與捷克能源集團(tuán)、羅馬尼亞國家核電公司、法國電力集團(tuán)等簽訂了合作協(xié)議。

據(jù)測算,每出口1臺核電機(jī)組需要8萬余臺套設(shè)備,200余家企業(yè)參與制造和建設(shè),可創(chuàng)造約15萬個就業(yè)機(jī)會,單臺機(jī)組投資約300億元。若以單臺機(jī)組投資100億元至200億元保守估計,30臺機(jī)組將直接產(chǎn)生3000億元至6000億元產(chǎn)值。

核電的2022年將是怎樣的?采訪中,“老核電人”戴金華給出了他的判斷:“一是將在確保安全的前提下向積極有序發(fā)展的新階段轉(zhuǎn)變;二是科技創(chuàng)新將進(jìn)一步增強(qiáng)核能產(chǎn)業(yè)自立自強(qiáng)能力;三是核能產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈將更加均衡全面發(fā)展;四是核技術(shù)應(yīng)用在抗疫及國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中將發(fā)揮更大潛力。”

在其看來,核電裝備關(guān)鍵設(shè)備、核心元器件、基礎(chǔ)軟件等取得重要突破,核能在工業(yè)供汽、海水淡化、制氫、核動力民用船舶、同位素生產(chǎn)等方面拓展更多應(yīng)用領(lǐng)域,以及核能數(shù)字化智能化發(fā)展速度加快,既是行業(yè)的可期未來,也是發(fā)展的必由之路。(記者 林淙)

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