來源:中國核電信息網(wǎng) 發(fā)布日期:2010-09-27
1 引言
隨著世界氣候變暖等環(huán)保壓力的加劇,提倡低碳經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)綠色發(fā)展的呼聲日趨高漲。2009年9月,胡錦濤主席在聯(lián)合國氣候變化峰會上宣布,中國爭取到2020年非化石能源占一次能源的比重達(dá)到15%。在去年年底召開的哥本哈根大會上,溫家寶總理代表中國政府承諾,到2020年我國單位GDP的二氧化碳排放量將比2005年下降40%~45%。毫無疑問,實現(xiàn)這一承諾的主要途徑是發(fā)展核能、水能以及風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等可再生能源。與其它非化石能源相比,核電技術(shù)成熟、可大規(guī)模提供穩(wěn)定的電力供應(yīng),是最為有效的選擇。目前我國大陸已投運核電機組12臺,裝機容量共約1016萬千瓦。國家能源局已核準(zhǔn)了12個核電項目,34臺機組,總裝機容量3692萬千瓦,其中已開工建設(shè)25臺,其余的也會在2020年以前完工。此外還有近20臺機組獲準(zhǔn)開展前期工作。在全世界在建的近60臺核電機組中,我國已成為世界上在建核電規(guī)模最大的國家。
實際上世界各國都已經(jīng)認(rèn)識到了核電在可持續(xù)發(fā)展中的作用,只是由于考慮到各種因素,各國在具體決策從而表現(xiàn)在實際進(jìn)展上有所差異。本文試圖對此進(jìn)行分類分析,與關(guān)心核電發(fā)展的人士共同探討。
2 除我國大陸外,其他三代核電項目總包商均擁有自主研發(fā)的技術(shù)
目前全世界正在興建三代核電機組的國家有法國、芬蘭、日本、俄羅斯、韓國、中國及臺灣省等。令人費解的是,我國核電國產(chǎn)化依托項目4臺機組采用招標(biāo)引進(jìn)的西屋AP1000技術(shù),但是西屋公司死活不肯當(dāng)總承包商交鑰匙。除此以外,所有的其他三代建設(shè)項目的總包商均利用自己從已掌握的二代改進(jìn)核電技術(shù)繼續(xù)研發(fā)形成的三代技術(shù)去總包建設(shè)工程,而且都有用此技術(shù)占據(jù)世界核電市場一席之地的勃勃雄心?,F(xiàn)將擁有三代壓水堆自主知識產(chǎn)權(quán)的俄、韓、法三國企業(yè)的近況分別介紹如下:
(1)俄羅斯
俄羅斯在自己的VVER-91和VVER-92二代改進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步開發(fā)的AES-92(又稱AES-2006)機型已經(jīng)歐洲EUR機構(gòu)確認(rèn)全面滿足EUR要求。其首堆工程是將于今年年底建成的印度庫達(dá)庫拉姆核電廠。俄羅斯政府已確定AES-2006型為俄羅斯今后核電發(fā)展的主力機型,計劃2030年前在國內(nèi)建設(shè)32臺這種機組?,F(xiàn)已分別在2008年和2009年開工建設(shè)4臺,即新沃羅涅日2廠和列寧格勒2廠各兩臺機組。另外在保加利亞的Belene核電廠的競標(biāo)中,俄羅斯戰(zhàn)勝了捷克的斯可達(dá)公司和西屋公司聯(lián)隊,以AES-92型成功獲得兩臺機組建設(shè)合同,已于2008年開工建設(shè)。中俄兩國政府已就采用俄羅斯三代技術(shù)建設(shè)田灣3#、4#機組達(dá)成協(xié)議,雙方企業(yè)正在進(jìn)行商務(wù)談判。顯然俄羅斯政府已不再滿足新世紀(jì)初確定的“在國內(nèi)興建大批核電廠,省出石油、天然氣出口換匯”的方針,而是還要用三代核電技術(shù)去闖世界了。
(2)韓國
韓國的能源資源十分貧乏,90%的能源依賴進(jìn)口,所以韓國將核電定位為能源產(chǎn)業(yè)的支柱之一。為解決天然鈾資源和濃縮鈾供應(yīng)問題,韓國在核電發(fā)展走重水堆還是壓水堆路線上猶豫了很久,先后引進(jìn)或合作 建造過4臺CANDU6重水堆和8臺壓水堆機組。直到“通過消化吸收引進(jìn)的美國ABB公司System80技術(shù),建設(shè)6臺百萬千瓦級核電機組,從而實現(xiàn)核電自主化和國產(chǎn)化”的方針取得初步成效后,才最終確定核電走壓水堆技術(shù)路線。韓國后期投運的機組中有6臺是韓國按本國標(biāo)準(zhǔn)自主建設(shè)的核電機組OPR1000。在此基礎(chǔ)上韓國又進(jìn)而自主開發(fā)出符合美國電力公司要求文件(URD)要求的三代核電機型APR1400。目前在建的6臺機組中的4臺采用OPR1000+,2臺采用APR1400。APR1400的首堆工程是新高麗3號機組,于2008年10月開工建設(shè),計劃于2013年建成。今后建設(shè)的機組將采用APR1400。2009年底,韓國力壓美、法老牌核電出口國,成功與阿聯(lián)酋簽訂價值200億美元的核電建設(shè)協(xié)議,再加上核電廠運營、維護(hù)及為反應(yīng)堆提供燃料等附加協(xié)議,合同總價值高達(dá)400多億美元。這次投標(biāo)成功大大激勵了韓國朝野打入世界核電市場的決心和信心,給世界核電界很大震動。
(3)法國
法國的核電技術(shù)源自于美國,但是法國在核電技術(shù)自主化方面成績斐然。本世紀(jì)初阿?,m公司自主研發(fā)出三代壓水堆EPR技術(shù)后,就積極尋找買家。當(dāng)?shù)弥姨m建設(shè)一座60-100萬千瓦的核電機組的消息后,多方游說,終于成功獲得芬蘭奧爾基洛托3號機組(160萬千瓦)的交鑰匙建設(shè)合同,使之成為EPR的首堆工程,于2005年8月動工興建,原計劃2009年正式運行。由于建設(shè)過程中的質(zhì)量控制、分包商管理、阿?,m與業(yè)主間的合作等問題,導(dǎo)致工程一再延期。據(jù)阿海琺最新預(yù)計,該項目可能要到2012年底或2013年完工,將比原定完工日期推遲三年出頭,而相應(yīng)的建設(shè)成本也將大幅度提升。阿?,m公司將因該交鑰匙項目虧損高達(dá)17億歐元。顯然芬蘭項目已不可能驗證EPR的經(jīng)濟(jì)性。法國決定在法國本土的弗拉芒維爾建造一臺163萬千瓦的EPR機組作為首堆工程的補充,于2007年12月開工,以驗證是否能在2015年后批量建設(shè)EPR。然而該項目依然進(jìn)展不順,去年10月22日,英國、法國、芬蘭核安全局聯(lián)合宣布EPR存在安全隱患。盡管阿?,m一再強調(diào),“在申請許可證的過程中,核安全當(dāng)局提出各種問題是再正常不過的現(xiàn)象”,但仍無法消除各方對EPR安全性的質(zhì)疑。2010年6月阿海琺公司宣布該項目目前預(yù)計將要延期兩年。阿海琺的工作重點已轉(zhuǎn)到中廣核集團(tuán)與法國電力公司合資的臺山EPR項目,這個世界第三個EPR示范項目正成為法電公司工作的“重中之重”,希望借助中國人的聰明才智挽救EPR的聲譽。
從上述可知,全世界在建的約60臺核電機組中,連同在建的三代沸水堆ABWR在內(nèi),目前全世界在建三代核電機組總數(shù)不到20臺。事實十分清楚,那種所謂“除了中國外,其他國家都在建造第三代核電機組”的說法根本缺乏事實根據(jù),是不負(fù)責(zé)任的誤導(dǎo)輿論,不足為信。至于那種將來有一天中國會面臨“面臨全世界就中國還有二代核電機組運行的壓力”更是在危言聳聽地忽悠,不值一駁。
3. 歐盟并不拒絕二代改進(jìn)型機組
由于電力需求動力不足,近兩年又受到世界金融危機的進(jìn)一步打壓,再加上EPR示范受阻,歐盟老班底國家發(fā)展核電的意向不強。改制后的東歐國家加入歐盟的一個條件就是必須關(guān)閉其正在運行的前蘇聯(lián)設(shè)計的石墨水冷堆核電機組。但是電力缺口可能主要還得靠核電來補償。據(jù)報道,加入歐盟后的斯洛伐克莫霍夫奇核電廠兩臺擴(kuò)建機組,采用了俄羅斯改進(jìn)VVER440型壓水堆機組,2008年11月開工建設(shè)。該機型的重大改進(jìn)是在核島外增設(shè)一層1.5米厚的混凝土安全殼,提高抗飛機撞擊能力,符合目前國際核安全公約的要求。另據(jù)報導(dǎo),由歐洲羅、德、比、意、西、捷六國的七家公司決定,共同出資在羅馬尼亞的切爾納沃達(dá)核電廠擴(kuò)建兩臺72萬千瓦的增強型CANDU6機組。
這些事件證明歐盟對二代核電機型安全性是接受和支持的立場并沒有因為三代機組的開建而發(fā)生改變。歐盟繼續(xù)接受并支持二代改進(jìn)機型的建設(shè)。同時表明在歐洲建設(shè)核電的標(biāo)準(zhǔn)不是EUR,而是目前國際核安全公約的要求。
4. “政府主推,企業(yè)拒動”的美國第三代核電建設(shè)
世紀(jì)交替之際,美國加州電網(wǎng)大崩潰顯示美國電力供應(yīng)出現(xiàn)問題。2001年5月美國總統(tǒng)布什發(fā)表新的《美國國家能源政策報告》,將擴(kuò)大核能列為國家能源政策的重要組成部分,并提出具體的優(yōu)惠政策。美國能源部制定出“核能2010”計劃,目標(biāo)要在2010年前開建18臺核電機組。當(dāng)時的美國能源部長宣布將為首批建造的6臺核電機組提供20億美元的聯(lián)邦風(fēng)險保險(現(xiàn)在奧巴馬政府已將此數(shù)翻了近30倍)。能源部預(yù)計會有12家電力公司在3年內(nèi)開工新建這18臺核電機組,還計劃此后再建至少30臺。為向新建機組推薦三代核電機型,能源部倡議一個由13人組成的專家組從已推出的三代機型中評選出可用于2005年后系列發(fā)展的機型。2002年專家組的評審報告《美國2010年部署新核電廠的路線圖》,對已有機型按“可行”、“大致可行”、“可能可行”和“不可行”4個等級做了評定,認(rèn)為出于經(jīng)濟(jì)性原因,第三代核電機型不僅無法與煤電競爭,就是與天然氣發(fā)電相比也無競爭力,因而報告不建議興建新的核電機組,連評為“可行”的ABWR機型也未推薦。因此后來美國的電力公司對投資建設(shè)三代核電持觀望態(tài)度,迄今為止在美國沒有一臺三代核電機組開工建設(shè)。與此態(tài)度相反,已于2005年底壽終關(guān)閉的的布朗碼頭1#機組(106.5萬千瓦,壓水堆)于2007年獲準(zhǔn)重新投入運行。1985年停建的沃茨巴2#機組(116.5萬千瓦,壓水堆)也獲準(zhǔn)恢復(fù)建設(shè)。
目前在美國興建三代核電機組的比投資大約是6500美元/kW左右,與本世紀(jì)初的預(yù)計值相比已大幅增加到4倍左右,遠(yuǎn)高于常規(guī)能源和可再生能源等發(fā)電項目的造價。一些獨立能源分析師預(yù)測,新建三代機組的上網(wǎng)發(fā)電成本估計為12~20美分/千瓦時,是美國當(dāng)前發(fā)電成本6美分/千瓦時的2~3.3倍。美國政府提供的貸款擔(dān)保,一者數(shù)額有限,僧多粥少;二者只是擔(dān)保,以利于企業(yè)獲得貸款,但不是贈款,無法降低成本。經(jīng)濟(jì)性成為美國發(fā)展核能應(yīng)對氣候變化的主要障礙之一。據(jù)報道,已向美國核管會(NRC)申請建造和運行兩臺AP1000機組的佛羅里達(dá)州Levy項目今年5月向美國核管會提出撤回建造運行聯(lián)合許可證申請。原因是最新估算投資又需增加50億﹩,致使該項目比投資將提高到10000美元/kW以上,業(yè)主決定暫停該項目。類似宣布暫停的項目還有建設(shè)1臺US-EPR核電機組的密蘇里州卡拉威爾項目和建設(shè)兩臺AP1000核電機組的佛羅里達(dá)州土耳其點項目。
導(dǎo)致上述項目申請暫停的另一個原因,則是技術(shù)上獲得許可證時間的不確定。2006年1月底,美國NRC發(fā)出了AP1000的設(shè)計認(rèn)證證書(DCR),西屋公司才得以具備向中國出口該技術(shù)的投標(biāo)前提條件。時間僅隔一個半月的3月初,NuStart公司和西屋聯(lián)合向NRC申請建設(shè)貝爾福特兩臺AP1000機組的聯(lián)合許可證(COL)時,NRC卻要求業(yè)主方重新報送設(shè)計資料接受審查。一年后的2007年5月下旬西屋公司才提交了設(shè)計資料。NRC予計要審查三年,即到2010年3月才能完成。該期限最初推遲到2010年底,后又被無限期推遲。理由是新設(shè)計有關(guān)于核燃料、核安全和重要設(shè)備的重大修改,在審查中又發(fā)現(xiàn)了一些待解決的重大安全問題,審查通過后要重新頒發(fā)修正的最終設(shè)計認(rèn)證??磥碓O(shè)計審查的進(jìn)度主要取決于核電機型設(shè)計成熟性,而不完全取決于審查機關(guān)。美國擬建的5種三代機型目前均處于核管會設(shè)計認(rèn)證審查階段,獲得COL尚需時日。今年在倫敦召開的世界核能協(xié)會年會上美國核能研究所(NEI)主席兼CEO M. Fertel指出,美國電力業(yè)界并不指望近期開建這些機組。如果能在2020年開始4-8臺機組的建設(shè),就標(biāo)志著核電復(fù)蘇的“成功開始”??磥聿粌H美國政府主導(dǎo)的“核能2010”計劃只能胎死腹中,而且三代機組的開建很可能還得再拖延數(shù)年。
據(jù)Fertel先生分析,隨著天然氣價格的下降,經(jīng)濟(jì)萎縮導(dǎo)致未來的電價遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于先前的預(yù)期。 天然氣將為美國提供主要的能源供給。據(jù)介紹,在發(fā)達(dá)的買方電力市場上,各家電力公司公開掛牌,明碼標(biāo)出自己的售電價,用戶則是指名道姓地買某家電力公司的電。在這種真正的市場經(jīng)濟(jì)中,沒有一家電力公司敢冒險投資興建成本和電價高得很可能售電無人問津的三代核電廠也就不難理解了。美國發(fā)展三代核電的這種尷尬局面再次證明了技術(shù)安全性與經(jīng)濟(jì)競爭性是核電發(fā)展不可或缺的雙重前提。應(yīng)當(dāng)在滿足必要的安全的條件下追求經(jīng)濟(jì)性。一旦經(jīng)濟(jì)成本超過某個度,人們不得不棄之不用,被迫接受由此帶來的安全零風(fēng)險,與初衷大相徑庭。
上述事實表明:從總體而言,三代壓水堆核電技術(shù)這個新生事物理念先進(jìn),尚需要有一個成長過程。其運行安全可靠性要等首堆工程運行和批量化商業(yè)推廣兩個階段的檢驗與改進(jìn)后才會逐步完善。三代機組的造價遠(yuǎn)高于二代改進(jìn)型機組,更不用提URD和EUR的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)了。其經(jīng)濟(jì)性真正具有市場競爭力,還需做很大努力。這不由得使人聯(lián)想起在我國完全開放的汽車市場上,沒有人會發(fā)瘋規(guī)定,買車只準(zhǔn)買“奔馳”,不準(zhǔn)買“捷達(dá)”。但是有一天國產(chǎn)“奔馳”價格比“捷達(dá)”高得不多時,用不著人去導(dǎo)向,只有傻子才會再去買“捷達(dá)”而不買“奔馳”。
5. 適應(yīng)發(fā)展中國家的需求是核電界面臨的重大機遇和挑戰(zhàn)
國際原子能機構(gòu)(IAEA)宣稱,已有30多個發(fā)展中國家向其表達(dá)希望支持他們發(fā)展核電的意愿。發(fā)展中國家將成為未來世界核電的重要市場,而如何適應(yīng)發(fā)展中國家的真實需求則成為世界核電界面臨的重大挑戰(zhàn)。
鑒于其經(jīng)濟(jì)實力有限、發(fā)展核電所需的基礎(chǔ)設(shè)施(infrastructure)薄弱的現(xiàn)實條件,大多數(shù)發(fā)展中國家發(fā)展核電,主要是為了滿足本國經(jīng)濟(jì)發(fā)展急需的電力供應(yīng)和緩解民生(如供熱取暖、飲用水)問題,并在可能的條件下盡量增加本國參與建設(shè)的程度,以提高本國相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)水平和提高就業(yè)率。因此,他們最優(yōu)先考慮的將是確保擬建核電機組的安全?,F(xiàn)今正在全世界30多個國家和地區(qū)運行的430多臺核電機組提供了全世界約16%的發(fā)電量。其中大多數(shù)機組是經(jīng)過不同程度改進(jìn)了的二代機型,其運行的安全可靠性被國際原子能機構(gòu)、所在國家的核安全監(jiān)管當(dāng)局和廣大公眾普遍接受,則是最具說服力的事實。安全成熟的技術(shù)、極有吸引力的價格,以及提供優(yōu)惠的融資條件將是發(fā)展中國家核電假設(shè)技術(shù)合作方的重要前提。
另一個值得關(guān)注的問題是,一些發(fā)展中國家的電網(wǎng)總量不是很大,單機容量較大的單個電源點的接入對電網(wǎng)是個挑戰(zhàn),因為該電源點的偶發(fā)跳機事故將會給電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性帶來潛在的危險。特別是一些群島之國,安全性好、成本適中的中小容量機組可能更適合當(dāng)?shù)氐男枰?/p>
因此筆者認(rèn)為,面向廣大發(fā)展中國家的未來核電機型應(yīng)是將確保安全性、改善經(jīng)濟(jì)性、保障燃料供應(yīng)、強化放射性廢物管理,以及有利于不擴(kuò)散等要求統(tǒng)籌考慮的、單機容量適中的多樣化機型。
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