能源保供的硬“核”作用
中国能源新闻网记者 曲艺
日前，《关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》发布。《意见》指出，要加强化石能源清洁高效利用、大力发展非化石能源和加快构建新型电力系统。加快西北风电光伏、西南水电、海上风电、沿海核电等清洁能源基地建设。近年来，我国核电装机规模持续扩大，逐步引领全球核能发展。数据显示，2023年，我国全年新增商运核电机组2台，累计数量达到55台，额定装机容量达5703万千瓦，仅次于美国、法国，位列全球第三；全年新开工核电机组5台，核电工程建设投资完成额达949亿元，创近五年最高水平。随着2024年5月中广核广西防城港核电站4号机组投产发电，目前中国在运核电机组增至56台，额定装机容量达5822万千瓦。
在建核电工程稳步推进
“1公斤铀-235裂变能相当于2700吨标准煤的热值，所以它是实现‘双碳’目标，特别是基荷能源必选之材。”在第二十六届中国科协年会“核能创新、低碳未来”论坛上，中国工程院院士、核动力院国防重点实验室学术委员会主任于崇俊表示。
核电能量密度高、输出稳定，是理想的基荷能源，对保障能源安全稳定供应有着重要的作用。而我国核电发展所需铀资源量充足，核燃料加工能力充分，因此核电可成为保障稳定能源供应的重要一环。
在多轮驱动的能源供应保障体系中，核能以“稳”见长。
中核战略规划研究总院与法国电力集团共同编写的《核能支持低碳发展前瞻性研究》指出，核能发电基本不受外界因素的影响，也不受周期性、区域性或季节性的影响。现实中，核电普遍带基荷运行，近5年中国的核电利用小时数已超过7000小时/年，单台机组的平均能力因子为91.7%，远高于其他类型电源。
中国核能行业协会发布的《中国核能发展报告（2024）》（以下简称《报告》）显示，我国在建核电机组数量和装机容量处于世界领先地位。截至2023年底，在建核电机组26台，总装机容量3030万千瓦，位居全球第一。
核电发电量及环境效益方面，《报告》披露，2023年我国核电设备平均利用小时数为7661小时，核电发电量达4334亿千瓦时，位居全球第二，占全国累计发电量的4.86%，年度等效减排二氧化碳约3.4亿吨。福建、辽宁、海南省核电发电量占比均超20%，分别为27.3%、23.4%、22.7%。
同时，我国核电安全运行持续保持国际先进水平。2023年，我国有33台机组在世界核电运营者协会的综合指数中达到满分，该指数反映了核电机组在发电能力、安全性能等方面的综合水平，我国核电机组的满分比例高于美国、俄罗斯等主要核电国家。
此外，《报告》还显示，随着我国核电工程建造技术自主化水平稳步提高，我国具备了从筹备到施工、调试到商运多种堆型、多台机组同时建设的核电工程全生命周期建造能力。
记者注意到，除了供电，在更多领域核能也扮演着重要角色。我国山东海阳核电、辽宁红沿河核电、浙江秦山核电等已率先开展核能供暖。6月19日，我国首个工业用途核能供汽项目——“和气一号”项目在江苏田湾核电基地正式建成投产。
核能科技创新进展显著
7月12日，作为国家原子能机构“十四五”核工业发展规划项目，我国规模最大的天然铀产能项目——“国铀一号”示范工程在内蒙古鄂尔多斯开工建设。
天然铀是核工业发展的物质基础，是保障国家安全的重要战略资源和能源矿产。天然铀的供应链安全，对核工业发展和“双碳”目标的实现具有重要意义。
将视角放大，不止天然铀产业，党的十八大以来，我国核工业强基固本，核燃料、核环保、核技术应用等各相关产业加快发展，实现了历史性的战略转折和系统性的重大跨越。
在核能产业链、供应链能力提升方面，2023年全年新增资源量大幅提高，南北两大铀纯化转化基地稳定运行，铀浓缩生产线扩建有序推进，核燃料元件加工能力满足需求，CF3自主品牌核燃料组件应用得到持续推进。
尤其在科技自立自强方面，我国已成功打造出“华龙一号”“国和一号”等国产化核电品牌；全球首个陆上商用模块化小堆“玲龙一号”反应堆厂房主体结构已全部施工完成，预计2026年建成投产；新一代“人造太阳”等重大成果持续涌现。
以“华龙一号”为例。
2021年1月30日，“华龙一号”全球首堆——中核集团福建福清核电5号机组投入商业运行。这标志着我国在三代核电技术领域跻身世界前列，成为真正掌握三代核电技术的国家。
核电站是高度复杂的能源系统。仅“华龙一号”首堆就涉及70多个专业领域，工程设计图纸在20万张以上。在“华龙一号”研发设计过程中，中核集团贯通起从应用基础研究、反应堆、先进核燃料、安全系统设计到装备研制的创新链条，建立起完整的自主技术体系和知识产权体系。参与“华龙一号”设备供货的厂家几乎延伸到我国装备制造的各个领域，推动了核电装备产业链实现跨越式发展。目前，所有核心设备均已实现国产化，国产化率达88%，完全具备批量化建设能力。
在安全性指标方面，“华龙一号”设计了双层安全壳，安全壳的用料和结构都是现有核电技术里的最高级别，可以抵御大型飞机的撞击。此外，“华龙一号”还可以抵御17级台风、9度地震烈度的冲击。
“目前国外共有在运‘华龙一号’机组5台，国内核准及在建的机组共21台。”中核集团“华龙一号”总设计师邢继表示，“华龙一号”已步入批量化建设阶段，是支撑中国核电发展规划，助力实现“双碳”目标的主力机型。“华龙一号”将继续提升经济性与市场竞争力，着力在机组电功率、总体布置、工期与施工方案等方面持续优化。未来的华龙后续机型，将实现压水堆技术从并跑到领跑的转变，将在创新工艺、创新设备与先进材料、耐事故先进燃料技术等方面继续提升。
推动核能“三步走”战略实施
不容忽视的是，作为能源生产和消费大国，核能目前仅占中国总发电量的4.7%，未来发展空间巨大。如何挖潜？
“热堆—快堆—聚变堆”核能“三步走”战略，是我国在1983年核能发展技术政策论证会上首次提出的核能发展总战略，其核心内容是解决我国核能可持续发展、核燃料长期安全有效供应的问题。
中国工程院院士叶奇蓁表示，应继续坚持核能发展“三步走”战略，持续发展好热堆的同时，将快堆核能发展提上快车道，助力“双碳”目标实现，加强可控核聚变技术研发和工程示范。
“从保障核能资源、产业链安全到保障核能安全、绿色发展，再到实现我国核能自主发展、占领科技制高点，我国一体化快堆核能系统具有不可替代的作用，是实现‘双碳’目标的重要一环。”中国科学院院士叶国安表示，建议实施一体化快堆国家科技重大专项，加速推动科技攻关和技术能力提升，打造支撑中长期裂变核能大规模发展、接续“华龙一号”系列大型先进压水堆发展的新一代核能主打产品，保障国家能源资源安全。
核能“三步走”战略实施40多年来，特别是党的十八大以来，我国始终坚持核能安全发展、创新发展，取得了举世瞩目的成就，令人振奋。我国建成了“中国环流器一号”“中国环流器二号”“中国环流三号”“东方超环”等多个核聚变研究装置。新一代人造太阳“中国环流三号”成功实现大于1.5兆安等离子体电流运行……不胜枚举。
中国核学会理事长、党委书记王寿君表示，站在新时代新起点上，要加快推进核能“三步走”战略更好地实施，以“三步走”战略推进核能事业高质量发展，助力全面建设核工业强国，为以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴贡献“核”力量。
“中核集团将与各方携手推动核能‘三步走’战略加快实施。”中核集团党组书记、董事长余剑锋表示，一是大力推动热堆发展，推动“华龙一号”技术优化和规模化发展，推动高温气冷堆商业化推广和多用途应用，推动小堆全球推广。二是加快推动快堆发展，发展百万千瓦商用快堆，重点推进一体化快堆研发，力争在2035年前实现一体化快堆工程示范，大型后处理厂建成投产，具备商业化应用条件。三是积极推动聚变研发，打造世界一流的中国聚变平台企业，开展氘氚试验，积极布局聚变未来产业，早日建成聚变先导实验堆和商用示范电站。
责任编辑：余璇
来源：中国电力报
