海上核電、四代核電、小型堆 中國核能未來15年技術路線圖正浮現

2021-01-21 第一財經

作為一種高效的清潔能源,核能在中國越來越受到了青睞。核能技術在中國未來15年的發展路線圖也正在浮現。

中核集團官方微信在18日發布的一則消息稱,國家發改委、國家能源局近日下發了《能源技術革命創新行動計劃(2016-2030年)》,並同時發布了《能源技術革命重點創新行動路線圖》。前者列舉了包括「先進核能技術創新、乏燃料後處理與高放廢物安全處理處置技術創新」、「氫能與燃料電池技術創新」等15項重點任務,後者則明確了這15項重點任務的具體創新目標、行動措施以及戰略方向。

「聽說有這個事情,但目前我還沒有看到文件」,國家能源局一位官員對《第一財經日報》記者說。

中核集團官方微信引述上述文件稱,在核能領域,未來要重點發展三代、四代核電,先進核燃料及循環利用,小型堆等技術,探索研發可控核聚變技術。

文件還稱,近年來,中國能源科技創新能力和技術裝備自主化水平顯著提升,建設了一批具有國際先進水平的重大能源技術示範工程。基本掌握了AP1000核島設計技術和關鍵設備材料製造技術,採用「華龍一號」 自主三代技術的首堆示範項目開工建設,首座高溫氣冷堆技術商業化核電站示範工程建設進展順利,核級數位化儀控系統實現自主化。

從AP1000、四代核電到小型堆、乏燃料處理,這些都將是未來中國核電發展的最前沿。

AP1000是中國2006年決定從美國西屋公司引進的第三代核電技術,並在中國浙江三門、山東海陽各建2臺AP1000機組,作為實現該技術自主化的依託。這是中美兩國最大的能源高科技合作項目。

本報記者此前從負責AP1000技術引進和吸收的國家核電獲悉,AP1000的相關技術難題已經得到逐步的解決。

「華龍一號」是中國用於出口的核電技術之一。該技術已經2015年獲得國家的核准在福建福清和廣西防城港開工建設。

另外,由中核集團和中廣核出資5億元組建的華龍國際核電技術有限公司(下稱「華龍國際」)已經在3月17日正式揭牌成立。作為華龍技術統一平臺,華龍國際將致力於推動「華龍一號」成為中國自主三代核電技術「走出去」的主力品牌。

至於四代核電,作為代表的就是高溫氣冷堆。

高溫氣冷堆是中國具有完全自主智慧財產權的第四代先進核電技術,具有固有安全性、多功能用途、模塊化建造的特點和優勢。歷經三十多年的基礎研究、實驗堆運行、示範工程建設,如今,中國已經系統掌握了高溫氣冷堆的全部關鍵技術。

中核建在2015年年初發布消息,其在江西瑞金的高溫氣冷堆核電項目有望成為世界第一座商用第四代核電站,而且申請在2017年開工。在國內,中國核建已在福建、廣東、江西、湖南等多個省市開展了60萬千瓦高溫氣冷堆項目前期工作,目前各項工作進展順利。

文件所提到的核級數位化設備,這是未來核電安全運轉的信息中心之一。

核級數位化儀控系統(簡稱「DCS」)是核電站重大關鍵性成套設備之一,是核電站運行、操作與監控的中樞神經,是確保核電站安全可靠運行的重要裝備。由於技術極為複雜,此前中國在運核電機組的核級DCS均由國外供貨商提供。

根據新華網報導,2010年3月26日,國家核安全局為北京廣利核系統工程有限公司頒發了《民用核安全電氣設備設計/製造許可證》,這是中國首次針對核級數位化儀控系統設備頒發相關許可證,意味著中國核電數位化儀控系統有了首個自主品牌。

中廣核在2015年12月29日對外宣稱,由該企業牽頭的國家科技重大專項「自主智慧財產權的核電站數位化儀控系統平臺」研製日前通過國家能源局組織的正式驗收。目前該研究成果已應用於陽江等地核電站機組儀控系統的設計製造,實現了中國核電站數位化儀控系統的國產化和自主化。

在小型堆方面,目前小型堆用途越來越廣。

國際原子能機構(IAEA)將小型核反應堆定義為發電功率小於300兆瓦的核反應堆動力裝置,簡稱小型堆。隨著全球核電發展,越來越多的國家開始關注小型堆的應用,原因是這些小型堆相對經濟和安全。

文件提到的海上核電也是重要方向,中國正在努力把小型堆應用於海上核動力平臺。

海洋核動力平臺是海上移動式小型核電站,是小型核反應堆與船舶工程的有機結合,可為海洋石油開採和偏遠島嶼提供安全、有效的能源供給,也可用於大功率船舶和海水淡化領域。

目前,中船重工申報的國家能源重大科技創新工程海洋核動力平臺示範工程項目已經得到國家發改委的同意。

國家發改委希望「中船重工集團與相關單位加強合作,在原有船舶核動力技術基礎上,結合當前工業化水平和民用核電技術要求……儘早實現我國海洋核動力平臺『零』突破」。2016年1月25日,中船重工與中廣核「籤署了戰略合作協議,擬就共同推進海上核動力平臺項目建設開展合作」。

「乏燃料後處理與高放廢物安全處理處置技術創新」是上述15項重點任務之一。

乏燃料是指經反應堆「燃燒」後從堆內卸出的核燃料,雖然具有一定輻射,但已經形成了一套完善的處理程序。此前接受本報記者採訪的多名核電企業內部人士介紹,目前,中國對於乏燃料的普遍處理方法是,先在與核電站的乏燃料池中進行儲存10~15年,然後運出核電站進行集中處理。

據介紹,目前大亞灣核電廠乏燃料水池已經飽和,田灣核電廠乏燃料水池接近飽和。而中核集團在2015年9月23日稱,由中核集團負責建設、法國阿海琺集團承擔總體技術責任的中國核循環項目,將在2020年開工,建成後可對核電站卸出的燃料進行大規模貯存與後期管理,讓核電更安全。該項目由國家專項基金投資,總投資超過千億。

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