基于创新理念的我国核电可持续发展思路探究

钱翌+周景月+柳宁+张培栋

[摘 要]为推动我国能源生产和消费革命，建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系，理性、安全地发展核电是我国能源发展战略的重要选择之一。基于我国核电发展现状，分析我国核电产业特点，坚持我国核电的创新发展，包括可持续发展的资源保障创新，凝聚社会共识的安全管理创新，具有自身优势的科学技术创新，核电“走出去”的产业模式创新，通过创新发展推动“十三五”期间我国核电安全高效发展及“一带一路”战略的顺利实施。

[关键词]核电；可持续发展；创新理念；战略选择

[中图分类号]F426 [文献标识码]A [文章编号]1671-8372（2016）04-0036-05

2011年，日本福岛核事故给原本发展势头强劲的核电产业带来严重冲击，世界各国对核电发展表现出不同的态度：2015年8月日本重启川内核电站1号机组，结束近两年的“零核电”状态；德国、瑞士、意大利坚决“弃核”；美国、俄罗斯、加拿大对核电的发展依然态度积极；东盟各国全面考察核电并制定发展计划；我国对核电发展仍持谨慎态度[1]。面对日趋严峻的资源、环境制约和能源需求，发展具有洁净、高效、稳定、高能量密度等特点的核电，是我国能源结构调整的重要战略选择之一，也是我国“一带一路”顶层战略实施过程中的基石产业之一。

一、我国核电发展现状

我国政府遵循“安全第一”的核电发展原则，对国内核设施进行严格检查和评估，提高核电项目审批准入标准，并在充分借鉴国际原子能机构（IAEA）最新标准的基础上，完善我国核安全体系，提高核安全能力。新一轮技术革命和产业变革正在兴起，核电作为我国能源转型中不可或缺的部分，其技术要求、国家补贴、社会要素等需要进一步完善。我国的核电发展进入了一个关键时期。

（一）核电生产现状

2016年1—6月我国商运核电机组累计发电量为953.89亿千瓦时，约占全国累计发电量的3.46%。2016年1—6月30台商运核电机组电力生产情况统计见表1。

在30台商运核电机组中，红沿河核电厂1、2、3号机组装机容量最高，为1118.79兆瓦。2016年1—6月，30台商运核电机组发电量、上网电量、核电设备平均利用小时数和核电设备平均利用率最高的分别为：阳江核电厂1号机组，1—6月共发电45.19亿千瓦时；阳江核电厂1号机组，1—6月上网电量42.38亿千瓦时；秦山核电厂，核电设备平均利用4506.45小时；秦山核电厂，核定设备平均利用率103.17%。

2016年1—6月累计发电量比2015年同期增长26.58%；累计上网电量为889.87亿千瓦时，比2015年同期增长26.02%（见表2）。

（二）核电技术现状

我国充分利用完整核工业体系的支持，成功实现30万、60万、100万千瓦核电技术的跨越式发展。采铀工艺、铀浓缩、燃料元件制造、乏燃料处理等关键技术的创新性成果保障了我国核电的发展。截至2015年，我国在建的24台核电机组及“十三五”规划中提及的核电机组主要采用压水堆路线，在引进AP1000、EPR、M310、VVER、AES-91等国外先进机组的基础上，通过消化、吸收、再创新，成功掌握了成熟的第二代改进型核电技术M310改进型、CPR1000、CNP1000，拥有了自主研发的CAP1400、ACP1000、ACPR1000、ACPR1000+、“华龙一号”的第三代核电技术，ACP100、ACPR50S的“超三代”技术，高温气冷堆的第四代核电技术等一系列先进核电技术。

（三）核电市场现状

国内市场方面，《电力发展“十三五”规划（2016—2020年）》指出，“十三五”期间，全国核电投产约3000万千瓦，开工3000万千瓦，2020年装机达到5800万千瓦。核电机组成本以最高每千瓦1.8万元进行估算[2]，“十三五”期间核电建设总投资将超5000亿元。

2016年4月，中国船舶重工集团公司依据《国家发展改革委员会办公厅关于设立海洋核动力平台国家能源科技重大示范工程的复函》，计划建设20座海上移动浮动核电站，投资总额预计400亿～600亿元人民币[3]。

国际市场方面，2015年6月，中国广核集团有限公司与东盟能源中心签署了关于核电能力建设方面的合作协议，为我国与东盟国家在核电领域深入开展互惠互利工作奠定了坚实的基础，泰国、印尼等国也把“华龙一号”纳入核电技术备选名单[4]。

2016年9月，中英法于伦敦签署欣克利角C核电站项目（HPC）协议。另外，中国广核集团有限公司还将与法国电力集团（EDF）在塞斯维尔C（SZC）和布拉德韦尔B（BRB）项目上开展合作，并明确将于布拉德韦尔B项目采用我国自主研发的“华龙一号”技术[5]。同年11月，中英核联合研发与创新中心正式成立，推进了我国与英国在核电领域的深入交流。

2016年10月，中国核工业集团公司在“一带一路”上出口的第三座核电站—巴基斯坦恰希玛核电3号机组正式并网成功，将有力推动双方在其他领域的深度合作。

除以上国家，自2015年以来，我国还先后与阿根廷、哈萨克斯坦、巴西、肯尼亚、沙特等多个国家达成核电合作协议，极大地提升了国际社会对我国核电的认可，为我国核电快速走向海外起到了积极的带动作用。

二、我国核电创新发展需解决的难题

经过30余年的发展，我国核电在生产能力、技术性能等方面都有了长足的进步。巨大的资本优势、国家政策的扶持、开放的国际核电市场，为我国核电创新发展创造了条件，但实际操作中仍存在着诸多困难。例如，俄罗斯具有明确的对外出口战略，各板块产业明晰、互不干涉，可提供全套出口服务；韩国拥有完善的核能发展法规体系，管理体系清晰，责任权利明确；美国采用“分线管理”模式，极具市场竞争力；日本最大的特色和特点分别是压水堆、沸水堆两种技术交替发展，设备制造与核电站建设基本由统一企业承担。与这些核电强国相比，我国核电企业在管理模式、法律法规、资源配套等方面还存在着不小的差距。现阶段，我国核电发展亟待解决的问题主要表现在以下几个方面。

（一）资源缺口扩大

目前核能的工业、商业利用方式主要还是以核裂变技术为主的压水堆核电站，使用资源为天然铀。从世界范围来看，我国天然铀矿产资源总量不丰富，对外依存度较高[6]。第25版铀资源“红皮书”披露我国查明铀资源为19.9万吨，仅占全球探明储量的3%[7]，且禀赋特性差，开采难度大。从目前来看，天然铀要同时满足国防战略需求和能源电力消耗，存在中长期供给压力；国际天然铀贸易因存在诸多限制，使其供货渠道狭窄；而核电站乏燃料的处理技术难度太大，则降低了铀资源的循环利用效率。随着世界核电再次迈入大规模快速发展的新阶段，对天然铀的需求大幅增加，到2020年世界天然铀需求将达7.7万吨[8]。按照《电力“十三五规划”（2016—2020年）》要求，“十三五”期间，我国每年核电机组筹建数量在6～8台。如果上述目标达成，到2020年，我国天然铀缺口将达2600吨，预计天然铀缺口将于2025年和2030年分别达6900吨和10900吨[8]。因此，我国应采取合理措施来保障天然铀的生产能力，并加强商业储备体系的建设。

（二）加强多层面安全意识

截至2016年6月，我国在建核电机组数量为23台。而到2020年，我国核电机组数量将达到90余台。近百台机组同时运行，意味着短期内急需专业的管理和技术人才，政府和高校要设法保证人才的数量和质量，避免人员因素造成的安全问题。

国际恐怖主义事件频发，国内极端自然灾害也时有发生，如何应对超出设计基准的外部事件和严重事故也应是国家核相关部门及核电企业工作的重点。

此外，舆论影响也应纳入安全隐患的范畴，受核电信息开放程度影响，我国公众对核电的认知程度偏低，外加一些国外不良媒体的偏向性报道和导向性利用，容易引起公众对核电的错误判断，给核电运行造成极大损失，甚至威胁核电站安全。

（三）技术路线复杂

现阶段，世界各国投入运营的主要为二代或二代加的核电机组。三次重大核电事故的前车之鉴、国际核电市场的激烈竞争，倒逼兼具安全性、经济性为一体的核电技术的出现。在国家能源主管部门的推动下，中国核工业集团公司和中国广核集团有限公司将具有自主知识产权的三代核电技术ACP1000和ACPR1000+进行融合，成功研发出“华龙一号”。两个集团的“华龙一号”在顶层设计、主要参数指标上基本保持一致，但在一些技术特征和细节，以及具体设备的供应商层面上仍存在差异。而福清5号和6号机组、防城港3号和4号机组、巴基斯坦卡拉奇项目尚未实现商业运行，难以在短期内构建特色品牌。我国核电堆类型多，技术路线复杂，给核电监管部门的统一管理造成诸多不便。统一技术路线，研发高水平核电技术，是我国核电安全高效发展的必由之路。

三、创新发展理念应用于我国核电可持续发展的建议

为在信息科技、生物医药、新能源技术等领域抢占先机，各国积极部署创新战略：美国实施再工业化战略，德国提出工业4.0战略。我国也紧跟世界趋势，提出把创新放在首位的五大发展理念，包括工、农、能源在内的一大批行业创新蓄势待发。改革开放以来资本的积累、国家政策的扶持，以及“一带一路”沿线国家的广阔核电市场前景，促使中国核电企业共同发力，拓展海外市场。国家主席习近平和国务院总理李克强也力推我国核电“走出去”的发展方针。我国与巴基斯坦、阿根廷、法国、英国的成功合作，树立了中国品牌特色。随着核电生产能力的增强、技术的提高，我国核电产业规模不断扩大，但资源、管理、技术等问题在一定程度上限制了我国核电的进一步发展。综合以上问题，我国应站在“创新发展理念”的高度上，紧扣世界创新发展脉搏，顺应世界创新发展潮流，把创新放在核电发展的核心位置，以创新驱动核电事业的更好发展。

（一）可持续发展的资源保障创新

我国天然铀矿产资源具有禀赋特性差、探明储量少的特点[9]。我国要通过国内国际两个市场来填补我国天然铀的缺口。

在国际上，与中亚、非洲等铀矿资源禀赋条件优越的国家，建立长期贸易合作关系，签署长期供给协议，建立专门化的公司负责海外天然铀矿产资源勘探开发。并通过政治外交手段，投资参股国外大型铀矿开发项目。

在国内，遵循“适度竞争，有限放开”的原则，在国家有关部门的协调下，中国核工业集团公司适当放开铀矿开采权，联合其他核电企业，对国内铀矿资源采取保护性开发，以落实铀矿大基地建设工作，完善核工业“粮仓”储备体系建设规划。加强引导现有涉铀企业，通过对技术、管理、成本、人才等方面的改进创新，提高自主创新能力，加大铀转化技术攻关，切实提高铀转化效率。并聚集区位优势和资源优势，推进核燃料产业园区建设，打造国际化的核燃料供应中心。同时，建立由政府牵头，各核电供应商联合出资与专业科研院所组建核燃料循环及核聚变技术研发中心，以提升核燃料循环后段与核聚变技术科技创新水平，加快科学成果转化速度，有效缓解天然铀压力。

国家能源部门要积极拓宽非常规铀资源发展渠道，加快开展关于海水提铀的科研攻关与技术储备，降低海水提铀技术的经济成本，实现我国海水提铀工程化应用，缓解铀资源短缺压力[10]。通过多元化开发方式，有效缓解天然铀中长期供给压力，保障核电持续高效发展。

（二）凝聚社会共识的安全管理创新

政府层面上，在现有框架下，首先，加强国际交流合作，建立健全国际同行联动机制，主动承担责任和履行义务，强化政治投入和资本投入，加快核安全能力网络的建设，加大对核恐怖主义的打击力度。中国原子能科学研究院要以低浓化微堆为平台，承接国内外和平利用核能的合作项目，推动世界核安全工作进展。其次，加快《核安全法》的颁布实施，使之成为我国核安全领域的首部专门性法律，提升其法律效力，保障核安全工作有法可依；对现行核安全法规进行修订或改进，以适应核电快速发展新形势。再次，积极跟进国际原子能机构（IAEA）新动态，严格按照国际最新标准开展新建项目的核安全系统建设；完善核应急体系建设，建立具有国际水平的核应急队伍，加强复杂条件下重特大事故突击抢险和紧急事故处理模拟演习，提高核应急反应能力。

企业层面上，加强对严重事故的预防和缓解，提高核应急响应能力，进一步强化核电站及周边区域的安全应急措施。针对不同工种的核从业人员展开严格训练，并通过定期心理辅导调节核电站操作人员的情绪，将人为失误的可能性降至最低。核电站及其周边地区放射性物质进行24小时不间断自动检测，并把实时数据与气象数据，通过地区气象预报进行公布。

公众层面上，利用多元化媒体和互联网，增强核电安全科普宣传的整体性和精确性，以保证核安全信息公开的透明度和准确度，提高公众信息反馈的及时性和有效性。

（三）具有自身优势的科学技术创新

核电工程项目的特殊性，注定了其每一阶段和每一环节技术创新的重要性和必要性[11]。我国核电在今后发展中必须坚持自主创新，对外部的技术学习和内部的研发进行有效平衡[12]，打造具有自主知识产权的中国特色核电技术品牌。

政府相关部门要强化顶层统筹，约束创新利益主体之间的无序竞争，将优势资源投入到核电站基础设施建设、核电关键技术的研发方面。

加强与核能相关的基础性研究，如与反应堆质量和寿命相关的材料学研究，核反应堆新概念、新技术、新工艺研究，从海水中提出铀的研究等[13]。通过政、产、学、研推动高温气冷堆、快堆、超临界水冷堆、熔盐堆等能够解决燃料利用、减少废物和防止核扩散的新一代先进堆型的发展[14]，并实现其商业化运行，从而打破国际三代核电技术垄断格局，使新一代先进堆型成为我国未来在国际核电市场竞争中的主力军。加快对多用途模块化小型反应堆ACP100这一类型小堆技术的示范项目建设，推进其商业化运营，满足中小型电网供电、城市供热、工业工艺供气和海水淡化等特殊领域的需求。

在国际热核聚变实验堆计划（ITER）中，发挥自身优势，加快相关领域顶尖技术的自主创新，力争走在国际同行前列，确定未来核聚变在我国能源的地位。

（四）核电“走出去”的产业模式创新

除资源、安全、技术创新外，产业模式创新也是我国核电发展过程的主要方向。政府与核电企业要客观地分析国内外形势，以“一带一路”战略构想及国际产能合作为契机，灵活运用多样化的核电创新形式，拉动核电运行服务、核设施退役处理服务、核技术应用服务、核电全生命过程咨询服务等全产业“走出去”，使核能在更坚实的科技基础、制度基础、文化基础和社会基础上走向世界，实现占据国际核工业发展制高点的长远目标。

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[责任编辑 王艳芳]