世界三代核電發(fā)展與競爭形勢分析
溫鴻鈞
（中國核工業(yè)集團(tuán)原計劃部副總工）
新世紀(jì)之初，世界三代核電由研發(fā)轉(zhuǎn)向示范驗證，各種三代核電機(jī)型紛紛登場。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，以俄羅斯VVER-1200和中國“華龍一號”為代表的低造價機(jī)型，以法國EPR和西屋AP1000為代表的高造價機(jī)型。在核電市場發(fā)展中，兩大類機(jī)組一邊歡喜一邊愁，低造價機(jī)組在國際競爭中屢屢勝出，高造價機(jī)組遭遇多重問題，逐步失去競爭優(yōu)勢。
一、世界三代核電主要機(jī)型分析
（一）中國自主三代核電“華龍一號”進(jìn)一步推廣
9月2日，國務(wù)院常務(wù)會議核準(zhǔn)通過海南昌江核電二期工程和浙江三澳核電一期工程各兩臺“華龍一號”120萬千瓦機(jī)組建設(shè)，列入國家規(guī)劃。這標(biāo)志著我國堅持發(fā)展核電，支持我國自主三代“華龍一號”推廣，堅持走自主發(fā)展道路。
9月4日，“華龍一號”全球首堆福建福清核電5號機(jī)組首爐核燃料裝填正式開始，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)邁出堅實一步。7月25日，6號機(jī)組順利實現(xiàn)安全殼穹頂鋼模板吊裝。
當(dāng)?shù)貢r間9月4日，“華龍一號”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，為后續(xù)核燃料裝填、并網(wǎng)、發(fā)電等重大節(jié)點，奠定了堅實基礎(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“華龍一號”機(jī)組首次澆筑與安全相關(guān)混凝土，這標(biāo)志著主體工程開工建設(shè)，機(jī)組預(yù)計于2025年投入運(yùn)行。漳州核電是由計劃建AP1000機(jī)組轉(zhuǎn)為“華龍一號”的第1個項目，是機(jī)組選型轉(zhuǎn)身的成功范例。
9月8日，中國江蘇省田灣核電站5號機(jī)組成功完成168小時全功率連續(xù)示范運(yùn)行試驗，進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行。機(jī)組為國內(nèi)自主設(shè)計的108萬千瓦ACPR1000壓水堆。
“華龍一號”是我國具有完全知識產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)，創(chuàng)新采用177堆芯設(shè)計，降低了堆芯功率密度，提高了設(shè)計安全水平，實現(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”規(guī)避了美、法兩國三代機(jī)型開發(fā)中建設(shè)成本高、周期長、風(fēng)險高、反復(fù)延誤、大幅超支等問題，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，對我國實現(xiàn)由核電大國向核電強(qiáng)國跨越，具有重要意義。
（二）俄羅斯VVER-1200繼續(xù)遙遙領(lǐng)先
8月31日，俄羅斯國家原子能公司宣布，列寧格勒二廠2號機(jī)組已正式啟動，是俄羅斯投運(yùn)的第4臺三代核電VVER-1200機(jī)組。首臺機(jī)組于2016年投運(yùn)，已積累豐富經(jīng)驗。俄羅斯VVER-1200機(jī)組已通過整體示范驗證和運(yùn)行考驗，并被多國選用，市場銷售遙遙領(lǐng)先，在國際上已有40多臺的訂單，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120萬千瓦VVER-1200機(jī)組，8月20日1號機(jī)組完成首次裝料，將于2021年一季度商業(yè)運(yùn)行。孟加拉國第一核電站Rooppur建造2臺VVER-1200核電機(jī)組，分別于2017、2018年開工，目前正處在建設(shè)當(dāng)中。土耳其阿庫尤核電站由俄羅斯國家原子能公司建設(shè)4臺VVER-1200機(jī)組，8月25日1號機(jī)組蒸汽發(fā)生器運(yùn)至工地，計劃于2023年土耳其國慶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)依賴法國阿爾斯通，而法國阿爾斯通已被競爭對手美國通用電氣GE兼并。
（三）韓國APR-1400取得重大突破
韓國APR-1400，成功出口阿聯(lián)酋4臺機(jī)組，建設(shè)巴拉卡核電站。首臺機(jī)組于8日19日首次并網(wǎng)發(fā)電成功。巴拉卡核電站4臺韓國APR1400機(jī)組，共560萬千瓦，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APR-1400機(jī)組，前景看好。但技術(shù)基礎(chǔ)是美國ABB-CE系統(tǒng)80+，而非本國的專利。
（四）法國EPR能否成功向低成本轉(zhuǎn)身待觀察
法國EPR機(jī)型示范驗證久攻不下。EPR機(jī)型示范驗證第一梯隊芬蘭奧爾基洛托3號、第二梯隊法國弗拉芒維爾3號的工程，在建設(shè)的最后時刻仍是問題不斷，計劃反復(fù)修訂。其中，芬蘭奧爾基洛托項目2005年開工，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。法國弗拉芒維爾項目面臨同樣命運(yùn)。法國EDF估計，該項目建設(shè)成本增加3.3倍，投產(chǎn)時間至少增加3.5倍。據(jù)法國審計法院7月9日公布的計算結(jié)果，項目建設(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。英國欣克利角C是世界最昂貴的核電項目，該項目的經(jīng)濟(jì)效益分析受多方質(zhì)疑；擬在英國建設(shè)的塞茲維爾C（Sizewell C）項目，同樣使用EPR機(jī)組，尚待英國政府正式核準(zhǔn)其規(guī)劃申請，目前項目籌資也遭遇困境。
對現(xiàn)在的EPR，法國上下都不滿意，要求改進(jìn)設(shè)計、降低成本。法國財政部要求，若建設(shè)6臺EPR，估計總成本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項目相比有較大下降，但是實現(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)國家，電力需求增長有限，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)展中國家，電力需求規(guī)模還會穩(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)模波動性強(qiáng)的可再生能源和靈活及時的智能調(diào)配。可作為基荷電源并具有一定靈活性的核電與太陽能、風(fēng)能優(yōu)勢結(jié)合，形成低成本有彈性的清潔能源系統(tǒng)，是未來發(fā)展的方向。根據(jù)國際原子能機(jī)構(gòu)IAEA最新發(fā)布對2050年能源、電力和核電發(fā)展趨勢的預(yù)測，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)的國家、開發(fā)商很多，以美國西屋AP1000和法國Areva的EPR為代表的機(jī)型是當(dāng)時的主流。但是這些機(jī)型設(shè)計昂貴、風(fēng)險高、周期長，在建設(shè)項目招投標(biāo)中逐漸不及俄、日、韓相應(yīng)機(jī)型。再后來，AP1000和EPR建設(shè)項目問題頻發(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“華龍一號”、韓國APR-1400成本可承受、風(fēng)險低，符合時代發(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。此時的法國認(rèn)識到形勢，研發(fā)設(shè)計EPR-2向簡化、低成本方向改進(jìn)。而AP1000似已來不及轉(zhuǎn)變，開發(fā)商西屋已退出核電建設(shè)。
（二）建議
1.堅持“三個不動搖”：一是從定位上看，核電在未來清潔能源系統(tǒng)中占有重要地位，因此要堅持發(fā)展核電不動搖。二是堅持走自主發(fā)展道路不動搖，把核電發(fā)展的主導(dǎo)權(quán)牢牢掌握在自己手中。通過自主研發(fā)和引進(jìn)技術(shù)，實現(xiàn)國產(chǎn)化、自主化，解決“卡脖子”問題、知識產(chǎn)權(quán)問題，才能不受制于人。三是堅持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展“華龍一號”不動搖，“華龍一號”是我國具有完全知識產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)，是當(dāng)之無愧的“國家名片”，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，與國外其他機(jī)型相比有優(yōu)勢。
2.推動“兩個轉(zhuǎn)身”：一是統(tǒng)一國內(nèi)核電技術(shù)路線，由AP1000路線向壓水堆路線轉(zhuǎn)身回歸，推動形成“一種堆型，多種機(jī)型”。二是已建成的4臺AP1000，確保安全運(yùn)行，由保AP1000向積極推進(jìn)“華龍一號”轉(zhuǎn)身。已選擇了AP1000的項目，建議向漳州電廠學(xué)習(xí)，考慮由AP1000向“華龍一號”轉(zhuǎn)身。
3.對CAP1000進(jìn)行中國化設(shè)計改進(jìn)。對CAP1000，在指導(dǎo)思想、設(shè)計理念、技術(shù)方案上進(jìn)行修改，與AP1000要有鮮明的切割，以切實解決“卡脖子”技術(shù)和知識產(chǎn)權(quán)問題，同時對尚存安全隱患要進(jìn)行驗證考驗。
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
