“后福島時代”我國核電產業與技術發展現狀及趨勢

廖曉東，陳麗佳，李 奎

(廣東省技術經濟研究發展中心科技與社會研究所，廣東 廣州 510070)

核能是新能源產業的重要領域，在全球能源結構中起著舉足輕重的作用。2010年核電發電量占到全球發電總量的16%，是除水電煤電之外最重要的電力來源之一。2011年，受日本福島核電站事故影響，各國放緩了發展核能的步伐，但最近各國發展核電的意愿有所回暖。2012年10月24日，國務院常務會議再次討論并通過《核電安全規劃 (2011—2020年)》和《核電中長期發展規劃 (2011—2020年)》，提出在科學布局和提高準入門檻的前提下，穩妥恢復正常建設，沿海論證充分的核電項目“重啟”。我國核電項目的重啟為核能產業的穩定、安全發展打了一針強心劑。

1 全球核能產業與技術發展現狀及趨勢

1.1 全球核能產業發展現狀及趨勢

(1)核電仍是全球最為重要的電力來源之一。

當前，核電越來越成為世界各國發展新能源的重要選擇，發達國家和主要發展中國家核電發展勢頭十分迅猛，核電仍然是全球最為重要的電力來源之一。截至2011年，全球31個國家或地區擁有在運核電機組435臺，其中歐洲187臺、北美124臺、亞洲118臺、南美4臺、非洲2臺，總裝機容量3.876億千瓦。在全球31個核電國家或地區中，美國、法國、日本仍是在運機組裝機容量最大的3個國家，中國大陸在運機組裝機容量排名第9。根據國際原子能機構2010年度的數據，核電發電量約占全球發電總量的16%;其中法國占國內發電量的74.12%，美國占國內發電量的19.59%，中國大陸占國內發電量的1.69%。2011年度，美國104座大型核反應堆的發電量占國內發電量的19.2%;2011年我國核電總發電量達874億千瓦時，占全國總發電量的1.9%。

(2)核技術應用產業具有廣闊的發展前景。

(3)核電重啟將繼續帶動核能產業大發展。

2011年，受日本福島核電站事故的影響，以德國、意大利、瑞士暫?；蚪K止了本國的核電發展計劃，各國核電規劃及建設也陷入短暫停滯。但到2011年下半年后，各國發展核電的意愿有所回暖，紛紛重啟了核電項目的建設，具體包括:(1)美國NRC近期已正式決定向2臺AP1000機組頒發建造運行聯合許可證 (COL);(2)法國繼續推動2個EPR項目的建設并投資新核電技術的開發以及加強核安全;(3)俄羅斯近期擬建核電站Baltic通過監管機構審批;(4)英國表示將繼續發展核電;(5)芬蘭、立陶宛、越南、波蘭、孟加拉國、白俄羅斯的新核電站項目均開始啟動。

1.2 全球核能技術發展現狀及趨勢

(1)核電三代技術成為主流之選。

核電技術經過多年發展，已經由20世紀以壓水堆 (PWR)、沸水堆 (BWR)和重水堆(PHWR)為代表的第二代核電技術，發展到以AP1000、歐洲壓水堆 (EPR)和先進沸水堆 (ABWR)為代表的第三代核電技術。目前，世界上具有代表性的第三代核電技術主要有ABWR(先進沸水堆)、ESBWR(經濟簡化沸水堆)、EPR(歐洲壓水堆)、APR1400(韓國先進壓水堆)、AP1000(先進非能動壓水堆)、US-APWR(先進壓水堆)、AES92、VVER-1200(俄羅斯先進壓水堆)等堆型。中國也在積極研發第三代核電技術，主 要 有 CAP1400、ACPR1000、ACPR1000+、ACP1000等堆型。日本福島事故后，許多國家都對投標方提供的反應堆技術提出了更高的核安全要求，因此在堆型選擇方面更傾向于選擇第三代技術。據統計，全球在建65臺機組中，屬于第三代核電技術的共有24臺，中國 (大陸)在建第三代機組為6臺 (4臺AP1000，2臺EPR)，占全球在建第三代總數的25%。

(2)美日法俄韓五國核電技術同臺競技。

目前，核電核心技術主要掌握在美日法俄韓五國手中。美國核能主要是西屋公司、ABB-CE、B＆W公司及通用電氣公司 (GE)四家公司，掌握有AP600、AP1000、ABWR系列核電機組。法國主要為法國電力公司 (EDF)、法瑪通 (現為AREVA)兩家企業，掌握有EPR核電機組。日本核電技術主要掌握在東芝、日立、三菱公司，掌握有 APWR、US-APWR、EU-APWR、沸水 堆(ABWR)、簡化型沸水堆 (SBWR)和經濟簡化型沸水堆 (ESBWR)等核電機組。俄羅斯主要具有第二代的VVER-1000、第三代的AES-91和AES-92、第三代+的AES-2006核電機組技術，由于經濟性較好具有較強的市場競爭力。韓國在美國的SYSTEM80機組的基礎上開發出自己的標準核電機組KNSP，隨后開發出符合第三代核電技術要求的自主核電技術品牌APR1400。

(3)第四代核能技術將成為未來發展趨勢。

在本實驗中，試驗組予以低分子肝素皮下注射抗凝合并放療，對照組單純予以放療。結果表明兩組3年及5年生存率及局控率相似，試驗組放療期間血栓發生率及肺栓塞、血栓相關死亡率低于對照組。試驗組放療完成率高于對照組，試驗組預后好于對照組。

近年來，第四代核能技術迅速發展，成為核能系統的未來發展趨勢。2000年，“第四代國際核能論壇”確定了六種進一步研究開發堆型:超高溫堆(VHTR)、超臨界水冷堆 (SCWR)、鈉冷快堆(SFR)、氣冷快堆 (GFR)、鉛冷快堆 (LFR)和熔鹽堆 (MSR)，其開發的目標是要在2030年左右創新地開發出新一代核能系統，使其在安全性、經濟性、可持續發展性、防核擴散、防恐怖襲擊等方面都有顯著的先進性和競爭能力。因此，未來堆型研究方向主要集中在第四代技術和模塊化小型堆等方向，核聚變技術是更遠期的發展方向。

2 我國核能產業與技術發展現狀及趨勢

2.1 我國核能產業發展現狀及趨勢

(1)我國核能產業發展潛力巨大。

在核電方面，中國核電先后自主設計、自主建設了秦山一期和秦山二期核電廠，通過引進技術建設了大亞灣核電廠、嶺澳一期核電廠、秦山第三核電廠和田灣核電廠 (見表1)。但總體來看，我國核電占全國總發電量比還較小，產業發展空間巨大。2011年，中國大陸地區擁有15臺在運核電機組，全國總裝機容量達1253.8萬千瓦;核電總發電量達874億千瓦時，占全國總發電量的1.9%，核電生產運營產出約為375億元，拉動的總產出約為832億元。

在核技術應用方面，據2010年的統計，我國核技術應用單位已達6萬余家，與同核技術應用有關的產品有100多種，在煤炭、石油、信息產業、鋼鐵、化工、機械、醫療、檢疫、物流等行業領域得到了廣泛應用，我國核技術應用產業規模近年產值1000億人民幣。

(2)已形成一批龍頭骨干企業。

核電方面，中國核電企業主要包括中國核工業集團、中廣核集團和國家核電技術公司等三家大型國有企業，中國電力集團、中國華能集團、中國大唐集團等大型電力企業作為核電業主也進入了核電領域。核電裝備方面，哈爾濱電站設備集團、東方電氣、上海電氣等國內重點核電設備制造企業形成了中國核電裝備“聯合艦隊”，加上核電產業鏈上的其他骨干企業，形成了中國完整的核電產業能力。核技術應用方面，主要分布在高校系統 (如北大、清華、中科大、川大、蘭大、復旦、蘇醫、首都醫大等)、中科院系統 (上海應用物理所、蘭州近代物理所、北京高能所、合肥等離子所)、核工業系統 (包括909、401、中輻院、北京261廠、西安262廠等)、中物院、農科系統、各大醫院的放射科，商業運營的輻照公司等 (見表2)。

表1 中國大陸在運核電機組分布情況

表2 中國核能產業相關企業情況表

2.2 我國核能技術發展現狀及趨勢

(1)我國核電建造運營技術已達世界先進水平。

我國在核能發電方面，總體具備了自主設計建造300MW、600MW級和第二代改進型1000MW級壓水堆核電站的能力，正在開展第三代核電自主化依托工程建設。自主研發了10MW高溫氣冷實驗堆，正在建設200MW高溫氣冷堆示范工程。快堆技術的開發也取得重大進展，中國實驗快堆(CEFR)已實現臨界和并網發電，正在推進商用示范快堆的建設。先進核燃料元件已實現國產化制造，乏燃料后處理中試廠已完成熱試。目前，我國核電技術已經具備了接近世界先進水平的研發能力，而核電站建設、運行、管理水平則已經達到世界先進水平，核電設備制造自主化水平也不斷增強。

(2)初步掌握了高溫氣冷堆核心技術。

在高溫氣冷堆方面，計劃在清華核研院建造中國首座高溫氣冷實驗堆 (HTR-10)。HTR-10是在德國高溫氣冷堆的基礎上，通過自主研究完成的，2000年建成并達到臨界，2003年并網發電。通過HTR-10的設計、建造、臨界運行和并網發電，我國初步掌握了高溫氣冷堆燃料元件制造、燃料元件裝卸系統和數字化控制保護系統等核心技術。2006年，高溫氣冷堆示范工程被列入國家中長期重大科技專項，目標是建成電功率20萬千瓦級、具有自主知識產權的HTR示范工程 (HTRPM)，目前山東榮成HTR示范工程的前期工作基本完成。

(3)我國已基本掌握快堆的核心技術。

在快堆方面，我國的快堆技術研究起步于20世紀60年代，其中最具有代表性的研究成果是“東風-6號”快堆零功率實驗裝置，實現了我國快堆技術發展“零”的突破。2000年中國實驗快堆FCD，2002年主廠房封頂，2009年完成裝料前調試任務并取得了首次裝料許可證。2010年，中國實驗快堆實現首次臨界，成為繼美、英、法等國之后，世界上第8個擁有快堆技術的國家。

(4)壓水堆技術開始第三代核電技術的轉化。

我國通過先后建設秦山二期、嶺澳一期核電站，使我國具備30萬～60萬千瓦壓水堆核電站自主設計能力，具備了第二代百萬千瓦級核電站設計能力，以及自主批量規模建設的工程設計能力，形成了自主的CPR1000核電技術品牌。在引進第二代百萬千瓦級核電機組的基礎上，成功建設了嶺澳二期核電站，形成了具有自主品牌的中國改進型壓水堆核電技術路線，具備了設計、建設和運營CPR1000+核電站的技術能力。2006年，啟動了以第三代AP1000核電技術引進、消化、吸收為基礎的大型先進壓水堆研發工作，目前已完成大型先進壓水堆CAP1400的初步設計工作。與此同時，啟動了自主化三代核電技術的研發工作，主要有ACPR1000、ACPR1000+、ACP1000等具有第三代特征的核電機組，已初步具備在2013年度或2014年開工建設的條件。

(5)我國高放廢液分離技術已接近國際先進水平。

改革開放前，中國原子能科學研究院在國內有關高校和研究機構的大力協同下，成功地完成了我國生產堆后處理技術的研發。改革開放以后，我國在水法后處理的前沿技術上取得了若干突破，開發了多個性能良好的無鹽試劑，設計了具有自主知識產權的先進二循環流程工藝，推動我國后處理工藝技術邁上了一個新臺階。隨后，在分離材料與方法等方面取得了一批重要成果，設計的原理分離流程在國際上也具有一定的影響力，我國高放廢液分離技術已接近國際先進水平，成為國際后處理技術的重要發展方向。

(6)在核島成套設計制造能力仍然較弱。

在核島設備制造方面，國內現有核心技術是基本上通過引進消化吸收方式獲得的，雖然目前制造能力已處于國際先進水平，但設計能力、設計水平、科技創新能力與國際先進水平相比還存在較大差距，如反應堆壓力容器、主回路管道、主泵、核二核三級泵、核級閥門、裝卸料機、控制棒驅動機構、蒸汽發生器等主要關鍵設備，成套設計制造能力依舊很弱，尚不能滿足我國核電發展的需求。在常規島設備制造方面，國內技術水平與國際水平之間也還存在著一定的差距，如大型發電機組 (特別是半速機)、大型汽輪機、汽水分離再熱器等常規島主設備等設計、制造能力尚未形成成套供貨能力。

(7)核技術應用與發達國家相比有較大差距。

在核技術應用方面，我國的總體情況是科研有基礎，但應用導向不足，產業化總體水平低，缺乏領軍企業。目前技術發展主要集中在以下幾個方面:放射性同位素的生產和應用，材料輻照加工、材料輻照改性等輻照技術應用，輻照育種等和農業技術應用。但總體來講，我國核技術應用起步較晚，與發達國家相比有較大差距，關鍵技術自給率低，自主創新能力不強，缺乏優秀拔尖人才和優秀研發團隊，必要的基礎設施較為薄弱。

3 促進我國核電產業發展的對策建議

核電是高科技產業，整個產業對技術的安全性和先進性有著極高的要求。經過幾年的高速發展之后，我國正處在從“核電大國”到“核電強國”的轉變中，正努力研發具有自主知識產權的核電技術，爭創民族核電品牌。根據上文闡述，我們提出如下建議:

3.1 鼓勵核電關鍵設備研發，加大技術研發支持力度

鼓勵核電企業引進技術、消化吸收和再創新，并支持其在國內企業實現技術共享;做好核電自主化與科技中長期規劃重大專項的結合，統籌協調先進核電工程設計和設備研制工作;將核電設備制造和關鍵技術納入國家重大裝備國產化規劃，形成設備的成套能力。對關鍵的設備，包括大型鑄鍛件，集中攻關力量，實施重大項目進行重點突破。

3.2 完善核電安全保障體系，加快法律法規建設

堅持“安全第一、質量第一”的原則。依法強化政府核電安全監督工作，加強安全執法和監管。加大對核安全監管工作的人、財、物的投入，培育先進的核安全文化，積極開展核安全研究，繼續加強核應急系統建設，制定事故預防和處理措施，建立并保持對輻射危害的有效防御體系。在現有法律框架下，繼續開展核電行業標準的研究工作，隨著核電堆型與技術方案的確定，要逐步建立和完善我國自己的核電設計、設備制造、建造、運行管理標準體系，為批量化發展核電創造條件;在核電標準化與安全體系完善以前，國家要對參與核電建設、運營和管理的企業資質適當予以控制。完善核電安全法律法規，制定和完善有關核電與核燃料工業的科研、開發與建設、核安全等方面的管理辦法;健全鈾礦資源的勘探和開采的市場準入制度;強化核燃料純化、轉化、濃縮、元件加工、后處理、三廢治理、退役服務等領域的生產服務業務的市場準入制度或執業資質制度。

3.3 加強運行與技術服務體系建設，加快核電人才培養

按照社會化、市場化和專業化的思路，重點圍繞核電站的開發、設計、建造、調試、運行、檢修、人員培訓、安全防護等方面，進行相應的科研和配套條件建設，建立和完善核電專業化運行與技術服務體系，全面提高核電站的安全、穩定運行水平，為更多企業投資建設核電站創造條件。我國核電的大規模發展需要大量與核電有關的專業人才。發展核電既是國家戰略，同時又為相關行業和專業人員提供了廣闊的市場空間和施展才華的機會。為實現2020年核電發展目標，國家、企業和高等院校科研院所要抓住機遇，在科研、設計、燃料、制造、運行和維修等環節，及核電設計、核工程技術、核反應堆工程、核與輻射安全、運行管理等專業領域，大力加強各類人才的培養工作，提高待遇，做好人才儲備。重點在清華大學、上海交通大學、哈爾濱工程大學等具有核技術研究傳統的高等院校設置核電專業，編撰修改核電教材，培養核電人才。

3.4 加大稅收優惠及投資優惠支持力度

建議對經由國家確定的核電自主化依托項目和國內承擔核電設備制造任務的企業，實施進口稅收政策;對于已投產的核電企業的銷售環節增值稅，采用先征后返的優惠政策。對承擔國家核電設備制造自主化任務的企業，進口用于核電設備生產的加工設備和材料，核電工程施工所需進口的材料、施工機具，免征進口關稅和進口環節增值稅。建議國家對自主化依托項目建設所需資金，從預算內資金中給予適當支持。加大直接融資的支持力度，對符合條件的核電企業采用發行企業債券、股票上市等多種方式籌集建設資金。

3.5 加大核燃料保障、乏燃料后處理及核電站退役支持力度

建立健全天然鈾資源保障體系，并制定方案征收乏燃料后處理基金，保證核燃料的安全穩定供應。為保證今后核電站“退役”順利進行，電站投入商業運行開始時，即在核電發電成本中強制提取、積累核電站退役處理費用。在中央財政設立核電站退役專項基金賬戶，在各核電站商業運行期內提取。

［1］金名．中國核電走向前臺［J］．金融經濟，2009，(11):24 －25．

［2］牛祿青．核電十字路口［J］．新經濟導刊，2011，(05):55 －57．

［3］李小萍．我國核電產業發展政策分析［J］．企業經濟，2012，(05):164 －167．

［4］鄒樹梁、鄒旸．日本福島第一核電站核事故對中國核電發展的影響與啟示［J］．南華大學學報(社會科學版)，2011，(02):1－5．

［5］杜國用、杜國功．中國核電產業的發展戰略［J］．上海電力，2008，(05):475 －479．

［6］伍浩松．2011 年全球核電機組的變化情況［J］．國外核新聞，2012，(01):10 －11．

［7］李奎、陳麗佳．廣東戰略性新興產業促進政策研究［M］．廣州:華南理工大學出版社，2011，(6)．