何為大國重器?非核能莫屬。核能在全球應對氣候變化、保障能源安全方面具有著不可替代的重要作用,雙碳背景下核能的發展正在重新受到重視,積極合作是構建全球核能安全發展命運共同體的有效途徑。
“在建規模,世界第一!”
我國核電事業始于上世紀70年代,經過40多年的不間斷發展,已經形成了完整的研發設計、裝備制造、工程建設、運行維護和燃料循環保障等核能全產業鏈體系。
截至目前,我國在建核電機組24臺,總裝機容量2555萬千瓦,繼續保持全球第一;商運核電機組54臺,總裝機容量5682萬千瓦,位列全球第三。這組數據來自4月26日由《中國核能發展報告》首席專家、國家原子能機構原副主任王毅韌發布的《中國核能發展報告( 2023)》藍皮書。
可以說,核能已經是我國現代能源體系的重要組成部分,正在為國家經濟社會發展及能源綠色低碳轉型作出重要貢獻。
從核電大國走向核電強國
藍皮書顯示,我國核電機組長期保持安全穩定運行,核電機組建設穩步推進。發展節奏方面,2022年以來,我國新核準核電機組10臺,新投入商運核電機組3臺,新開工核電機組6臺。發電量方面,2022年核電總裝機容量占全國電力裝機總量的2.2%,發電量為4177.8億千瓦時,同比增加2.5%,約占全國總發電量的4.7%,核能發電量達到世界第二。
當前,我國核電自主創新能力顯著增強,“華龍一號”機組陸續投運,標志著我國實現了由二代向自主三代核電技術的全面跨越,同時大型先進壓水堆核電站科技重大專項——“國和一號”示范工程建設正順利推進,一批關鍵設備實現如期交付。高溫氣冷堆核電站科技重大專項示范工程已實現初始滿功率運行,海南昌江多用途模塊式小型堆科技示范工程建設有序推進,已進入設備安裝階段,鈉冷快堆、鉛冷快堆、聚變堆等先進核能系統的關鍵技術研發也獲得新突破。
截至目前,在國內外“華龍一號”共有5臺機組建成投產,9臺機組正在建設,“華龍一號”批量化建設有序推進,標志著我國真正自主掌握了三代核電技術,核電技術水平躋身世界前列。
我國核電安全運行業績也持續保持著國際先進水平。2022年,我國37臺機組在世界核電運營者協會的綜合指數達到滿分,占世界滿分機組的50%,該指數反映核電機組在發電能力、生產效率及安全性能等方面的綜合水平。我國核電機組的滿分比例和綜合指數平均值均高于美國、俄羅斯、法國、韓國等主要核電國家,同時優于全球機組的平均水平。
裝備制造能力方面,我國核電裝備制造國產化和自主化能力不斷提升,持續推進三代核電裝備的制造技術工藝改進、完善和標準化工作。2022年國內核電主設備累計交付54臺套,交付數量創近五年新高,通過實施核心設備和零部件國產化攻關,推進核電裝備制造業高質量發展,我國已形成百萬千瓦級壓水堆核電主設備成套供貨能力。
綜上所述,不難看出我國核能產業已經具備了高質量發展的扎實基礎。在國家“積極安全有序發展核電”方針指引下,在國家能源局、科技部《“十四五”能源領域科技創新規劃》的有序部署下,圍繞“安全高效核能技術”發展目標,我國正“開辟發展新領域新賽道,不斷塑造發展新動能新優勢”,從核電大國走向核電強國。
“雙碳”目標實現離不開核能
“核能是一種高可靠性的戰略能源,也是綠色低碳的主力能源,”中國廣核集團董事長楊長利如是說,“當前,全球能源格局加速重塑,低碳轉型任務艱巨,核能在提升能源安全保障水平,促進碳減排、實現碳達峰碳中和目標的重要性進一步凸顯,發展呈現積極態勢。”
政府間氣候變化委員會(IPCC)的評估報告指出,核能是全生命周期碳排放最小的發電技術之一;每百萬千瓦核電機組每年可等效減排二氧化碳600萬噸以上。在過去50年中,全球核能等效減少排放了720億噸二氧化碳。
眾所周知,核電安全高效、可用率高,基本不受自然條件約束,能夠持續穩定提供高品質電量,適于承擔電網的基本負荷。核燃料能量密度大,易于較大規模長期儲存,有助于提升國家能源安全的保障水平。
此外,核電可以為風電、太陽能發電等新能源消納提供支撐,同時還可以提高電力系統的轉動慣量水平和阻尼能力,提升電力系統運行的安全性和可靠性。在風電、太陽能等新能源占比日益提高的電力系統中,需要核電作為“穩定電源”,與新能源形成互補,發揮基礎支撐作用。
因此,國際原子能機構等權威組織再次上調了全球核電發展預期。歐盟更是將核電納入“可持續融資目錄”,引導投資。多個國家已調整核能政策,將發展核能納入國家能源安全戰略。
眾多業內大咖也紛紛表示,實現碳達峰碳中和目標是我國應對氣候變化作出的重大戰略決策,作為清潔低碳、安全高效、可大規模替代化石燃料的優質能源,核能是我國實現雙碳目標的重要戰略選擇。
經合組織與國際原子能機構更是提出了“核能不發展,就無法實現2025年零碳目標”“核能是凈零世界不可或缺的一部分”等口號。
實際上,我國自1991年首臺核電機組并網發電以來,核電發電量累計達3.5萬億千瓦時,等效替代標煤10億噸,減排二氧化碳27億噸以上。2022年我國核電發電相當于減少燃燒標準煤近1.2億噸,減少排放二氧化碳近3.1億噸。我國核電發電量持續增長,為保障電力供應安全和推動降碳減排作出了重要貢獻。
楊長利指出,在保障能源安全和加快能源轉型,實現“雙碳”目標下,核能發展將迎來新的戰略機遇期。展望2035年,我國核電發電量占比有望達到10%左右,達到目前全球平均水平,相應減排二氧化碳約9.2億噸。到2060年,為實現碳中和目標,我國核電裝機規模要達到約4億千瓦,發電量占比18%左右,接近目前全球發達國家平均水平。同時綜合考慮核能供暖、供汽等利用,核能碳減排貢獻度有望達到1/4左右。
核能綜合利用利國惠民
國際原子能機構此前發布的《世界核電反應堆》報告顯示,截至2021年底,全球11個國家的69臺核電機組實現區域供暖、工業供熱、海水淡化等其中一項或兩項綜合利用。目前,我國也在核能供暖、核能工業供熱以及同位素研發生產等領域陸續實現突破。
中國核能行業協會專家委員會特邀顧問、國家電投原董事長王炳華表示:“核能綜合利用是推動核能產業高質量發展迫切需要,不僅可提高核能利用效率,推動核能產業多元化發展,還能促進核能技術發展,并有利于提升核電靈活性。”
核能及其綜合利用具有碳減排效益顯著、安全穩定等優勢,能源行業低碳轉型以及工業部門、建筑業等脫碳的需要,為包括核能在內的低碳能源發展及開展綜合利用提供了廣闊的市場空間。
核能可以大規模替代燃煤、燃氣供熱,實現與當前供熱體系有效銜接。除民用供暖外,還可以通過開展工業供熱、制氫、制冷、海水淡化,提供多元化低碳能源產品及服務,助力煉鋼、化工等行業的綠色低碳轉型。
我國已開展大型核電廠供暖、供汽示范,山東海陽核電、浙江秦山核電、遼寧紅沿河核電已實現559萬平米核能供暖。根據當前核電布局,利用北方地區已投運核電項目進行供暖,具備實現1.6億平方米核能供暖能力。隨著在建核電機組陸續建成投產,預計2030年將具備3.2億平方米核能供暖能力。
我國始終在核能綜合利用的領域不斷拓展。目前我國在核能供暖、核能工業供熱以及同位素研發生產等領域發展迅速,同時核技術在醫學、工業、安保等領域應用規模在持續擴大,并以創新驅動產業生態高質量發展。
核能高質量發展“安全”為先
高質量發展是全面建設社會主義現代化國家的首要任務。當前,數字技術日益成為創新驅動發展的先導力量,開啟了一次具有全局性、戰略性、革命性意義的數字化轉型浪潮。核能行業的“數字化轉型發展”是踐行網絡強國、數字中國的具體落實,是時代賦予我們的新使命、是跨域發展進程的新機遇、是走向世界的新舞臺、是勇毅前行的新動力。
推動經濟社會發展綠色化、低碳化是實現高質量發展的關鍵環節。推動核能高質量發展,堅定不移推進能源革命,全面構建清潔低碳、安全高效的新型能源體系,將為經濟社會發展提供堅強的能源保障。
國家能源局核電司副司長秦志軍表示:“核電數字化轉型還處于探索階段,也是一項涉及方方面面的系統工程,國家能源局將持續推進并加快核電數字化轉型發展的生態建設。”他同時強調,數字化轉型進程要穩步有序,安全第一!
一直以來,我國都高度重視核安全,始終堅持“安全第一、質量第一”方針,建立了嚴格的核安全監管體系,全面筑牢安全質量根基。長期以來,中國核與輻射安全保持良好安全業績,未發生過國際核與放射事件分級表2級及以上的運行事件,輻射環境質量良好。與世界核電運營者協會( WANO )規定的性能指標對照,具備WANO綜合指數統計條件的51臺核電機組中,有37臺機組WANO綜合指數達到滿分,占比72.55%,核電運行水平居世界前列。
“顫顫栗栗,日謹一日,人莫躓于山,而躓于垤。”生態環境部副部長、國家核安全局局長董保同以《堯戒》為喻,指出要以更強烈的使命擔當守牢核安全防線;以更有效的責任落實持續提升核安全水平;以更嚴格的監督促進行業自律自治;以更廣泛的共識打造核安全命運共同體。他強調:“一定要守住核安全的底線!”
結語:
中國核能行業協會專家委主任、中國工程院院士葉奇蓁在發布中國核能行業協會先進核能系統專委會的研究成果《先進核能技術發展年度報告( 2022 )》時表示,在全球低碳能源轉型大背景下,核能發展對保障能源安全,實現“碳達峰、碳中和”目標具有重大意義。中國將堅持“在確保安全的前提下,積極有序發展核電”的方針政策,不斷加強核能科技創新,積極參與先進核能國際合作,持續推動核能安全和高質量發展。