● 湖南省科學(xué)技術(shù)研究開發(fā)院 周全之

1 世界核電發(fā)展概況

1942年12月2日，費米（意大利藉美國科學(xué)家）和他的同事們在美國芝加哥大學(xué)足球場西看臺下的一個網(wǎng)球室里建造了一座人工核反應(yīng)堆，實現(xiàn)了世界上第一次受控的自持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，它的功率最高僅為200W，但是它的意義卻十分巨大，有人稱之為 “登上了原子能新大陸”；1951年，美國建成了世界上第一個核發(fā)電裝置；1954年6月，前蘇聯(lián)建成了世界上第一座核電站，電功率為5MW；到2013年底，全世界運行核電反應(yīng)堆435臺，總裝機容量392GW。2013年老機組增容1635MW，當(dāng)年新開工10臺機組。世界首批AP1000（中國三門和海陽核電項目）及首批EPR（芬蘭奧爾基洛托3號和法國弗拉芒維爾3號機組）的進度都大幅延遲，而傳統(tǒng)二代改進型機組的進度大多正常甚至提前。當(dāng)然，首臺機組都由于不確定性而延遲，中國的EPR機組進度相對正常，說明中國核電項目在管理、協(xié)調(diào)和技術(shù)儲備等方面比較全面。世界核能年發(fā)電量于2006年達到最大值，之后逐步下降，到2010年出現(xiàn)反彈，顯現(xiàn)真正復(fù)蘇的開始；但2011年發(fā)生日本福島核電事故后再次下滑，且下滑速度更快。核電在總發(fā)電量中的比重，于1993年達到最高值17%，2012年下降到10%，2013年后世界核電進入平穩(wěn)狀態(tài)。

2 世界核電發(fā)展技術(shù)指標(biāo)的劃分

世界核電發(fā)展從技術(shù)指標(biāo)上來看，一般可以劃分為4代。

（1）第一代核電站。主要是20世紀(jì)50至60年代開發(fā)的原型堆和試驗堆，如美國已退役的希平港核電站。

（2）第二代核電站。主要是指20世紀(jì)70年代至現(xiàn)在正在運行的大部分商業(yè)核電站基本堆型，它們大部分已實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和批量化建設(shè)，中國已經(jīng)運行的核電機組除秦山一期30萬kW的原型堆外，大部分都可以劃入第二代核電站范圍之內(nèi)。

（3）第三代核電站。主要指符合美國“電站業(yè)主要文件（URD）”或“歐洲用戶要求文件（EUR）”的先進核電反應(yīng)堆，如AP1000、EPR及華龍一號等先進壓水堆。

（4）第四代核電站。主要特征是經(jīng)濟性好、安全性高、最少的廢物產(chǎn)生量和防止核擴散。如鈉冷快堆、鉛冷快堆、氣冷快堆、超臨界水堆和熔鹽堆。爭取2030年實現(xiàn)這些概念技術(shù)的應(yīng)用，不僅用于發(fā)電，而且還用來制氫及海水淡化等用途。由中國核工業(yè)集團公司組織中國原子能科學(xué)研究院具體實施，中國第一個由快中子引起核裂變反應(yīng)的中國實驗快中子增殖堆，2011年7月21日成功實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。該堆采用先進的池式結(jié)構(gòu)，熱功率6.5萬kW，電功率2萬kW，中國實驗快中子增殖堆的建成，標(biāo)志著中國在核能發(fā)展戰(zhàn)略方面取得了重大突破，也標(biāo)志著中國在第四代核電技術(shù)研發(fā)方面進入了國際先進行列。

3 世界核電發(fā)展前景預(yù)測

國際原子能機構(gòu)發(fā)布的《2050年能源、電力和核電發(fā)展預(yù)測》稱，全球核能發(fā)電量將在2030年以前持續(xù)增長，核電裝機將從2012年的373GW增長至2030年的435GW，樂觀預(yù)測為722GW。增長最快的是以中國和韓國為代表的東亞國家，由2012年底的83GW增大至2030年的147～268GW。而西歐國家的總裝機容量可能下降近一半。全球核發(fā)電量由2011年的25840億kWh增長到2035年的43000億kWh，核發(fā)電量在總發(fā)電量中的比重保持12%不變，裝機容量由2012年的373GW增長到2035年的578GW。中國、韓國、印度和俄羅斯將占新增容量的2/3。全球核電建設(shè)的重心似乎快速轉(zhuǎn)向亞洲，主要是中國、印度和東南亞國家。

目前世界各國核電的安全工作，總體上看已基本趨于穩(wěn)定，進入常態(tài)化。

4 世界核電發(fā)展動向

（1）美國是世界上最大的核電生產(chǎn)國，美國核能發(fā)電量占全球核能總發(fā)電量的30%以上，共擁有100多座現(xiàn)役反應(yīng)堆，近年來，全美核電反應(yīng)堆每年發(fā)電穩(wěn)定在近8000億kWh左右，占美國總發(fā)電量的19%以上。但自1979年三里島核事故發(fā)生后，美國核電發(fā)展遭遇重創(chuàng)，許多訂單和項目被取消或擱置，核電建設(shè)行業(yè)也隨之進入了長達20多年的低潮期。從近年來的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，美國核電運行基本穩(wěn)定。美國仍將連續(xù)推進新型先進核電反應(yīng)堆的研發(fā)和認(rèn)證，并與世界主要核能國家展開合作，包括在四代核能技術(shù)GIF框架下的合作，為核電的復(fù)興做好準(zhǔn)備。然而，目前由于市場競爭，天然氣價格低廉，西屋公司破產(chǎn)保護，在建的2個AP1000核電項目可能終止等一系列因素，美國核電的真正復(fù)興尚待時日。

（2）英國欣克利岬C項目的高電價對核電發(fā)展發(fā)出了警示，當(dāng)世界核電轉(zhuǎn)向發(fā)展后，發(fā)現(xiàn)一些主流核電機型“太貴、建不起、買不起”，這一問題嚴(yán)重困擾著世界各國核電的發(fā)展。

2012年下半年，英國開始加速核電復(fù)興，進行市場機制改革，制訂了相關(guān)能源法案；進行了第一個建設(shè)項目——欣克利岬C的談判，并取得重大進展。其政府和法國電力公司（EDF）就新建欣克利岬C項目，按能源新法案就電價進行談判，經(jīng)過持續(xù)、激烈的討價還價，終于達成了協(xié)議。英方承受了比市場電價高出1倍的高電價，以及長達35年共計約170億英鎊政府補貼的沉重負(fù)擔(dān)。但由于可克服2025年前后可預(yù)見到的因老核電廠退役和北海油田枯竭引發(fā)的能源供應(yīng)危機，因此英國決心吞下苦果。后中國政府支持英法兩大核電企業(yè)聯(lián)合參股，英政府同意中國核電企業(yè)進入英國核電市場，為中國核電“走出去”開辟了道路。

（3）法國是世界核電強國，法國電力公司（EDF）共運行著58座反應(yīng)堆，核電總裝機容量為65.8GW（截至2015年底）。核能發(fā)電量占總發(fā)電量的比例一直在75%左右，是世界上核能發(fā)電比例最高的國家。掌握了較先進的核電技術(shù)，在國際上除繼續(xù)生產(chǎn)、出口EPR及EDF等核電機組外，開始設(shè)計第四代原型核電反應(yīng)堆，并爭取早日投運及推出第四代核電反應(yīng)堆。且法國核電價格在歐洲也很低，因而贏得了市場。

（4）韓國是發(fā)展核電最成功的國家之一，主要原因是韓國重視核電技術(shù)的引進和吸收工作，并制定了核電自主化計劃，不斷積累經(jīng)驗，從而實現(xiàn)完全依靠本國建造核電廠，發(fā)展建立了有自己特點的核電工業(yè)和核電機型。

（5）日本從美國同時引進了壓水堆和沸水堆技術(shù)，原則上是按美國的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進行消化吸收和實行國產(chǎn)化，但其自己的特色少一點。日本福島核電事故，敲響了核安全的警鐘，對提升世界核安全和核電整體發(fā)展水平有著積極意義，為全世界制定相關(guān)政策和完善核電發(fā)展規(guī)劃提供了科學(xué)依據(jù)，促進了世界核設(shè)施的全面安全檢查，把確保核安全萬無一失放在各項工作的首位，并加快了“原子能法”的制定。因而，盡管出了日本福島核電事故，在堅持核安全第一的前提下，仍然應(yīng)該發(fā)展核電；從日本福島核電事故中吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，更加安全地促進世界核電事業(yè)穩(wěn)步向前發(fā)展。

（6）俄羅斯核電發(fā)展的啟示是：既安全又經(jīng)濟，是核電生存、發(fā)展的前提。俄羅斯的經(jīng)驗證明，核電的安全和經(jīng)濟可以兼得。核電轉(zhuǎn)向發(fā)展后突顯的問題是可以解決的?，F(xiàn)在俄羅斯的AES機型系列，造價和發(fā)電成本相對較低，只有法國、美國、日本那些先進堆型的一半，成為世界市場競爭力最強的機型，約占國際核貿(mào)易總成交量的70%，在世界核電競爭中遙遙領(lǐng)先。

（7）中國自主開發(fā)第三代核電機組，在確保安全的前提下，有更強的經(jīng)濟競爭力。中國要擔(dān)當(dāng)核電發(fā)展的重任，提高綜合競爭力；中國有可能會成為核電發(fā)展的核心力量；中國的高效建設(shè)和低成本供應(yīng)鏈，必然有助于解決核電發(fā)展的這個基本問題。中國充分利用在已有的經(jīng)驗和基礎(chǔ)上，二代改進機型是世界核電機型中造價最低的機型，考慮了達到三代要求的改進，仍將保持較強的經(jīng)濟優(yōu)勢，比俄羅斯的AES系列具有更強的經(jīng)濟競爭力。在此類機型的建設(shè)、運行、管理等方面，經(jīng)過實踐和鍛煉，已達到世界較高水平，具有較強的國際競爭力和發(fā)展?jié)摿?。依?jù)中國核電中長期規(guī)劃發(fā)展目標(biāo)，到2020年，中國將建成裝機容量達58000MW，在建30000MW，其發(fā)展規(guī)劃和建設(shè)速度均居世界之首。在核電技術(shù)進步方面，中國更是走在世界前列，3種第三代核電技術(shù)（AP1000、EPR、華龍一號）先后在中國開工興建，均考慮了盡量采用成熟技術(shù)，減少、少用尚需要研發(fā)的材料和設(shè)備，以降低造價，具有較強的經(jīng)濟競爭力，為世界核電發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻。