世界三代核電發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)分析
溫鴻鈞
（中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)原計(jì)劃部副總工）
新世紀(jì)之初，世界三代核電由研發(fā)轉(zhuǎn)向示范驗(yàn)證，各種三代核電機(jī)型紛紛登場(chǎng)。到2008年，這些機(jī)型的建造成本不降反升，高出1倍以上，比URD要求高出太多。此后這些核電機(jī)組大體分為兩類(lèi)，以俄羅斯VVER-1200和中國(guó)“華龍一號(hào)”為代表的低造價(jià)機(jī)型，以法國(guó)EPR和西屋AP1000為代表的高造價(jià)機(jī)型。在核電市場(chǎng)發(fā)展中，兩大類(lèi)機(jī)組一邊歡喜一邊愁，低造價(jià)機(jī)組在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中屢屢勝出，高造價(jià)機(jī)組遭遇多重問(wèn)題，逐步失去競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
一、世界三代核電主要機(jī)型分析
（一）中國(guó)自主三代核電“華龍一號(hào)”進(jìn)一步推廣
9月2日，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議核準(zhǔn)通過(guò)海南昌江核電二期工程和浙江三澳核電一期工程各兩臺(tái)“華龍一號(hào)”120萬(wàn)千瓦機(jī)組建設(shè)，列入國(guó)家規(guī)劃。這標(biāo)志著我國(guó)堅(jiān)持發(fā)展核電，支持我國(guó)自主三代“華龍一號(hào)”推廣，堅(jiān)持走自主發(fā)展道路。
9月4日，“華龍一號(hào)”全球首堆福建福清核電5號(hào)機(jī)組首爐核燃料裝填正式開(kāi)始，第1組燃料順利入堆，進(jìn)入主系統(tǒng)帶核調(diào)試階段，向建成投產(chǎn)邁出堅(jiān)實(shí)一步。7月25日，6號(hào)機(jī)組順利實(shí)現(xiàn)安全殼穹頂鋼模板吊裝。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間9月4日，“華龍一號(hào)”海外首堆巴基斯坦卡拉奇核電站K-2機(jī)組完成熱態(tài)性能試驗(yàn)，為后續(xù)核燃料裝填、并網(wǎng)、發(fā)電等重大節(jié)點(diǎn)，奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。8月31日，K-2的姐妹機(jī)組K-3于外層安全殼穹頂成功吊裝就位，主體結(jié)構(gòu)工程結(jié)束，奠定了工程建設(shè)的良好基礎(chǔ)。
9月4日，中核集團(tuán)宣布福建漳州核電第2臺(tái)“華龍一號(hào)”機(jī)組首次澆筑與安全相關(guān)混凝土，這標(biāo)志著主體工程開(kāi)工建設(shè)，機(jī)組預(yù)計(jì)于2025年投入運(yùn)行。漳州核電是由計(jì)劃建AP1000機(jī)組轉(zhuǎn)為“華龍一號(hào)”的第1個(gè)項(xiàng)目，是機(jī)組選型轉(zhuǎn)身的成功范例。
9月8日，中國(guó)江蘇省田灣核電站5號(hào)機(jī)組成功完成168小時(shí)全功率連續(xù)示范運(yùn)行試驗(yàn)，進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行。機(jī)組為國(guó)內(nèi)自主設(shè)計(jì)的108萬(wàn)千瓦ACPR1000壓水堆。
“華龍一號(hào)”是我國(guó)具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)，創(chuàng)新采用177堆芯設(shè)計(jì)，降低了堆芯功率密度，提高了設(shè)計(jì)安全水平，實(shí)現(xiàn)了安全性與經(jīng)濟(jì)性的平衡，是先進(jìn)性與成熟性統(tǒng)一、安全系統(tǒng)能動(dòng)與非能功相結(jié)合、引進(jìn)技術(shù)消化吸收再創(chuàng)新的成功典范?！叭A龍一號(hào)”規(guī)避了美、法兩國(guó)三代機(jī)型開(kāi)發(fā)中建設(shè)成本高、周期長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)高、反復(fù)延誤、大幅超支等問(wèn)題，成為三代核電機(jī)型中安全性高、經(jīng)濟(jì)性高、接受度高的機(jī)型之一，對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)由核電大國(guó)向核電強(qiáng)國(guó)跨越，具有重要意義。
（二）俄羅斯VVER-1200繼續(xù)遙遙領(lǐng)先
8月31日，俄羅斯國(guó)家原子能公司宣布，列寧格勒二廠2號(hào)機(jī)組已正式啟動(dòng)，是俄羅斯投運(yùn)的第4臺(tái)三代核電VVER-1200機(jī)組。首臺(tái)機(jī)組于2016年投運(yùn)，已積累豐富經(jīng)驗(yàn)。俄羅斯VVER-1200機(jī)組已通過(guò)整體示范驗(yàn)證和運(yùn)行考驗(yàn)，并被多國(guó)選用，市場(chǎng)銷(xiāo)售遙遙領(lǐng)先，在國(guó)際上已有40多臺(tái)的訂單，是目前世界最受青睞的機(jī)型。
其中，白俄羅斯Ostrovets核電廠，建設(shè)2臺(tái)120萬(wàn)千瓦VVER-1200機(jī)組，8月20日1號(hào)機(jī)組完成首次裝料，將于2021年一季度商業(yè)運(yùn)行。孟加拉國(guó)第一核電站Rooppur建造2臺(tái)VVER-1200核電機(jī)組，分別于2017、2018年開(kāi)工，目前正處在建設(shè)當(dāng)中。土耳其阿庫(kù)尤核電站由俄羅斯國(guó)家原子能公司建設(shè)4臺(tái)VVER-1200機(jī)組，8月25日1號(hào)機(jī)組蒸汽發(fā)生器運(yùn)至工地，計(jì)劃于2023年土耳其國(guó)慶100周年紀(jì)念日運(yùn)行發(fā)電。
盡管俄羅斯核電發(fā)展走在世界前列，但也存在短板。俄羅斯核電缺少半速汽輪機(jī)技術(shù)，VVER-1200的汽輪機(jī)依賴法國(guó)阿爾斯通，而法國(guó)阿爾斯通已被競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手美國(guó)通用電氣GE兼并。
（三）韓國(guó)APR-1400取得重大突破
韓國(guó)APR-1400，成功出口阿聯(lián)酋4臺(tái)機(jī)組，建設(shè)巴拉卡核電站。首臺(tái)機(jī)組于8日19日首次并網(wǎng)發(fā)電成功。巴拉卡核電站4臺(tái)韓國(guó)APR1400機(jī)組，共560萬(wàn)千瓦，建造總成本244億美元，合4150美元/千瓦，相當(dāng)美法高成本核電的一半。巴拉卡核電站，60年壽命，可滿足阿聯(lián)酋四分之一的電力需求。這也是阿拉伯世界的首座核電站，意義重大。韓國(guó)APR-1400機(jī)組，前景看好。但技術(shù)基礎(chǔ)是美國(guó)ABB-CE系統(tǒng)80+，而非本國(guó)的專利。
（四）法國(guó)EPR能否成功向低成本轉(zhuǎn)身待觀察
法國(guó)EPR機(jī)型示范驗(yàn)證久攻不下。EPR機(jī)型示范驗(yàn)證第一梯隊(duì)芬蘭奧爾基洛托3號(hào)、第二梯隊(duì)法國(guó)弗拉芒維爾3號(hào)的工程，在建設(shè)的最后時(shí)刻仍是問(wèn)題不斷，計(jì)劃反復(fù)修訂。其中，芬蘭奧爾基洛托項(xiàng)目2005年開(kāi)工，原定2009年完工，施工中多次調(diào)整，2020年8月底決定推遲到2022年2月發(fā)電，推遲13年，總工期延長(zhǎng)到18年。建設(shè)成本由最初的30億歐元增加到85億歐元。法國(guó)弗拉芒維爾項(xiàng)目面臨同樣命運(yùn)。法國(guó)EDF估計(jì)，該項(xiàng)目建設(shè)成本增加3.3倍，投產(chǎn)時(shí)間至少增加3.5倍。據(jù)法國(guó)審計(jì)法院7月9日公布的計(jì)算結(jié)果，項(xiàng)目建設(shè)成本由最初的33億歐元增加到191億歐元，建設(shè)工期持續(xù)16年。英國(guó)欣克利角C是世界最昂貴的核電項(xiàng)目，該項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益分析受多方質(zhì)疑；擬在英國(guó)建設(shè)的塞茲維爾C（Sizewell C）項(xiàng)目，同樣使用EPR機(jī)組，尚待英國(guó)政府正式核準(zhǔn)其規(guī)劃申請(qǐng)，目前項(xiàng)目籌資也遭遇困境。
對(duì)現(xiàn)在的EPR，法國(guó)上下都不滿意，要求改進(jìn)設(shè)計(jì)、降低成本。法國(guó)財(cái)政部要求，若建設(shè)6臺(tái)EPR，估計(jì)總成本460億歐元才可予以考慮。這意味著7000歐元/千瓦的建造成本，與正在建設(shè)的EPR項(xiàng)目相比有較大下降，但是實(shí)現(xiàn)有難度。并且與中俄新興三代核電比，這一建設(shè)成本仍具有很大差距，能否被世界核電市場(chǎng)接受，也有待觀察。
二、思考與建議
（一）思考
1.核電在能源中的地位。核能是未來(lái)清潔能源系統(tǒng)中不可缺少的重要組成，將在世界低碳能源轉(zhuǎn)型中繼續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵作用。在發(fā)達(dá)國(guó)家，電力需求增長(zhǎng)有限，并不要求大規(guī)模增加發(fā)電裝機(jī)，新上發(fā)電能力代替退役機(jī)組、滿足改進(jìn)發(fā)展需求即可，因而希望發(fā)展小規(guī)模、靈活、可靠的清潔能源，而非大核電；而在廣大發(fā)展中國(guó)家，電力需求規(guī)模還會(huì)穩(wěn)步增加，還需要擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，增加大型、經(jīng)濟(jì)發(fā)電機(jī)組。從全球范圍看，理想的電力系統(tǒng)應(yīng)是一定份額的基荷電源，加上相當(dāng)規(guī)模波動(dòng)性強(qiáng)的可再生能源和靈活及時(shí)的智能調(diào)配。可作為基荷電源并具有一定靈活性的核電與太陽(yáng)能、風(fēng)能優(yōu)勢(shì)結(jié)合，形成低成本有彈性的清潔能源系統(tǒng)，是未來(lái)發(fā)展的方向。根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)IAEA最新發(fā)布對(duì)2050年能源、電力和核電發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)，在高情景下，到2050年，全球核電容量將增加近一倍。
2.世界核電發(fā)展主流的轉(zhuǎn)移。本世紀(jì)初，參與三代核電研發(fā)的國(guó)家、開(kāi)發(fā)商很多，以美國(guó)西屋AP1000和法國(guó)Areva的EPR為代表的機(jī)型是當(dāng)時(shí)的主流。但是這些機(jī)型設(shè)計(jì)昂貴、風(fēng)險(xiǎn)高、周期長(zhǎng)，在建設(shè)項(xiàng)目招投標(biāo)中逐漸不及俄、日、韓相應(yīng)機(jī)型。再后來(lái)，AP1000和EPR建設(shè)項(xiàng)目問(wèn)題頻發(fā)、工期延誤、預(yù)算超支，乃至信譽(yù)喪失。相比之下，俄羅斯VVER-1200、中國(guó)“華龍一號(hào)”、韓國(guó)APR-1400成本可承受、風(fēng)險(xiǎn)低，符合時(shí)代發(fā)展要求，愈發(fā)受到關(guān)注，若按客觀可能條件穩(wěn)步前進(jìn)，將逐步成為世界核電發(fā)展的主流。此時(shí)的法國(guó)認(rèn)識(shí)到形勢(shì)，研發(fā)設(shè)計(jì)EPR-2向簡(jiǎn)化、低成本方向改進(jìn)。而AP1000似已來(lái)不及轉(zhuǎn)變，開(kāi)發(fā)商西屋已退出核電建設(shè)。
（二）建議
1.堅(jiān)持“三個(gè)不動(dòng)搖”：一是從定位上看，核電在未來(lái)清潔能源系統(tǒng)中占有重要地位，因此要堅(jiān)持發(fā)展核電不動(dòng)搖。二是堅(jiān)持走自主發(fā)展道路不動(dòng)搖，把核電發(fā)展的主導(dǎo)權(quán)牢牢掌握在自己手中。通過(guò)自主研發(fā)和引進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化、自主化，解決“卡脖子”問(wèn)題、知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題，才能不受制于人。三是堅(jiān)持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展“華龍一號(hào)”不動(dòng)搖，“華龍一號(hào)”是我國(guó)具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)，是當(dāng)之無(wú)愧的“國(guó)家名片”，并已取得很大進(jìn)展，基本具備了產(chǎn)業(yè)化和出口的條件，與國(guó)外其他機(jī)型相比有優(yōu)勢(shì)。
2.推動(dòng)“兩個(gè)轉(zhuǎn)身”：一是統(tǒng)一國(guó)內(nèi)核電技術(shù)路線，由AP1000路線向壓水堆路線轉(zhuǎn)身回歸，推動(dòng)形成“一種堆型，多種機(jī)型”。二是已建成的4臺(tái)AP1000，確保安全運(yùn)行，由保AP1000向積極推進(jìn)“華龍一號(hào)”轉(zhuǎn)身。已選擇了AP1000的項(xiàng)目，建議向漳州電廠學(xué)習(xí)，考慮由AP1000向“華龍一號(hào)”轉(zhuǎn)身。
3.對(duì)CAP1000進(jìn)行中國(guó)化設(shè)計(jì)改進(jìn)。對(duì)CAP1000，在指導(dǎo)思想、設(shè)計(jì)理念、技術(shù)方案上進(jìn)行修改，與AP1000要有鮮明的切割，以切實(shí)解決“卡脖子”技術(shù)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題，同時(shí)對(duì)尚存安全隱患要進(jìn)行驗(yàn)證考驗(yàn)。
原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》2020年9月25日第38、39期
