世界核电发展现状及前景展望

● 湖南省科学技术研究开发院 周全之

1 世界核电发展概况

1942年12月2日，费米（意大利藉美国科学家）和他的同事们在美国芝加哥大学足球场西看台下的一个网球室里建造了一座人工核反应堆，实现了世界上第一次受控的自持链式反应，它的功率最高仅为200W，但是它的意义却十分巨大，有人称之为 “登上了原子能新大陆”；1951年，美国建成了世界上第一个核发电装置；1954年6月，前苏联建成了世界上第一座核电站，电功率为5MW；到2013年底，全世界运行核电反应堆435台，总装机容量392GW。2013年老机组增容1635MW，当年新开工10台机组。世界首批AP1000（中国三门和海阳核电项目）及首批EPR（芬兰奥尔基洛托3号和法国弗拉芒维尔3号机组）的进度都大幅延迟，而传统二代改进型机组的进度大多正常甚至提前。当然，首台机组都由于不确定性而延迟，中国的EPR机组进度相对正常，说明中国核电项目在管理、协调和技术储备等方面比较全面。世界核能年发电量于2006年达到最大值，之后逐步下降，到2010年出现反弹，显现真正复苏的开始；但2011年发生日本福岛核电事故后再次下滑，且下滑速度更快。核电在总发电量中的比重，于1993年达到最高值17%，2012年下降到10%，2013年后世界核电进入平稳状态。

2 世界核电发展技术指标的划分

世界核电发展从技术指标上来看，一般可以划分为4代。

（1）第一代核电站。主要是20世纪50至60年代开发的原型堆和试验堆，如美国已退役的希平港核电站。

（2）第二代核电站。主要是指20世纪70年代至现在正在运行的大部分商业核电站基本堆型，它们大部分已实现标准化、系列化和批量化建设，中国已经运行的核电机组除秦山一期30万kW的原型堆外，大部分都可以划入第二代核电站范围之内。

（3）第三代核电站。主要指符合美国“电站业主要文件（URD）”或“欧洲用户要求文件（EUR）”的先进核电反应堆，如AP1000、EPR及华龙一号等先进压水堆。

（4）第四代核电站。主要特征是经济性好、安全性高、最少的废物产生量和防止核扩散。如钠冷快堆、铅冷快堆、气冷快堆、超临界水堆和熔盐堆。争取2030年实现这些概念技术的应用，不仅用于发电，而且还用来制氢及海水淡化等用途。由中国核工业集团公司组织中国原子能科学研究院具体实施，中国第一个由快中子引起核裂变反应的中国实验快中子增殖堆，2011年7月21日成功实现并网发电。该堆采用先进的池式结构，热功率6.5万kW，电功率2万kW，中国实验快中子增殖堆的建成，标志着中国在核能发展战略方面取得了重大突破，也标志着中国在第四代核电技术研发方面进入了国际先进行列。

3 世界核电发展前景预测

国际原子能机构发布的《2050年能源、电力和核电发展预测》称，全球核能发电量将在2030年以前持续增长，核电装机将从2012年的373GW增长至2030年的435GW，乐观预测为722GW。增长最快的是以中国和韩国为代表的东亚国家，由2012年底的83GW增大至2030年的147～268GW。而西欧国家的总装机容量可能下降近一半。全球核发电量由2011年的25840亿kWh增长到2035年的43000亿kWh，核发电量在总发电量中的比重保持12%不变，装机容量由2012年的373GW增长到2035年的578GW。中国、韩国、印度和俄罗斯将占新增容量的2/3。全球核电建设的重心似乎快速转向亚洲，主要是中国、印度和东南亚国家。

目前世界各国核电的安全工作，总体上看已基本趋于稳定，进入常态化。

4 世界核电发展动向

（1）美国是世界上最大的核电生产国，美国核能发电量占全球核能总发电量的30%以上，共拥有100多座现役反应堆，近年来，全美核电反应堆每年发电稳定在近8000亿kWh左右，占美国总发电量的19%以上。但自1979年三里岛核事故发生后，美国核电发展遭遇重创，许多订单和项目被取消或搁置，核电建设行业也随之进入了长达20多年的低潮期。从近年来的统计数据可以看出，美国核电运行基本稳定。美国仍将连续推进新型先进核电反应堆的研发和认证，并与世界主要核能国家展开合作，包括在四代核能技术GIF框架下的合作，为核电的复兴做好准备。然而，目前由于市场竞争，天然气价格低廉，西屋公司破产保护，在建的2个AP1000核电项目可能终止等一系列因素，美国核电的真正复兴尚待时日。

（2）英国欣克利岬C项目的高电价对核电发展发出了警示，当世界核电转向发展后，发现一些主流核电机型“太贵、建不起、买不起”，这一问题严重困扰着世界各国核电的发展。

2012年下半年，英国开始加速核电复兴，进行市场机制改革，制订了相关能源法案；进行了第一个建设项目——欣克利岬C的谈判，并取得重大进展。其政府和法国电力公司（EDF）就新建欣克利岬C项目，按能源新法案就电价进行谈判，经过持续、激烈的讨价还价，终于达成了协议。英方承受了比市场电价高出1倍的高电价，以及长达35年共计约170亿英镑政府补贴的沉重负担。但由于可克服2025年前后可预见到的因老核电厂退役和北海油田枯竭引发的能源供应危机，因此英国决心吞下苦果。后中国政府支持英法两大核电企业联合参股，英政府同意中国核电企业进入英国核电市场，为中国核电“走出去”开辟了道路。

（3）法国是世界核电强国，法国电力公司（EDF）共运行着58座反应堆，核电总装机容量为65.8GW（截至2015年底）。核能发电量占总发电量的比例一直在75%左右，是世界上核能发电比例最高的国家。掌握了较先进的核电技术，在国际上除继续生产、出口EPR及EDF等核电机组外，开始设计第四代原型核电反应堆，并争取早日投运及推出第四代核电反应堆。且法国核电价格在欧洲也很低，因而赢得了市场。

（4）韩国是发展核电最成功的国家之一，主要原因是韩国重视核电技术的引进和吸收工作，并制定了核电自主化计划，不断积累经验，从而实现完全依靠本国建造核电厂，发展建立了有自己特点的核电工业和核电机型。

（5）日本从美国同时引进了压水堆和沸水堆技术，原则上是按美国的设计标准规范进行消化吸收和实行国产化，但其自己的特色少一点。日本福岛核电事故，敲响了核安全的警钟，对提升世界核安全和核电整体发展水平有着积极意义，为全世界制定相关政策和完善核电发展规划提供了科学依据，促进了世界核设施的全面安全检查，把确保核安全万无一失放在各项工作的首位，并加快了“原子能法”的制定。因而，尽管出了日本福岛核电事故，在坚持核安全第一的前提下，仍然应该发展核电；从日本福岛核电事故中吸取经验教训，更加安全地促进世界核电事业稳步向前发展。

（6）俄罗斯核电发展的启示是：既安全又经济，是核电生存、发展的前提。俄罗斯的经验证明，核电的安全和经济可以兼得。核电转向发展后突显的问题是可以解决的。现在俄罗斯的AES机型系列，造价和发电成本相对较低，只有法国、美国、日本那些先进堆型的一半，成为世界市场竞争力最强的机型，约占国际核贸易总成交量的70%，在世界核电竞争中遥遥领先。

（7）中国自主开发第三代核电机组，在确保安全的前提下，有更强的经济竞争力。中国要担当核电发展的重任，提高综合竞争力；中国有可能会成为核电发展的核心力量；中国的高效建设和低成本供应链，必然有助于解决核电发展的这个基本问题。中国充分利用在已有的经验和基础上，二代改进机型是世界核电机型中造价最低的机型，考虑了达到三代要求的改进，仍将保持较强的经济优势，比俄罗斯的AES系列具有更强的经济竞争力。在此类机型的建设、运行、管理等方面，经过实践和锻炼，已达到世界较高水平，具有较强的国际竞争力和发展潜力。依据中国核电中长期规划发展目标，到2020年，中国将建成装机容量达58000MW，在建30000MW，其发展规划和建设速度均居世界之首。在核电技术进步方面，中国更是走在世界前列，3种第三代核电技术（AP1000、EPR、华龙一号）先后在中国开工兴建，均考虑了尽量采用成熟技术，减少、少用尚需要研发的材料和设备，以降低造价，具有较强的经济竞争力，为世界核电发展作出应有的贡献。