2023年世界核电产业发展回顾(下)

2024-03-28 05:15伍浩松,王兴春
国外核新闻 2024年3期
关键词:小堆压水堆核电机组

(继第2期第28页)

3 法国

截至2023 年12 月31 日,法国共有56 台在运机组,总装机容量6137万千瓦;1台在建机组,总装机容量165万千瓦。

2023年,法国批准核电投资计划,并颁布法律,取消核电发展限制;首次批准核电机组运行超40 年;继续推进小型压水堆NUWARD 研发、国际联合评审和国际市场开拓;八家小堆技术开发商获得政府资助;铀浓缩厂宣布将提升产能;监管机构启动对中高放废物深层地质处置库建设许可证申请的技术评审。

法国议会3月批准政府核电投资计划,拟投资520 亿欧元在三个厂址建设六座改进型欧洲压水堆(EPR-2)。马克龙总统计划在2027 年5月本届政府任期结束前启动EPR-2 首堆建设。埃法日集团11月宣布与法国电力公司(简称“法电”)签署总价值超过40 亿欧元的合同,将在彭里负责首批两座EPR-2 的土建工作,并计划于2024年启动厂址准备。

法国政府6月颁布第2023-491号法律,简化核电建设项目行政审批程序,并取消2015 年设定的两个核电发展上限:一是2035 年法国核能发电量在总发电量中所占份额不得超过50%,二是核电总装机容量不得超过6320万千瓦。

法国核安全局6月通过决议,准许特里卡斯坦核电厂1 号机组通过第四次定期安全审查,能够继续运行十年。这台1980 年投运的90 万千瓦机组成为法首台获准运行超40 年的核电机组。

法电3月宣布创建一家与NUWARD同名的全资子公司,专门负责这种小堆的研发,并启动基础设计。根据法电公布的路线图,2027 年将启动NUWARD 详细设计,并提交首堆建设申请;首堆将于2030年浇筑第一罐混凝土。

法电7月向核安全局提交NUWARD设计安全方案文件,标志着这一小堆设计进入预许可程序;9 月发布关于NUWARD 第一阶段国际联合早期审查的成果报告,并于11 月启动第二阶段联合早期审查。国际联合审查于2022 年6 月启动,最初成员包括法国、捷克和芬兰核监管机构,第二阶段成员增加了荷兰、波兰和瑞典核监管机构。

法电和波兰Respect能源公司1月宣布签署协议,将合作在波兰多个厂址建设NUWARD。

法国政府宣布在“法国2030”计划下为八家先进反应堆技术开发企业提供资助:11 月宣布为六家企业提供资助,涉及的企业和技术包括吉米能源公司高温堆、复兴聚变公司仿星器型聚变堆、Calogena公司轻水堆、Hexana 公司钠冷快堆、Otrera核能公司钠冷快堆和蓝色胶囊公司高温钠冷堆;6 月宣布为两家企业提供资助,涉及的企业和技术分别是NAAREA公司氯化物熔盐快堆和Newcleo公司铅冷快堆。

欧安诺公司10 月宣布将投资17 亿欧元,在乔治·贝斯二期铀浓缩厂建设四座离心机级联,将产能提升至1 万tSWU/a。该厂2011 年投运,现有产能为7500 tSWU/a。

法国国家放射性废物管理机构1 月向核安全局提交中高放废物深层地质处置库——工业地质处置中心(Cigeo)建设许可证申请。核安全局6 月宣布即将启动对这份申请的技术评审。

4 英国

截至2023 年12 月31 日,英国共有9 台在运机组,总装机容量588.3 万千瓦;2 台在建机组,总装机容量344万千瓦。

2023 年,英国宣布核能项目可以享受与可再生能源项目相同的投资激励措施,颁布支持核能发展的法律和政策文件,并组建专门负责推进核能发展的机构——大不列颠核能机构;塞兹韦尔C 项目将获得更多政府资助;欣克利角C建设项目再次出现拖期超概;四台在运机组宣布延寿;核监管机构启动第二个小堆通用设计评审(GDA)程序;第一个小堆GDA程序已进入第二阶段(共分三阶段);大不列颠核能机构启动小堆竞标,并宣布六家企业入围;一家技术开发商宣布提升小堆装机容量;英宣布为四家企业提供总计2230 万英镑资助,用于加强核燃料供应链建设。

英国3月为推进核能发展采取两项行动:一是宣布在绿色分类法中将核能归类为环境可持续能源,可以获得与可再生能源相同的投资激励措施;二是发布政策文件《为英国提供电力》,将核能描述为“未来能源系统的关键基本负荷”,表示将致力于在塞兹韦尔C 项目之外启动其他核电建设项目,目标是到2050 年将核电装机容量提升至2400万千瓦,是目前的四倍多。

英国7月宣布,将英国核燃料公司改组为大不列颠核能机构,专门负责协调、监督和促进政府对核能项目的支持,推进核能发展,助力到2050年将核电装机容量提升三倍。

英国2023 年《能源法》10 月正式生效,为推进能源转型,进而保障能源安全、实现净零排放和确保家庭能源账单的可承受性奠定了基础。在核能领域,该法直接授权能源安全和净零排放大臣组建国有企业大不列颠核能机构,并向大臣提交年度报告;大臣应将该报告提交议会,用于促进关于政府对核能支持程度的持续讨论。

英7月宣布将为塞兹韦尔C项目提供1.7亿英镑资助,9 月启动该项目股权融资程序,目标是吸引私营投资者。该项目由法电负责实施,计划建设两座欧洲压水堆(EPR),总装机容量320万千瓦。英国政府曾于2022年11月宣布拟为该项目投资近7亿英镑,该项目因此成为英近30 年来获得政府资金支持的首个核电建设项目。3 月,环境署批准该项目的三项环境许可,分别涉及放射性废物处理处置、将柴油发电机作为备用电源系统,以及将冷却水和相关液体排入北海。

法电2 月宣布,受通货膨胀影响,欣克利角C 项目造价估计值增至320 亿英镑(385 亿美元);1号机组推迟至2027年6月投运,若供应链出现问题,投运时间可能再推迟15 个月。欣克利角C 是英国近20 多年来启动的首个核电项目,正在建设两座EPR,分别于2018年和2019年正式启动建设。该项目已多次宣布造价增加和进度延期:最初的造价估计值为181亿英镑,1号机组最初计划于2025年投运。

法电3 月宣布,希舍姆核电厂一期和哈特尔普尔核电厂将延寿两年,即可运行至2026年3 月。这两座核电厂均拥有两台先进气冷堆机组。

英国核监管办公室、环境署和威尔士自然资源部12月宣布已启动对霍尔台克小型压水堆SMR-300 的GDA 评审。这是第二种进入GDA程序的小堆设计,第一种是罗尔斯·罗伊斯模块化小堆公司(简称“罗罗小堆公司”)47万千瓦压水堆。核监管办公室4 月宣布,罗罗小堆GDA评审即将进入第二阶段。

英国政府4月启动模块化小堆竞标,10月宣布法电、通用电气-日立、霍尔台克、纽斯凯尔电力、罗罗小堆公司和西屋六家企业已入围下一阶段。预计竞标结果将于2024 年春季宣布,合同将于夏季授予。

罗罗小堆公司2023 年与波兰工业集团、芬兰富腾公司和乌国核等企业签署小堆合作协议。

MoltexFLEX 公司9 月宣布将升级熔盐堆FLEX 设计,不改变目标发电成本(低于30 英镑/兆瓦时)前提下,将反应堆功率提升50%:热功率从4万千瓦提升至热功率6万千瓦,电功率从1.6 万千瓦提升至2.4 万千瓦。为充分利用现有核燃料供应链,将燃料的铀-235丰度从原来的6%降为5%。首堆拟于2029年建成投运。

英国政府7 月宣布将通过核燃料基金为四家企业提供总计2230 万英镑资助,用于加强核燃料供应链建设。四家企业分别为西屋、欧洲铀浓缩公司、核运输方案公司和MoltexFLEX公司。

5 日本

截至2023 年12 月31 日,日本共有33 台可运行机组,总装机容量3167.9万千瓦,但仅12台机组处于运行状态,总装机容量1104.6 万千瓦;2台在建机组,总装机容量275.6万千瓦。

2023年,日本政府修订能源政策,决定充分利用核能;颁布相关法律,准许部分机组运行超过60 年;两台机组重启;两台机组获准延寿;三菱重工被选定为高温气冷堆和钠冷快堆研发的牵头单位。

日本内阁2月批准绿色转型基本政策,将核能设定为应加以充分利用、有助于保障能源供应安全并实现深度脱碳的能源。为充分利用核能,日本拟采取三项措施:一是尽可能多地重启现有核电机组,二是将现有机组运行寿期延长至现行法定限值60 年以上,三是在现有核电厂址建设先进核电机组。

日本5月颁布《绿色转型脱碳电源法》,规定因核监管机构审查、政府行政命令或指导而停运的时间不计算在核电机组运行寿期内。因此,部分机组可以运行60年以上。

高滨1 号和2 号机组(均为78 万千瓦压水堆)分别于7 月和9 月重启,因此日本在2011 年福岛核事故后恢复运行的核电机组总数达到12台。

日本原子力规制委员会11月批准川内核电厂1号和2号机组延寿20年。因此,日本迄今总计有六台机组获准延寿。

日本政府7月选择三菱重工作为核心企业,牵头开展高温气冷堆和钠冷快堆研发。目标是在本世纪30 年代建成高温气冷示范堆,40 年代建设钠冷示范快堆。

6 韩国

截至2023 年12 月31 日,韩国共有26 台在运机组,总装机容量2582.9 万千瓦;2 台在建机组,总装机容量268万千瓦。

2023 年,韩国政府发布计划,宣布核能发电量到2036 年将在电力结构中占有最大份额;一台机组实现首次并网发电;组建小堆联合体,公私合力推进小堆发展;首次公开小型压水堆i-SMR,继续推进另一种小型压水堆SMART 研发;国际核能研发合作和市场开拓取得多项进展。

韩国政府1 月发布第10 份长期电力供需基本计划(2022—2036 年),预计核能发电量在电力结构中所占份额将从2021 年27.4%增至2030年32.4%,到2036 年进一步增至34.6%,成为韩国最大电力来源。

新韩蔚核电厂2 号机组12 月实现首次并网发电,将成为韩国本国建成投运的第四台APR1400机组。

韩国42 个国营和私营实体7 月在首尔签署协议,正式组建小堆联合体,未来将共同制定小堆发展战略,并建立合作机制,目标是加强能力建设,提高小堆产业竞争力。

12月,在第28届联合国气候变化大会期间,韩国水电核电公司(简称“韩水电核电”)首次公布17 万千瓦一体化压水堆设计i-SMR,并分别与印尼和约旦相关企业或机构签署协议,将联合研究部署这种小堆的可行性。韩水电核电计划2025 年完成i-SMR 标准设计,并于2028 年获得监管机构颁发的标准设计批准书。

韩国原子能研究所(简称“韩原研”)12月宣布与现代工程公司签署谅解备忘录,将合作推进SMART商业化和出口。SMART由韩原研开发,是一种热功率33万千瓦的压水堆,可以发电(高达10万千瓦),也可以进行海水淡化,设计寿期60 年,换料周期3 年,基本设计已经完成,并于2012年获得韩国监管机构发放的标准设计批准书,但尚未启动首堆建设,也没有获得任何订单。韩原研曾计划在2017 年建成一座示范厂,但没有付诸实施。4月,韩原研与加拿大阿尔伯塔省政府签署谅解备忘录,拟合作在加拿大部署小堆技术,包括SMART。9月,韩原研与加拿大原子能有限公司就建立创新核能研发合作伙伴关系签署谅解备忘录,明确了两家机构在民用核科技领域的合作承诺。韩原研表示,这是“韩国小堆技术进入全球小堆市场的第一步”。

韩水电核电3 月宣布APR1000 反应堆设计通过欧洲用户要求(EUR)组织正式认证。这是一种改进型压水堆,基于成熟的OPR1000(韩国首种标准压水堆设计),主要面向国际市场。韩国已建成12座OPR1000。

韩水电核电、三星重工集团和丹麦西博格公司4 月签署协议,将组建联合体,合作开发基于紧凑型熔盐堆(CMSR)的浮动核电厂。

韩水电核电和罗马尼亚国家核电公司6 月签署在切尔纳沃达核电厂建设重水提氚设施的工程、采购和建设合同,总金额为2亿美元。

波兰气候与环境部11月原则性批准蓬特努夫核电建设项目。该项目计划建设两座APR1400。

7 加拿大

截至2023 年12 月31 日,加拿大共有19 台在运机组,总装机容量1362.4万千瓦。

2023 年,加拿大两座加压重水堆在完成升级后恢复商运;联邦政府和多个省政府均采取行动,积极推动小堆发展。

两座加压重水堆即达灵顿核电厂3 号和布鲁斯核电厂6 号机组在完成翻新后分别于7 月和9月恢复商业运行。

加拿大政府2月宣布启动“模块化小堆赋能计划”,未来四年将提供2960 万加元(2200 万美元)研发资金,助推小堆商业化。

新不伦瑞克省12 月发布战略报告,概述了新省清洁能源转型路径,要求2035 年底前在莱普罗角核电厂建成60 万千瓦核电装机容量,使新省核电容量翻番。预计首座15 万千瓦小堆2030至2031年并网,另外三座小堆(总装机容量45万千瓦)2035年底前并网。

萨斯喀彻温省政府11月宣布将为萨省研究委员会提供8000 万加元(5900 万美元),用于建设微型热管堆Vinci 示范堆。该堆将由西屋建设,拟于2029年建成投运,尚未确定具体厂址。

安大略电力公司、通用电气-日立、埃森-兰万灵公司和爱康公司1月宣布签署合同,将合作在达灵顿建设一座BWRX-300 反应堆,目标是2029 年并网发电。安大略省政府7 月宣布将支持两个核电建设项目:一是在布鲁斯核电厂建设480万千瓦核电装机容量,二是在达灵顿增建三座BWRX-300。

先进反应堆概念清洁技术加拿大公司在推进钠冷快堆ARC-100 建设方面取得两项进展:一是6月与新不伦瑞克电力公司联合宣布,已启动在莱普罗角核电厂建设ARC-100 的取证工作;二是3月与阿尔伯塔投资公司签署谅解备忘录,将共同推进ARC-100在阿省的部署。

加拿大原子能有限公司、全球第一电力公司(超安全核公司和安大略电力公司的合资公司)、加拿大核实验室5 月在乔克河实验室举行庆祝仪式,宣布未来将在乔克河一个停车场建设首座MMR。这将是加首座商用微堆,计划2025年启动建设,2027年投运。

8 印度

截至2023 年12 月31 日,印度共有22 台在运机组,总装机容量679.5万千瓦,其中4台机组(总装机容量59.5 万千瓦)处于“暂停运行”状态;8台在建机组,总装机容量670万千瓦。

印度政府4 月宣布计划到2031 年将核电装机容量提升至2248 万千瓦;2047 年核能发电量将占印度总发电量近9%(2022年为3.1%)。

格格拉帕尔核电厂3 号机组6 月正式投入商业运行,成为印度首座投运的70 万千瓦加压重水堆。该机组2010 年11 月浇筑第一罐混凝土,2020 年7 月实现首次临界,2021 年1 月实现首次并网。格格拉帕尔4号机组12月实现首次临界。4号机组也是一座70万千瓦加压重水堆。

9 限核弃核国家

除上文提及的日本、韩国和法国,意大利、瑞典和比利时等此前弃核限核国家近期也调整政策,积极支持核电发展。但德国和西班牙仍坚持弃核政策。

意大利国会下院5月通过相关议案,要求政府考虑将核能纳入国家能源结构,以加快本国脱碳进程。此后,意政府组建“可持续核能国家平台”,并于9月召开首次会议,探讨为重启核能发展制定路线图。意曾是全球核电发展先驱,20世纪60至90年代建成并运营四台核电机组,核能发电量一度占全国总发电量的近5%。受1986 年切尔诺贝利核事故影响,意政府在全民公投后决定采取弃核政策,于1990 年关闭最后两台机组。

瑞典国会11 月通过能源法案,取消了核电发展面临的两个限制性条件,即只能在现有核电厂址建设核电机组和在运核电机组总数不得超过10 台,为重启核电建设奠定了基础。该法案已于2024年1月1日正式生效。此前,瑞典政府11月16日发布核电发展路线图,目标是2035年建成至少两台大型核电机组,到2045 年可能建成10台大型核电机组。

比利时政府与运营商Engie 公司12 月签署将多伊尔核电厂4 号和蒂昂热核电厂3 号机组延寿10 年至2035 年的协议。根据2003 年1 月颁布的法律,比将在2025 年底前永久关闭所有核电机组,实现零核电。为保障2025 年后的能源供应安全并降低碳排放,比政府2022 年3 月宣布,批准多伊尔4号和蒂昂热3号机组继续运行至2035 年。这两台机组均为1985 年投运的103.8 万千瓦压水堆,是比役龄最短机组。蒂昂热2号机组(100.8万千瓦压水堆)1月永久关闭。

德国4月永久关闭最后三台核电机组,包括伊萨尔核电厂2号机组(141万千瓦压水堆)、埃姆斯兰核电厂机组(133.5万千瓦压水堆)和内卡韦斯特海姆核电厂2号机组(131万千瓦压水堆),正式告别核电时代,成为21世纪首个全面弃核国家。

西班牙政府12月批准一项针对核废物管理计划的修订案,确认2035 年底前关闭境内所有核电机组的时间表,全部七台核电机组将在2027—2035年间陆续关闭。

10 未来核电发展预测

国际原子能机构和国际能源署均于10月公布对全球未来能源市场的最新预测结果,并对核电未来发展持乐观态度。

10.1 国际原子能机构

国际原子能机构发布第43 版年度报告即《直至2050 年能源、电力和核电发展预测》,自2011年日本福岛核事故以来连续第三次上调了未来核电发展预测值。对于2050年全球核电装机容量低值和高值预测结果,2023 年版分别为4.58亿千瓦和8.9亿千瓦,相对于2020年预测值分别增加27%和24%。

10.2 国际能源署

国际能源署发布年度报告《2023 年全球能源展望》,介绍了直至2050年的三种全球能源发展情景:“既定政策”基于最新的政策设置,包括能源、气候和相关工业政策;“宣布承诺”假设各国政府提出的国家能源和气候目标均按时全面实现;“2050 年净零排放”着眼于实现将全球平均温升限制在1.5℃以内必须采取的行动。

图1 国际原子能机构2050年全球核电装机容量高值和低值预测结果(2020—2023年)

表1 国际原子能机构全球核电装机容量预测值(亿千瓦)

表2 国际原子能机构全球核能发电量预测值(万亿千瓦时)

表3 国际能源署全球核电装机容量预测值(亿千瓦)

表4 国际能源署全球核发电量预测值(万亿千瓦时)

图2 国际能源署预测的三种核电装机容量增长情景

所有三种情景中,核电装机容量和发电量均呈逐步上升趋势,尤其是在“2050 年净零排放”中,2050 年核电装机容量和发电量均将在2022年基础上翻番。

11 其他动态

斯洛文尼亚环境部1月宣布,已完成克尔什科核电厂延寿审批程序,准许该核电厂延寿20年,即可运行至2043 年。克尔什科由斯洛文尼亚和克罗地亚共同拥有,有一座1983 年投运的68.8万千瓦压水堆。

斯洛伐克莫霍夫采核电厂3号机组1月实现首次并网发电。莫霍夫采拥有四台VVER-440机组:1号和2号机组分别于1998年和1999年投运;3 号和4 号机组的建设工作于1987 年启动,但于1993年暂停,后于2009年恢复。

伊朗原子能组织2月宣布,将使用本国技术在胡齐斯坦省建设一座200万千瓦核电厂,一期工程将建成一台30万千瓦机组。

芬兰政府2 月批准为洛维萨核电厂两台VVER-440机组换发运行许可证,准许该核电厂继续运行至2050 年。两台机组分别于1977 年和1980年投运。

4月在七国集团部长会议期间,美国、法国、英国、加拿大和日本发布联合声明,明确将加强核燃料供应链合作,提高核燃料自主供应链韧性,减少对俄罗斯核工业的依赖。

白俄罗斯奥斯特罗韦茨核电厂2号机组5月实现首次并网发电,11月投入商业运行。奥斯特罗韦茨是白俄罗斯首座核电厂,拥有两台VVER-1200机组,1号机组2021年6月投入商运。

埃及埃尔达巴核电厂3 号机组5 月正式开工建设;4 号机组8 月获得建设许可证,拟于2024年启动建设。埃尔达巴是埃及第一座核电厂,也是俄原集团在非洲建设的首座核电厂,计划建设四台VVER-1200机组,1号和2号机组分别于2022年7月和11月启动建设。

卢旺达原子能委员会与加拿大双流体能源公司9月签署合作协议,计划建设世界首座双流体示范堆。预计示范堆将于2026 年投运,2028年完成示范技术验证,用于发电、制氢和制造合成燃料。

保加利亚政府10月批准在科兹洛杜伊建设2台AP1000机组。

捷克杜库凡尼二期电厂公司10月收到三家企业提交的最终标书,包括有法律约束力的杜库凡尼核电厂5 号机组建设标书和无法律约束力的另外三台机组建设标书。三家企业包括西屋、韩水电核电和法电,均准备使用大型压水堆设计,分别为AP1000、APR1400和EPR1200。

捷克政府11 月发布中小型反应堆路线图,提出中小型反应堆发展框架,提议候选厂址和投资模式,并列出需要采取的法律行动。捷克工业与贸易部表示,希望中小型反应堆从本世纪30 至40 年代开始成为大型反应堆的补充。

欧洲理事会12 月表决通过《净零工业法案》,同意将核裂变和核聚变技术(包括核燃料循环技术)纳入战略技术清单,成为将获得重点支持的17种清洁能源技术之一。

欧洲铀浓缩公司12月宣布,计划将荷兰阿尔默洛铀浓缩厂产能提高15%(约750 tSWU/a)。未来将在阿尔默洛建设多个离心机级联,首批级联计划在2027年前后投运。

12 结语

2023 年,联合国气候变化大会首次就发展核能的必要性达成全球共识,美国、俄罗斯、法国、英国等主要核电国家持续推进核电发展,日本、韩国、意大利、瑞典等此前限核弃核国家转为积极支持核电发展。这些动向意味着全球核能或将迎来新一轮快速发展。

与此同时,核能发展呈现四个特点。第一,传统大型压水堆继续是近期全球核电发展的主力堆型,法国、英国、保加利亚、捷克等国均计划近期启动大型压水堆建设。第二,小堆是当前全球研发热点,但离实现商业化应用还有一段距离。美国首个纽斯凯尔小堆建设项目停止实施,意味着小堆经济性尚未获得广泛认可。为提升经济性,包括美国霍尔台克国际公司和超安全核公司、英国MoltexFLEX公司在内的多家开发商宣布提升其小堆装机容量。第三,在运机组延寿仍是美国和欧盟等国重点开展的工作之一。第四,美国等西方国家持续推动核燃料供应链“去俄化”。美国、法国、英国、加拿大和日本在宣布将合作加强核供应链建设的同时,还宣布未来三年将投资至少42 亿美元,用于加强铀浓缩和铀转化产能建设。在这一背景下,法国欧安诺公司和欧洲铀浓缩公司均宣布将提升铀浓缩厂产能。

(续完)

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