編者按:在經過福島事故后一段時間的沉寂之后,全球核電市場正在復蘇———除了部分國家表示將逐步棄核之外,主要的核電大國和無核電國家都在根據自身情況開始推進核電發展。我國在福島事故之后,也經歷了核電政策的調整,其中核電走出去已成為政經界的共識。海外核電市場有哪些機遇和挑戰?關于核電,世界各國都在做什么?本文試圖將目前世界上主要核電大國和新興市場的核電發展計劃和方向進行梳理,以供讀者參考。本期將主要圍繞美國、俄羅斯、英國進行介紹。
美國:30年后核電重啟,頁巖氣革了核電的命?
美國是世界上最大的核電生產國,占全球核能發電的30%以上;
2013年,全美100多座核反應堆發電7890億千瓦時,占全部電力輸出超過19%。目前全美有100臺在役核電機組和5臺在建機組;
在這30年里全美只新建了非常少的反應堆,預計到2020年有6臺新機組將投入運行;
然而,自從2009年天然氣價格不斷下降,讓現存的一些反應堆和擬議計劃受到了質疑。
2012年,全美發電總量為43000億千瓦時,其中16400億千瓦時(38%)來自燃煤電廠,12770億千瓦時(30%)來自燃氣發電,8000億千瓦時(19%)來自核電,2980億千瓦時來自水電,1410億千瓦時來自風電。雖然電力需求在短期內會相對低迷,估計到2015年才能恢復到2007年的水平,但預計到2030年將達到50000億千瓦時的用電需求。2011年,年人均用電量為12150千瓦時。總裝機容量為1055吉瓦,其中不到十分之一來自核電。
美國有100個核反應堆分布在31個州,被30家不同的公司運作管理。從2001年開始,這些電廠的平均利用率就達到了90%以上,每年生產超過8070億千瓦時的電量,占總發電量約20%。直到2013年利用率才突破90%達到91%,每年在維護和升級核電產業的投資約有75億美元。
美國有65個壓水反應堆(PWRs)和35個沸水反應堆(BWRs),其裝機容量分別為64吉瓦和34吉瓦,總裝機容量可達98951兆瓦。美國幾乎所有核電反應堆都建造于1967~1990年,從1977年到2013年,都沒有建造新的核電反應堆,這主要是因為人們長期認為天然氣發電更加具有經濟吸引力。
盡管在過去的30多年里,美國核電新建幾乎停滯,但對核電的依賴性卻持續增長。美國核電貢獻已經發展到占全球比重超過30%的現狀,其中這些增長都是來自47個建造于1977年前,并到70年、80年后期投入運行的反應堆。美國核工業已經通過對現有的電廠改進燃料、維修和安全系統在電廠利用率方面獲得了可觀的收益。
美國在建核電站
美國目前在建的核電機組有5臺,其中4臺為AP1000,另外一臺為WestinghousePWR。
項目:WattsBar核電站2號機組
建造地址:田納西州
機型:WestinghousePWR
裝機容量(兆瓦):1218
開發公司:田納西河流域管理局(TennesseeValleyAuthority)
WattsBar核電站2號機組的建設從1985年推遲到2007年,將于2015年建成發電,將成為美國近20年內首個投入運行的核反應堆。為了便于工人操作以及歷史問題,wattsBar核電站2號機組雖然是由西屋公司負責設備服務,但是并沒有使用AP1000,而是采用WestinghousePWR技術。
項目:Vogtle核電站3-4號機組
建造地址:佐治亞州
機型:AP1000
裝機容量(兆瓦):2400
開發公司:南方核能運營公司(SouthernNuclearOperationCompany)
Vogtle核電站3號機組是美國開建的第二臺AP1000核電機組,于2013年3月實現FCD。4號機組于2013年11月實現FCD。
Vogtle核電站3號機組目前預計將于2017年第四季度商運,4號機組的投運時間為2018年第四季度。屆時,Vogtle將成為美國唯一一座擁有4臺機組的核電站。
項目:V.C.Summer核電站2-3號機組
建造地址:南卡羅來納州
機型:AP1000
裝機容量(兆瓦):2400
開發公司:南卡羅來納電氣公司(SouthCarolinaElectric&Gas)
V.C.Summer核電站是美國南卡羅來納州一座內陸核電站。2號機組為全美30年來首臺新建機組,采用AP1000技術,2013年3月實現FCD。該廠址還有1臺退役了的實驗堆(Carolinas- VirginiaTubeReactor,簡稱CVTR)
計劃建造核電站
目前美國提上建造計劃日程的有5臺機組(總裝機容量為6063兆瓦),其中有三臺獲得聯合許可證(COL)。
項目:Bellefonte核電站
建造地址:阿拉巴馬州
機型:B&WPWR
裝機容量(兆瓦):1263
開發公司:田納西河流域管理局(TennesseeValleyAuthority)
早在1974年,Bellefonte核電站1號機組就獲得了建造許可證。1988年,田納西流域管理局決定暫停該項目。2009年,經美國核管會同意,該許可證重新生效,有效期至2011年10月1日。2013年10月,田納西流域管理局提出申請,要求延長建造許可證的有效期。現在美國核管會已批準了這一申請,此舉意味著該電站建造許可證的有效期將延長至2020年10月1日。
項目:WilliamStatesLee核電站
建造地址:南卡羅來納州
機型:AP1000
裝機容量(兆瓦):2400
開發公司:杜克能源公司(DukeEnergy)
WilliamStatesLeeIII核電項目為杜克能源公司計劃開發的廠址,目前正在開展前期工作,據資料顯示目前已經投入上億美金。
項目:TurkeyPoint核電站
建造地址:佛羅里達州
機型:AP1000
裝機容量(兆瓦):2400
開發公司:佛羅里達電力照明公司(FloridaPower&Light)
TurkeyPoint項目是佛羅里達電力照明公司正在推進的項目,計劃建設兩臺AP1000機組,目前該廠址已建有兩臺反應堆(20世紀70年代建造)。此處機組類型多樣,核反應堆僅是其中一類,其他還包括兩臺燃氣機組和一臺燃油機組。
AP1000之外美國還將建什么?
目前美國提議建造17臺大型核電機組和7臺小型機組(裝機容量26000兆瓦),其中除了AP1000之外,還有部分項目計劃應用一些特殊機型。
項目:ComanchePeak核電站3-4號機組
建造地址:德克薩斯州
裝機容量(兆瓦):3400
開發公司:Luminant電力公司
ComanchePeak核電站是美國中部的一座濱庫核電站,是一座典型的內陸核電站,已安全運行20多年。該核電站擬采用日本三菱公司的US-APWR技術再擴建2臺核電機組。US-APWR,美國先進壓水堆,由日本三菱公司開發。
項目:NorthAnna核電站
建造地址:弗吉尼亞州
機型:ESBWR
裝機容量(兆瓦):1600
開發公司:道明尼資源公司(Dominion)
NorthAnna核電站預計2019年實現FCD,采用ESBWR技術。
ESBWR(EconomicSimplifiedBoilingWaterReactor),經濟簡化沸水反應堆是第3+代的核能反應堆設計,始于90年代后期,GE工程師提出把簡化沸水反應堆特點的被動安全設計,與先進沸水反應堆設計結合,另加大功率到1600MWe的方案。
項目:CalvertCliffs核電站
建造地址:馬里蘭州
機型:US-EPR
裝機容量(兆瓦):1710
開發公司:星座核能公司(UniStarNuclear)
CalvertCliffs核電站是座濱海核電站,目前有2臺CE公司生產的兩回路壓水堆機組在運,Unistar核能公司擬利用US-EPR在該廠址再擴建一臺機組。USEPR,是目前正在芬蘭、法國和中國建設的歐洲壓水堆(EPR)的美國版本,是一種1600MWe的漸進型壓水堆設計。
英國:用核能確保國家能源安全
英國擁有16座核反應堆,發電量占全國約18%。
其中有一個反應堆將在2015年退休;
英國具有完整的核燃料再循環設施;
英國對新建的反應堆設計和它們的地址進行非常周密的評估;
英國政府計劃到2030年,新建核電裝機容量可達16吉瓦。
核電為英國提供了大約五分之一的電力供應,目前在運的核電站逐漸面臨退役,在能源需求和應對氣候變化的壓力下,英國經過一番考慮,逐漸選擇了和棄核的德國不同的道路。
2011年,英國發
電容量為
94吉瓦,其中天然氣占30吉瓦,煤炭占23吉瓦,核電占11吉瓦,風電占5.2吉瓦,水電(包括抽水蓄能)占4.2吉瓦。而2011年用電峰值需求為57吉瓦。
到2012年,英國綜合發電量為3630億千瓦時,其中有700億千瓦時來自核電(19%)。
目前,英國有16臺核電廠在使用,總裝機容量為11吉瓦。到2015年12月,型號為Wylfa1的Magnox反應堆將由于燃料用盡而關閉。屆時,英國將還剩七個雙胞改進型氣冷反應堆(AGR)和一個壓水反應堆(PWR)。
英國計劃和提議建設的核電項目
英國共計劃建4臺EPR機組,總裝機容量為6680兆瓦。
項目:HinkleyPointC-1;HinkleyPointC-2
建造地點:薩默賽特(Somerset)
項目:SizewellC-1;SizewellC-2
建造地點:薩福克(Suffolk)
機型:UKEPR
裝機容量(兆瓦)6680
開發公司:法國電力公司(EDFEnergy)
欣克利角核電站,分為欣克利A、B、C。A屬于壓水堆核電站,始建于1957年,2000年被關閉。B屬于高溫氣冷堆核電站,1978年投入運營,預計將于2016年關閉。C正在籌建,中國廣核集團將參與C項目資本運作。
另外,英國還提議建造另外7臺其他機組,采用AP1000和ABWR技術,裝機總容量為8920兆瓦。
項目:WylfaNewydd1;WylfaNewydd2
建造地點:威爾士(Wales)
項目:OldburyB-1;OldburyB-2
建造地點:格洛斯特郡(Gloucestershire)
機型:ABWR
裝機容量(兆瓦):5520
開發公司:地平線核電公司(HorizonNuclearPower)
2012年11月份,地平線公司被日本日立公司收購,因此,地平線公司擁有的廠址被計劃建造ABWR。BWR,進步型沸水式反應堆(ABWR),是一款符合第三代反應器規范的沸水反應堆。由奇異日立核能(GEH)和東芝合作生產。
項目:Moorside1-3
建造地點:坎布里亞郡(Cumbria)
機型:AP1000
裝機容量(兆瓦):1135
開發公司:英國核退役管理局(NuGeneration)
Moorside項目是英國新開發的核電廠址,位于目前英國最大的核電廠塞拉菲爾德核電站附近。
英國利好核電發展的因素有哪些?
精簡的規劃過程。
實施戰略選址評價與戰略環境評價。
電力市場改革提供電力的長期銷售合同。
傳統電站的退役將為核能投資創造巨大的空間。
立法保證退役和廢物管理的經營收入。
歐盟碳排放交易計劃的持續推進。
設立了“健康與安全局”負責維護公眾免受危害。
俄羅斯:至本世紀末,核電占比八成
俄羅斯目前總共運行的核反應堆有33個,總共裝機容量為24164兆瓦:
4座第一代的VVER-440/230或類似壓水反應堆;
2座第二代改進型VVER-440/213壓水式反應堆;
11座座具有全面控制結構的第三代VVER-1000型壓水式反應堆,多數是V-320類型;
13座俄羅斯(除了立陶宛瓦外)獨有的RBMK輕水石墨反應堆;
4座小石墨慢化沸水堆反應堆;
一座BN-600快速增殖反應堆。
俄羅斯是世界上第一個建造核電站的國家(建于1954年)。俄羅斯也是第一個建造兩座商用規模核電站的國家(建于1963-64年)。
俄羅斯2010年總發電量為10380億千瓦時,其中1700億千瓦時來自核電,占比16.5%;燃氣發電5210億千瓦時,占比50%;燃煤和水力分別發電1650億千瓦時,占比16%。2012年核電發電量約占總發電量的18%。
俄羅斯最新的聯邦目標計劃(FTP)設想到2030年核電在電力總供給方面能占到25%-30%,到2050年可以達到45%-50%,而到本世紀末可達到70%-80%。俄羅斯在建的核電廠有10座,總裝機容量達9160兆瓦;計劃建造的核電廠有31座,裝機容量為32780兆瓦。為此,俄羅斯制定了細致的核電發展規劃。
KLT-40S是由俄羅斯AfrikantovOKBM (阿夫里坎托夫機械工程實驗設計局)設計的小型反應堆,基于該種堆型設計建造的羅蒙諾索夫號(AkademikLomonosov)核電站于2007年在圣彼得堡開工建設,并已進入到施工最后階段,預計將于2014年順利竣工。該項目的完工將預示是世界首座浮動式小型核電站在商業領域的成功應用。
KLT-40S反應堆系統是對其標準核動力破冰船系統(KLT-40)進行設計改進后,尤其在安全系統方面有顯著提升的浮動式發電機組。可以通過駁船的方式向沒有集中供電的邊遠地區居民供電和供熱,并通過海水淡化系統為干旱地區提供電力和淡水。單個KLT-40S模塊的熱功率為150MWt,并可以生產35MWe電力用于供電或進行海水淡化。KLT-40S換料周期為3-4年,具備船上換料能力并設置有乏燃料貯存設施。KLT-40S的堆芯采用了四環路的強迫循環方式進行冷卻,并依靠對流進行應急冷卻。