編者按
核能是全球重要的清潔低碳安全高效的能源形式,在全球清潔能源轉(zhuǎn)型、保障能源安全、碳中和目標實現(xiàn)、解決氣候變化問題中發(fā)揮著不可或缺的作用。自20世紀中期人類和平利用核能以來,核能一直在推動全球經(jīng)濟社會發(fā)展方面扮演著重要角色,預(yù)計在未來核能將會發(fā)揮更廣泛和更重要的價值。本文對2022年世界和重點國家的核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進行了回顧,為核能界和能源電力界研究全球和我國核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考素材。
01全球核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展回顧
全球核能發(fā)展整體情況
截至2022年底,全球在33個國家和地區(qū)共運行422臺核電機組,總裝機容量37831.4萬千瓦。全球在18個國家在建57臺核電機組,總裝機容量5885.8萬千瓦。預(yù)計2022年全球發(fā)電量將達到2.7萬億千瓦時,在全球電力結(jié)構(gòu)中的占比約為9.6%。自1954年,全球首臺核電機組奧布寧斯克并網(wǎng)以來,全球核電機組總共積累了19393堆·年的運行經(jīng)驗。
2022年全球核電機組數(shù)量和總裝機容量穩(wěn)定增加
相比2021年,2022年全球并網(wǎng)核電機組總數(shù)量增加1臺,總裝機容量增加402.9萬千瓦。相比于2021年,2022年全球核電機組數(shù)量增加1臺而全球核電裝機容量大幅增加402.9萬千瓦,原因在于2022年全球首次并網(wǎng)的核電機組主要是裝機容量為百萬千瓦級及以上的三代核電技術(shù),而永久停堆的核電機組主要是裝機容量低于百萬千瓦的早期的二代核電技術(shù),大多是裝機容量為中型的二代核電技術(shù)。
三代核電技術(shù)已經(jīng)成為全球主流并網(wǎng)的核電技術(shù)
2022年,全球有6臺核電機組實現(xiàn)首次并網(wǎng),總裝機容量為788.9萬千瓦,其中5臺核電機組采用了第三代核電技術(shù)。這6臺機組分別是我國福清6號機組和紅沿河6號機組、巴基斯坦卡拉奇3號機組、芬蘭奧爾基洛托3號機組、韓國新蔚珍1號機組和阿聯(lián)酋巴拉卡3號機組。除了紅沿河6號機組采用具有第三代核電技術(shù)特征的技術(shù)外,其他5臺機組都采用了標準的第三代核電技術(shù)。鑒于以后全球開工建設(shè)的核電機組主要采用第三代核電技術(shù)和更先進的技術(shù),這些技術(shù)將成為未來全球核電界的主流技術(shù)。
早期建設(shè)的二代核電技術(shù)將陸續(xù)退出現(xiàn)役運行
2022年,全球有5臺核電機組永久停堆,總裝機容量為386萬千瓦,分別是英國欣克利角B核電站1-2號機組、亨特斯頓B核電站2號機組,比利時多伊爾核電站3號機組和美國帕利塞茲核電站。美國帕利塞斯核電站只有一臺核電機組。二代核電技術(shù)隨著設(shè)計壽命和延壽乃至二次延壽的到期,將會陸續(xù)退出運行,根據(jù)美國、法國、德國、俄羅斯等具有永久停堆核電機組的經(jīng)驗,二代核電退出運行的規(guī)律大致是先退出中小型核電機組,再退出百萬千瓦核電機組。
2022年全球開工的核電機組全部為三代核電機組
2022年,全球有8臺核電機組實現(xiàn)核島澆筑第一罐混凝土,正式開工建設(shè),全部采用第三代核電技術(shù),總裝機容量863.7萬千瓦。2022年新開工的8臺機組分別是我國田灣8號機組、徐大堡4號機組、三門3號機組、海陽3號機組和陸豐5號機組,土耳其阿庫尤4號機組,埃及埃爾達巴1號和2號機組。第三代核電技術(shù)作為全球當前技術(shù)成熟度最高、可大規(guī)模商業(yè)部署的核電技術(shù),相關(guān)技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了批量化建設(shè),如我國的華龍一號技術(shù)、韓國的APR-1400技術(shù)和俄羅斯的VVER-1200技術(shù)等。第三代核電技術(shù)將成為全球未來一段時間內(nèi)開工建設(shè)的主要技術(shù)。
02全球重點國家核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展回顧
俄羅斯 Russia
核能發(fā)電量創(chuàng)歷史新高
2022年,俄羅斯核能發(fā)電量達2233.71億千瓦時,創(chuàng)歷史新高,原因得益于俄羅斯對在運核電機組引入了數(shù)字化運維技術(shù)。2022年,俄羅斯核電發(fā)電量在國內(nèi)電力結(jié)構(gòu)中的占比約為20%。俄羅斯在11座核電站運行37臺核電機組,包括羅蒙諾索夫院士號浮動核電站。俄羅斯在國內(nèi)3座核電站在建4臺核電機組,其中謝爾維斯克的BREST-OD-300為鉛冷快堆技術(shù)。

BREST-OD-300建設(shè)現(xiàn)場
美國 American
國內(nèi)國際核能項目取得新進展
美國是當前全球在運核電機組和裝機容量最大的國家,在54座核電站運行著92臺核電機組,總裝機容量9471.8萬千瓦。美國核能發(fā)電量在國內(nèi)電力結(jié)構(gòu)中的占比約為20%左右。在建核電機組有2臺,為采用AP1000技術(shù)的沃格特勒核電站3-4號機組,總裝機容量250萬千瓦。2022年10月,沃格特勒3號機組實現(xiàn)首次裝料,預(yù)計2023年實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電,沃格特勒4號機組完成冷試。沃格特勒3-4號機組分別開工于2013年3月和11月,是美國自哈里斯核電站1號機組于1978年1月開工35年以來正式啟動并完成建設(shè)的核電機組。美國就退役煤電廠址作為核電廠址的可行性、經(jīng)濟性和效益進行了研究,并發(fā)布《將已關(guān)閉燃煤電廠改建為核電廠的益處與挑戰(zhàn)》研究報告,對全球核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有引領(lǐng)作用。美國與波蘭簽署核電合作協(xié)議,計劃在波蘭比亞托沃-科帕利諾地區(qū)建設(shè)3臺AP1000機組,首臺機組預(yù)計2026年開工建設(shè),2033年投運。

沃格特勒3號機組
法國 France
停堆檢修機組以確保在安全的前提下提高核電發(fā)電量
法國在18座電站中運行著56臺核電機組,總裝機容量6137萬千瓦。法國是全球電力結(jié)構(gòu)中核電占比最高的國家,核電占比約為70%。法國核電機組已經(jīng)運行了較長的時間,最晚并網(wǎng)的西沃2號機組距今也已經(jīng)達到了23年,所有在運機組的平均壽命更是達到37.6年。因此,2022年法國多臺核電機組進行了停機檢修,以便在保證安全的前提下提高設(shè)備利用率,提高機組發(fā)電能力。2022年,西歐罕見的高溫天氣也影響了法國核電機組的出力。法國弗拉芒維爾核電站3號機組是歐洲第二臺采用EPR技術(shù)的核電機組,計劃在2023年開始裝料。法國政府宣布520億歐元(約合546億美元)一攬子計劃,擬建設(shè)至少6臺EPR機組。

弗拉芒維爾3號機組
英國 United Kingdom
逐漸由氣冷堆技術(shù)轉(zhuǎn)向壓水堆技術(shù)
英國是世界上最早建設(shè)商用核電機組的國家,也是世界上最先規(guī)模化發(fā)展核電的國家,曾在23座核電站運行總裝機容量為1569.7萬千瓦的45臺核電機組。由于早期建設(shè)的鎂諾克斯核電機組已經(jīng)全部退役,以及改進型氣冷堆也逐漸退役,目前英國僅在5座核電站運行總裝機容量為588.3萬千瓦的9臺核電機組。英國在運的9臺機組,除了塞斯維爾B核電站采用壓水堆技術(shù)外,其他8臺機組采用改進型氣冷堆技術(shù)。2022年,英國退役了3臺采用改進型氣冷堆技術(shù)的機組,總裝機容量195.4萬千瓦。目前,英國在欣克利角C核電站正在建造2臺EPR機組。2022年底,欣克利角C核電站1號機組廠房高度達到44米,最后一個預(yù)制鋼環(huán)順利吊裝至反應(yīng)堆廠房,壓力容器也在法國完成制造,預(yù)計反應(yīng)堆穹頂將于2023年吊裝就位。根據(jù)英國核電建設(shè)計劃,英國后續(xù)核電機組將不再建設(shè)氣冷堆技術(shù),改為先進的壓水堆技術(shù)。

欣克利角C核電站
德國 Germany
受能源危機影響推遲核電關(guān)閉日期
2022年,德國在國內(nèi)運行著3臺140萬千瓦級的核電機組,總裝機容量為429.1萬千瓦,原計劃當年底全部關(guān)閉。受俄烏沖突導(dǎo)致的能源危機影響,以及法國對超過一半的機組進行停堆檢修使法國電力供應(yīng)短缺等影響,為確保國內(nèi)能源安全,德國于2022年9月正式推遲了伊薩爾2號機組、埃姆斯蘭核電站、內(nèi)卡維斯特海姆2號機組等3臺機組關(guān)閉日期,計劃在2023年關(guān)閉。德國關(guān)閉核電機組,并不代表不使用核電,而是購買鄰國法國的核電供國內(nèi)使用。

德國在運的埃姆斯蘭核電站
日本 Japan
繼續(xù)尋求重啟核電的可能性
福島核事故前,日本在運核電機組為60臺,總裝機容量4900萬千瓦。福島核事故后,日本對國內(nèi)的全部核電機組進行停堆檢查,已經(jīng)確定27臺機組永久停堆,33臺機組還可以使用,但是目前僅有10臺機組實現(xiàn)了重啟。為了應(yīng)對能源危機和減少對國外能源進口的依賴,日本一直試圖重啟核電機組,2022年,日本計劃推動9臺核電機組冬季重啟,不過沒有實現(xiàn)。日本政府認為,核電是推動綠色轉(zhuǎn)型必不可少的關(guān)鍵要素,將最大限度地利用現(xiàn)有核電站。

日本核電地圖
韓國 South Korea
重新開啟核電建設(shè)
韓國目前在4個核電基地共運行著25臺機組,總裝機容量2443萬千瓦;在建3臺機組,總裝機容量420萬千瓦,核電發(fā)電量占全國總電量的比例為26%。2022年3月,韓國新一任總統(tǒng)尹錫悅摒棄了上屆政府逐漸放棄核電的方案,承諾加強國內(nèi)核電建設(shè),并擴大核電技術(shù)出口,計劃將國內(nèi)電力結(jié)構(gòu)中的核電占比提高到30%,并到2030年獲得10臺海外核電訂單。2022年,韓國采用APR-1400技術(shù)的新蔚珍1號機組實現(xiàn)商運,這是全球第5臺投運的APR-1400技術(shù)。根據(jù)韓國電力交易所數(shù)據(jù)顯示,韓國核電發(fā)電成本低于光伏發(fā)電成本,核電發(fā)電成本為0.33元/千瓦時,光伏發(fā)電成本為0.81元/千瓦時。在核電國際方面,韓國獲得埃及埃爾達巴核電項目設(shè)備供貨和設(shè)施承建合同,10月底還與波蘭簽署了4臺核電機組初步協(xié)議。

APR1400機組布置圖
其他國家 Others
更多的新興國家發(fā)展核電
2022年,更多的新興國家開始發(fā)展核電或者推動國內(nèi)核電的建設(shè)。埃及埃爾達巴核電站1-2號機組開工建設(shè),這是非洲大陸時隔46年再次啟動核電建設(shè),具有重要意義。土耳其和俄羅斯簽署B(yǎng)OO全新模式建造阿庫尤核電站,2022年正式開工建設(shè)阿庫尤4號機組。采用韓國APR-1400技術(shù)的阿聯(lián)酋巴拉卡3號機組實現(xiàn)首次并網(wǎng)發(fā)電,這是海灣地區(qū)的首座商用核電站。白俄羅斯和孟加拉國也在積極推動本國在建核電項目建設(shè)。

埃及埃爾達巴核電站提前澆筑核島第一罐混凝土

