本文目录

  • 我国低调测试“钍反应堆”技术,这一黑科技能拯救全球核电站
  • 我国现在有多少个大型核电站
  • 我国核电发展如何
  • 中国核电站为什么很少

我国低调测试“钍反应堆”技术,这一黑科技能拯救全球核电站吗

已进行或正在进行钍燃料发电研究的国家有英国、美国、巴西、德国、印度、法国、中国、捷克、日本、俄罗斯、加拿大、以色列、荷兰。也就是说,全世界在对钍燃料发电进行研究的国家不止中国一个,想要引领钍燃料发电技术的难度挺大,要算是黑科技,也是全世界不少国家都在研究的黑科技,但这么多国家都在开发的技术,还能算是黑科技吗?只能说是一个非常有前途的技术吧。

根据世界核能协会的说法,有数种现存的反应堆可以设计成以钍为燃料,其中头5种已踏入发展阶段,后2种仍是理论阶段:(1)重水反应堆;(2)超高温反应堆;(3)沸水反应堆;(4)压水反应堆;(5)快中子反应堆;(6)熔盐反应堆(包括液态氟化钍反应堆),美国橡树岭国家实验室曾经建造了一个原型,于1965-1969年运作;(7)加速器驱动次临界反应堆。

比如,现在美国的另一种钍燃料应用方式,是研发钍和“高丰度低浓铀”的混合燃料。这种新型核燃料是金属钍和“高丰度低浓铀”(铀-235丰度在5%至20%范围内)的混合物,将在美国生产,计划出口至印度等新兴核电市场,最快可以在2024年投入商业使用。金属钍有较高的熔点和较低的工作温度,抗堆芯熔毁能力强于金属铀。这种新型核燃料燃耗很深,可在反应堆中停留的时间更长,燃料利用率更高。此外,新型核燃料产生废物的量将减少80%以上,“燃烧”时产生钚的量也将减少,这有利于防核扩散。

再比如,荷兰在钍燃料上走的也很快。2021年3月2日,荷兰核研究和咨询集团表示,与代尔夫特理工大学、荷兰基础能源研究所和反应堆开发商Thorizon公司成立联盟,加快开发熔盐堆。核研究和咨询集团称,合作伙伴最近取得技术开发进展,为进一步设计和测试用于熔盐堆的重要工艺和材料奠定了基础。除了生产能源,熔盐堆还可以提供优质的工艺热,同时还非常适合使用钍作为燃料。荷兰拥有独特的基础设施,非常适合研究和开发熔盐堆等创新的反应堆技术。Thorizon公司计划在2035年前建成第一座熔盐堆,并投入运行。该反应堆将使用部分钍燃料,并示范这一技术。

总之,不仅是中国,现在看全世界有资格染指和技术的高技术国家,都在钍燃料上展开了研究,而且研究的角度也各不相同,比如五种反应堆的技术线路都有人在研究。现在钍燃料的研究还只能算是刚刚起步,大概说谁家的更先进还有点早,大概要再过些年月才能看得出来吧。

目前只能说,中国在钍燃料的研究上没有被落下,甚至可能还领先了半个身位,但钍燃料这场竞赛还有很长的距离,现在还无法断言谁能笑到最后。

我国现在有多少个大型核电站

我国共有大型核电站23座

?大陆地区核电厂:19座

均位于东部沿海地区,从北往南分别是:红沿河(辽宁)、石岛湾(山东)、海阳(山东)、田湾(江苏)、秦山一二三期(浙江)、方家山(浙江)、宁德(福建)、福清(福建)、漳州(福建)、太平岭(广东)、岭澳(广东)、大亚湾(广东)、台山(广东)、阳江(广东)、防城港(广西)、昌江(海南),上述核电厂发电就近上网。

下表展示了2019年大陆各核电厂的发电量数据,合计325.928TWh。其中阳江核电厂发电最多,达43.953TWh,秦山核电厂发电最少,为2.627TWh。

?台湾地区核电厂:4座

分别是:石门(新北)、万里(新北)、恒春(屏东)、龙门(新北)

台湾地区核电厂分布

?香港核电厂:0座

?澳门核电厂:0座

最权威的数据来自:中国国家核安全局网站

我国核电发展如何

从核电站技术演变来看,主要可划分四代核电技术。其中,第一代是实验性的核电站,目前已经基本全部退役;第二代是以压水堆/沸水堆为主标准化、系列化和批量化建设的商业堆,是目前在运机组的主力;第三代是安全性更高的核电站,是目前在建机组的主力,处于加速推广期;第四代石岛湾核电站,目前还在建设当中。

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全国目前投入商业运行的核电机组共计47台,装机容量48.73GW,在建的核电机组共计10台,筹备中的核电机组共计15台,装机容量16.6GW,预计2020年总装机将达到51GW。2019H1新增核电装机容量1.25GW,同比增长10.62%,累计装机容量47.66GW。

通常情况下,核电仍产业链角度可以切分为上、中、下游三段,上游:核燃料循环;中游:电站建设及设备制造;下游:电站运营。而我们的观点略有不同,考虑到核电工程各个环节的时间顺序,仍全生命周期的时间轴角度出収,对核电产业链迚行分解。一座核电站的全生命周期,可分为前期工作、土建、安装、调试、运行、退役等阶段。因此,我们将核电产业链分为:上游:核燃料(包括天然铀的开采、核燃料组件的加工制造),核相兲机械设备、电气设备、材料的制造;中游:核岛、常觃岛、电站配套设施(BOP)的工程建设;下游:収电运营、检修维护、后处理。

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核岛是整个核电站的核心,负责将核能转化为热能,是核电站所有设备中工艺最复杂、投入成本最高的部分。常规岛利用蒸汽推动汽轮机带动发动机发电。辅助系统(BOP)主要包括数字化控制系统、暖通系统,保障核电站平稳运行。

发展规模方面,电力发展“十三五”规划要求到2020 年我国核电在运装机将达到5800万千瓦,在建装机将达到3000万千瓦;消纳方面,2018年11月,发改委、国家能源局印发了《清洁能源消纳行动计划(2018-2020年)》,规定地方政府相关部门在制定中长期市场交易电量规模、火电机组发电计划时,要足量预留清洁能源优先发电空间,逐步减少燃煤电厂计划电量;2018年9月,司法部发布关于《原子能法(征求意见稿)》要求国家鼓励核电发展,对核电实行保障性消纳政策。税收优惠方面,核电行业15年内增值税先征后退,关税、企业所得税、城镇土地使用税等也均有税率、税基优惠。

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中国核电站为什么很少

中国的核电站数量相对比较少,里面的原因比较复杂。

但其中最重要的因素,还是由于我们的核电技术相对欧美国家确实滞后一些,毕竟我国核电技术发展远远晚于欧美。

当初在美国研发出原子弹后,就有专家提出利用原子能去发电,满足能源消耗需求的想法。所以美国在1951年的时候,就搞出了一套比较成熟的原子能发电技术。

而在1954年的时候,苏联人也同样在原子能发电技术上追上美国。

欧洲国家的原子能发电技术虽然落后于美苏,可是他们也早在上个世纪五六十年代的时候,就已经进行大规模的原子能发电技术研究了。

总之,我国在这项技术的起步时间点就显得晚太多。

上个世纪50年代,中苏两国正处于蜜月期,我国的重工业基础就是在苏联支持下建立的。当时苏联人也提出要帮助我国建设一座使用苏联技术的石墨水冷堆核电站,而这项计划被命名为581计划。

581计划在1958年3月份正式开始,但是好景不长,没过几年中苏关系破裂。

在赫鲁晓夫领导下的苏联采取的苏修主义立场让我国无法接受,甚至苏联还想要在经济、军事和外交层面上控制我们,这直接造成两国关系蜜月期休止,而苏联也停止了对我国重工业体系的技术援助。

当时以我们自己的技术水平想要建设核电站,完全是不可能的。更别说在那会儿,我们还需要把有限的资源投入到军事以及重工业的发展当中,毕竟国防安全形势并不乐观。

因此581工程就这么下马了。

1970年的时候,在周恩来的指示下,我国原子能发电技术重新起步。因为人口越来越多,对于能源的需求量也变高,华北地区普遍存在不同程度的缺电现象。

而如果可以搞出一套成熟的原子能发电技术,就可以缓解用电压力,所以728工程应运而生。

但是这一工程的发展速度相对缓慢,因为我们的技术水平薄弱;再加上处于特殊的历史时期,科研发展基本陷入停滞。

因此直到1982年我国才正式建立一个使用30万千瓦压水堆的核电站,而这个核电站就建造在浙江海盐县的泰山脚下。

只是此时我国的原子能发电技术已经比欧美国家落后接近30年,想在短时间内赶上是不现实的。

改革开放让我国开始实现腾飞,当时我国的重心是经济建设,而想要加快经济发展速度,那么就需要充足的能源。

原子能技术当时对于我们来说还是一个新鲜事物,虽然我们已经有了第一代核电站的建设技术,但是限于技术水平,我国设计、建造的核电站根本不可能满足全国范围内的用电需求。

况且那会儿还提出了要快速工业化的发展规划,单依靠建设核电站是得不偿失的。虽然我国核电站技术尚不成熟,也无法做到完全配套,但是我们却有更加完善的煤炭发电技术。

我国本身就是产煤大国,所以建设更多的传统煤炭发电厂,对于当时的中国来讲更符合国情,至少要比核电站容易得多。

这也是为何至今我国各地还到处都是煤炭火力发电厂的主要原因。

—— 因为它的技术更加成熟,可以满足我们的发展需求,可以用最快的速度解决全国范围内的社会生活以及工业生产用电不足的问题。

正是由于有替代品,我国的核电站发展技术也就没有那么急切。

直到新世纪后,中国实现了基本工业化,开始推动清洁能源体系建设,便重新把视线放在了核电站技术研发方面。

此时,我们的要求已经与几十年前完全不同。但是因为多年的停滞,我国与欧美的原子能发电技术的差距越来越大。

毕竟欧美国家比我们更早完成了工业积累,在技术底蕴方面不是一个级别。他们早在几十年前就尝试使用原子能技术代替传统发电技术了。

他们在原子能发电技术的发展方面,所投入的资金与精力,也是我们所不可能比拟的。

虽然在最近这些年,我们也投入了不少的资金,也确实获得过成就,比如说搞出本国第三代核电站技术,可是事实上这样的技术比欧美国家依旧存在差距。

一直被津津乐道的大亚湾核电站,也确实使用了来自法国的核电技术。技术方面的限制,就是我们核电站一直数量不多的根本原因。

直到现在为止,我们国家的核电站发电总量,仅占全国发电总量的不到5%,很难成为能源支柱。而除了技术方面的考量外,我们国家也确实缺少建设大规模核电站的资源。

核电站是需要使用大量的原子能源的,这就比较考量铀的储量,但是我国虽然资源丰富,但却是一个不折不扣的贫铀国。

目前全球范围内铀矿储量排名第一的国家是澳大利亚,他们的总量有64万吨之多,接近我国6倍。况且我们作为一个核武大国,对于铀矿的需求量是比较高的,不可能把所有的铀资源全部投入到核电站的建设当中。

若我们大规模建设核电站,就代表着很有可能需要在资源方面,完全依赖于海外进口。而且依赖的幅度,可能会超过60%,这并不符合我们的能源安全需求。

所以当下,建设像太阳能或者是风力这样的发电体系,也要比搞核电体系更符合现状。