世界首座!“不会融毁”的核电站投入商业运行,发电量能否实现显著增长?

电力掌舵人 2023-12-07
2333 字丨阅读本文需 6 分钟

国家能源局和中国华能6日宣布,华能石岛湾高温气冷堆核电站完成168小时连续运行考验,正式投入商业运行,标志着中国在第四代核电技术研发和应用领域达到世界领先水平。

高温气冷堆是国际公认的第四代先进核电技术,最突出的优势是具有固有安全性,在发电、热电冷联产及高温供热等领域商业化应用前景广阔。高温气冷堆通过“核能-热能-机械能-电能”的转化实现发电,能够代替传统化石能源,实现经济和生态环境协调发展。此外,高温气冷堆可以向用户端提供最高压力范围在13-25MPa,最高温度在550-620摄氏度的蒸汽,满足97%以上工业园区生产工艺热负荷需求。江苏、广东、贵州等多个省份正在规划和布局高温气冷堆、小型反应堆开展综合利用。

华安证券认为,世界核电历经四次迭代, 第四代核电技术蓄势待发。目前世界主流核电站皆采用第二代或第三代核电技术。其中,第二代和第三代的主要核电堆型包括压力堆和沸水堆等,在安全性和经济性上较前一代都有提升。 第四代核电技术以在安全性、经济性、核废物处理、防止核扩散上更为出色,代表堆型包括钠冷快堆、铅冷快堆、气冷快堆、超高温气冷堆等,目前主要研发试验阶段,商业化预计在2030年左右实现。

世界首座“不会熔毁的核反应堆”,中国咋做到

尽管中国核电技术起步比较晚,但发展势头却超过了任何国家,如今中国核电技术更是已经领跑全球,首座第四代核电站建成投产,并且这还是世界首座“不会熔毁的核反应堆”,要知道核电站堆芯一旦发生熔毁,那么绝对是灾难级的,这也令人好奇,中国究竟是咋做到的?原来这次,中国使用了球床模块式高温气冷堆技术,球床模块式高温气冷堆是由清华大学核能技术设计研究院,负责设计和建造的10 MW高温气冷实验堆建成并实现首次临界。

使用这项技术的核电站,就是位于山东石岛湾的核电站,这项技术也是清华大学30多年来在核电技术领域的结晶,集成了多代核电人的心血,那么中国为何一定要研制这种新型反应堆技术呢?要知道在此之前,人类发生过两起大规模的核事故,除了日本福岛核电站事故外,切尔诺贝利核事故也并没有被人们遗忘,这两起事故,很大程度上都是因为核电站堆芯熔毁导致的。

轻则导致核电站发生泄露,重则会引发剧烈爆炸,尽管已经过去了多年时间,但日本福岛核危机一直没有妥善解决,至今仍然还有大量的核废水难以处理,而切尔诺贝利核事故虽然时间更加久远,并且苏联当初也投入了大量人力物力,付出了巨大的代价,才算初步控制住了局面,但依然存在再次发生危机的情况,也正是因为如此,核电站安全性成为各个国家不得不面对的问题,欧洲一些极端的环保组织,甚至要求各国直接关闭核电站。

而中国现在正面临发展转型的关键时刻,需要足够的能源来支撑中国发展,所以国内非但不会关闭核电站,反而还会进一步提升核电的占比,这也意味着中国必须拿出能够令全世界信服,并且可以确保不会发生危险的核电站技术,石岛湾核电站就是这样一座能够让人放心的核电站,作为全球首座使用球床模块式高温气冷堆技术的电站,这也令人好奇,它究竟是如何确保安全的。

跟传统核电站一样,这座核电站也采用铀作为燃料,但它的铀并非直接暴露在外,而是选择用石墨来作为保护层,包裹住核燃料,并且制成一个个石墨球,然后将其置入反应容器中,同时利用二氧化碳来控制内部温度,由于设计了多重安全保障系统,核反应堆完全能够做到平稳运行,即使真的出现问题,值班人员也能够第一时间处置,跟切尔诺贝利核事故相比,它之所以发生核事故,是因为操作人员违规作业,而中国的这座核电站,即使是傻瓜操作也没有任何问题,因此获得傻瓜式反应堆的称号,由此可以看出中国核电站的安全等级有多高。

随着中国基建不断走出国门,并且已经有国家用上了中国的核电技术,比如巴基斯坦,说不定用不了多久,就会有许多国家上门来求技术,由此可以看出,中国核电的确已经达到了世界领先水平。

核电发电量能否实现大幅提升?

中核集团针对此事也发布消息称,这标志着中国“真正打开了第四代核能系统技术从实验堆迈向商用市场的大门”。

高温气冷堆是国际公认的第四代先进核电技术,最突出的优势是具有固有安全性,在发电、热电冷联产及高温供热等领域商业化应用前景广阔。

中国核能行业协会专家委员会特邀顾问、国家电投原董事长王炳华最近介绍,“江苏、广东、贵州等多个省份也在规划和布局高温气冷堆、小堆开展综合利用。”

据第一财经,在高温气冷堆的后续推广中,可建设20万、40万、60万、80万、100万千瓦等系列装机容量的核电机组以适应不同地区用户的需求,高温气冷堆技术将开启千亿级产业。

值得关注的是,按照“十四五”规划,中国核电装机容量要在2025年达到7000万千瓦。

在“双碳”目标的大背景下,业内普遍预测到2030年在运核电装机规模1亿千瓦,2035年在运和在建核电装机容量合计达到2亿千瓦。

据报道,中国核能行业协会核能公众沟通委员会主任王炳华表示,到2035年,中国核电发电量占比将有望达到10%左右。这一比例将创下历史新高,去年核电发电量占全国总发电量的4.7%。如果将时间线拉长,到2060年,为实现碳中和目标,王炳华预计中国核电装机规模可达到约4亿千瓦,发电量占比18%左右,接近目前全球发达国家平均水平。

国内“十四五”以来已核准建设21台核电机组,核电建设稳步推进。目前,我国大陆地区在运核电机组55台,装机容量约5700万千瓦;在建核电机组24台,装机容量约2780万千瓦;在运在建核电机组合计79台,位居世界第二。今年截至8月,我国已经核准建设山东石岛湾、福建宁德、辽宁徐大堡项目共计6台核电机组,并有望在未来一段时间保持每年6-8台的建设节奏。

在核电装备制造能力方面,国内已形成每年10台/套左右的百万千瓦级压水堆主设备制造能力,自主三代核电综合国产化率达到90%以上,具备同时建造40余台核电机组的工程施工能力,能够匹配预期产能所需的供给。

尾声

第四代核电站的商业投产,振奋了核电产业以及产业人员的信心。

从当前来看,无论是需求端实现碳中和目标,或是设备制造及技术水平都达到了能够稳步推进核电发电量占比提升的条件。

然而仍需考虑到核电站从申请建设到商业投产所需的较长周期,核电发电量占比的提升将会是一个长期目标,任重而道远。

文章来源: 财经早餐,金融界,楠竹一

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