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殷雄:核电的战略定位与作用
时间:2021年01月28日 来源:能源研究俱乐部 作者:殷 雄 点击量:1079 分享:

核电的战略定位与作用

殷 雄

中国(深圳)综合开发研究院银湖新能源中心专家委员会副主任


一、引言


核电作为技术密集、资金密集、人才密集型的产业,是经济社会发展所必需的战略性资源。核电产业链的各个环节都具有丰富的科学、技术和工程内涵,是世界高新技术的集成,是我国科技创新体系的重要组成部分,是综合国力和创新能力的具体体现,能够保障核工业产业链人才队伍的稳定和持续发展,有效带动并提升国家重大装备及关键材料等领域的创新发展,进而提高整个核电产业链的核心竞争力和国家的综合战略实力。

历经30多年的发展,我国已成为核电大国,在运装机容量位居全球第三,在建装机容量位居全球第一。核电是技术导向、能力导向和创新导向的国家战略性资源,而不是市场导向、成本导向、效益导向的普通能源形态,坚定核电安全发展战略,对我国构建安全高效能源体系、应对全球气候变化挑战、保障可持续发展、加快科技创新、保障和提升国家总体安全具有重大的战略意义。


二、我国核电产业链发展现状


我国是世界上少数几个具有完整的核工业体系的国家之一,并在此基础上形成了完整的核电产业链。核电产业链主要由核电装备制造、核电站设计建设、核电站运营、核燃料供应及核废料处理等上下游环节组成。

核电装备制造国产化水平不断提高。通过引进、消化、吸收和创新,我国已经逐步实现了主泵、压力容器、蒸汽发生器、主管道、先进核燃料、核级焊材等核安全关键设备和材料的自主研发和国产化。目前,我国初步形成了年产10套左右百万千瓦级核电主设备的装备制造能力。具有自主知识产权的三代核电机型“华龙一号”和“国和一号”示范工程设备国产化率均已达到90%以上,形成了国内三代核电装备产业链。

核电站设计建设水平进入全球前列。我国通过几十个核电项目工程的实践,不断积累经验,核电站设计和建设水平进入世界前列。我国已经建立起一支专业配置齐全、知识和年龄结构较为合理的核电工程研究设计队伍,形成了设计管理和接口控制程序以及质量管理体系。掌握了一些国外成熟的核电设计技术,具备了自主设计建设30万、60万、百万千瓦及以上级别的压水堆核电站的能力。在设备采购和工程项目管理中,实行了招投标制和工程监理制,在质量、进度、投资、技术和环境五大方面积累了较丰富的经验。我国具备了同时建造30多台核电机组的工程施工能力。

核电站运营能力全球领先。我国在运核电站的安全水平和运行业绩良好,运行水平不断提高,主要运行特征参数好于世界平均水平,一批指标达到世界先进水平。近年来,在世界核电运营者协会(WANO)同类机组综合排名中,80%以上指标优于世界中值水平,70%以上指标达到世界先进值。2019年,中广核13台核电机组WANO综合指数满分,中核9台机组WANO综合指数满分。

核燃料供应及核废料处置处理能力不断增强。我国建立了较为完整、自主的核燃料循环产业链,核燃料生产与供应能力满足核电发展的需要,形成了包括铀矿地质勘探、铀矿采治、铀转化、铀浓缩、元件制造以及乏燃料后处理、放射性废物管理等环节较完整的核燃料循环工业体系,在一些关键环节实现了生产能力的扩大和工艺技术的跨越提升。全部核电站燃料元件均实现国内生产,可满足目前已投运核电站的燃料需求。我国海外铀资源开发工作得到加强,核燃料供应保障能力相应增强。铀纯化转化、铀浓缩、核燃料元件制造产能大幅提高,乏燃料运输能力建设稳步推进,形成干式和湿式结合的离堆储存格局,后处理产业能力建设按计划推进,可以确保核电持续、批量化发展的需要。

构建了核电技术自主创新体系。我国早期核工业以军用为主,形成了基础研究、应用研究的科技力量和知识积累。在此基础上,逐步建立了专业齐全的核科研体系,建成了具有国际水平的大型核动力技术试验基地,初步形成了较完善的核电工程设计分析的骨干程序系统,形成了一套先进反应堆设计方法和试验验证手段。实验快中子增殖堆和高温气冷实验堆等多项关键技术取得进展,海上小型堆技术发展迅速,自主开发的第三代、第四代核电关键技术取得了明显的成效。我国已经完成第三代核电技术研发,拥有“华龙一号”和“国和一号”两种自主三代核电技术。大力推进先进核技术研发,形成了钠冷快堆、钍基熔盐堆、铅基快堆、聚变堆等先进反应堆系统。积极推进核聚变研究,并走在了世界前列,探索开展国际创新合作,参与国际热核聚变实验堆建设。

形成了核电发展的人力资源保障体系。探索建立健全高等院校、科研机构与企业互联互通的人才教育培训机制。初步构建了保障核电持续发展的人力资源体系。截至2019年6月,全国开办核工程类专业的大学共72家,其中专门设立核学院的有47家,每年招收核工程类专业本科人数约3000人。


三、我国核电安全发展战略方针


坚定核电发展不动摇。核电作为非化石能源中最具竞争力的重要组成部分,是我国优化能源结构、保障能源供给安全的必然选择,是我国积极应对气候变化、兑现碳减排承诺和低碳绿色发展的必然选择,是落实国家安全战略、推动科技创新、提升国家核心竞争力的重要抓手。同时,核电姓“核”名“电”,其基本属性是电,但根本属性是“核”,这是对核电的根本性定位。在和平与发展成为当今世界主流的背景下,核能产业是我国能够有实力和势头在世界上获得核心竞争力的高新技术领域,也是做强我国制造业的战略性产业之一。核电产业是国家核能力的重要组成部分,发展核电是保持核科技人才队伍、促进核工业发展的主要手段和实施载体,是保障国家安全的现实需要。

明确核电的发展规模。按照《能源发展“十三五”规划》《电力发展“十三五”规划》《核电中长期发展规划(2005-2020年)》等一系列文件规划目标,2020年我国核电装机容量应达到5800万千瓦,在建规模达到3000万千瓦,平均每年新开工5~6台核电机组。但是,由于日本福岛核事故后我国新开工核电项目陷入停滞,核电难以完成既定发展目标。为了推动核电中长期持续稳定发展,必须重新审视核电在我国能源发展中的定位,明确核电的发展规模。若按照2050年我国核发电量占比达到世界平均水平(11%)进行测算,届时核电装机容量将达到1.7亿千瓦。为了实现该目标,并保持核电发展节奏的稳定,2020~2050年每年保持新开工4~5台核电机组,争取2050年前后实现核电在国家电力供应中的比例稳定在10%左右的规模。

优化核电发展的区域布局。根据核电发展规模目标,合理安排核电建设时序。统筹兼顾区域发展、能源供需、发电成本、环境保护等因素,按照“先沿海后内陆”的核电开发建设总体原则,优化核电在全国的发展布局。

不断提升核电自主创新能力。我国核电经历了“引进—消化—吸收—创新”的发展过程。尽管我国已经成为核电大国,核电自主创新能力得到大幅提升,但是少数关键技术尚待突破,部分关键设备仍然依赖进口。在当今大国博弈日益激烈的背景下,核电将成为科技竞争的核心领域。我国必须通过提升自主创新能力,加强核电基础研究和关键技术研究,尽快补齐技术短板和薄弱环节,形成一批高质量的自主知识产权和自主品牌的核电技术、核燃料产品,进一步提升核电设计制造的自主化、国产化水平,尽快推动我国核电实现从“大”到“强”再到“智”的质变,引领全球核电的发展潮流。

积极稳妥推动核电“走出去”。我国核电生产能力已达到相当规模,具备了包括技术、设备、运行服务等在内的全产业链走向国际市场的能力。近年来,核电“走出去”已经上升为国家战略,依托核电带动我国装备制造业“走出去”被寄予厚望。未来10年,核电“走出去”面临大好机遇。

目前,我国具有自主知识产权的三代核电机组“华龙一号”已经受到了“一带一路”沿线国家的广泛关注和认可,开展了与欧洲、拉丁美洲、非洲、南亚近20个国家的核电项目合作。我国应紧密结合“一带一路”倡议,积极推进合作项目落地,加快推动以“华龙一号”为代表的核电产业“走出去”。

搭建产业发展公共平台。目前,我国核电工业体系存在大而不精、大而分散的问题。一方面是综合能力不够、国际竞争力不强;另一方面又存在着重复建设和设施利用率低的问题。这两种倾向出现的原因,主要是缺乏国家政策支持的公共平台。如果没有足够支撑长远发展的国家级基础性平台,核电工业综合能力和国际竞争力将无法得到大幅度提高。我国应借鉴国外经验,整合科研院所、高校和企业的核能科研力量,建立执行国家核能发展政策的国家实验室和创新中心,针对行业发展的核心问题、前沿问题开展研究,针对关键设备、关键技术加大攻关力度,积极研发新一代核能技术,引领核电技术发展和产业竞争。国家应当主导建设几个重大的、基础性的、国际合作的公共平台,主要包括三个方面:一是科技创新和新材料研发的基础性科研平台;二是成套设备和系统集成的设计和制造平台;三是高精尖综合性人才的培养平台。

强化核燃料板块的公共服务职能。拥有完整而强大的核燃料循环体系,并且使其按照市场机制履行公共服务功能,是实现核电自主发展的先决条件。世界主要核大国,都拥有核燃料组件制造的强大能力,除了为本国的核电站提供服务之外,还通过市场化运作的方式,逐步向国外的核电站提供产品和服务。长期以来,我国核燃料循环体系一直沿袭计划经济的运作模式,无法有效地履行作为公共服务体系的功能。当前比较紧迫和重要的工作,就是对我国现有几家核燃料制造厂及其相关联的元器件供应商进行股份化改制,在制度设计与运行机制两个方面打破垄断,形成公平、公正的市场氛围。将核燃料板块独立出来,使其彻底成为独立的市场竞争主体,切实履行核电产业公共服务的职能。

构建核电产业链合作与竞争机制。通过体制机制改革,将具有鲜明公共服务特征的板块采取股份化的方式独立运作。只有提供公共服务的专业队伍能够独立、平等地为核电企业服务,核电建设才真正具备迎接其他投资者多渠道、多领域、多层次、多方式进入核电产业的体制条件。由于上下游产业链中各板块的职责分工、成本投入不均衡,最终产品或服务的价值体现差异较大。因此,对核电产业链上下游各板块进行战略性的结构重组,构建必要的合作与竞争有机结合的机制,既有必要,更为紧迫。

为了强化产业协同发展,需要推动基于产业链上下游之间合理分工的质量型纵向重组。各企业集团相同或相近的产业,在纵向结构性拆分的同时,按照“政府主导、市场调节”的原则,进行横向专业化集中,有利于主业的经营与发展。有条件的集团,应该按照专业化的方向先行拆分合并。为了加强产业链上下游企业的合作动力,形成发展合力,要充分发挥龙头企业的引领作用,以龙头企业为核心形成关键技术攻关协同机制,参与者成果共享。

按照核电产业的客观规律和市场经济的基本规则,对核电产业体系中的一些核心板块进行体制和机制的深化改革,为走向国际市场提供制度保障。根据目前国内几家核电或核电相关企业的具体情况,结合未来核电产业发展的前景,通过2~3年的努力,除核燃料供应、核设施退役和乏燃料处置之外的中国核电工业体系,大体上在核电开发设计公共平台的能力建设、核电设备制造的商业运作模式、核电运营主体的体制机制这三个领域进行内部运行机制和外部业务延伸的结构性改革。

强化核电企业专业性经营的特征。中核集团和中广核集团是目前从事核电事业的综合型、专业化集团,除了与核电主业相关的行业和产业之外,这些年来还从事了许多诸如风能、太阳能等非核能源产业。从这些年的实践来看,成绩斐然,为我国清洁能源的发展做出了不可磨灭的历史性贡献。但是,为了适应新的形势,进一步做强主业,有必要采取坚决的措施,将非核产业进行混合所有制改造,按照所有权与经营权分离的原则,继续持有股份,同时将经营权交出去,不参与这类企业的日常管理事务,以便集中精力、集中资源、集中人力加强核安全和科技创新活动,把核电产业真正做深、做细、做严、做实,使其真正具有核心技术,安全性再上新台阶,从而取得市场的认可,为核电事业的健康、持续、稳定发展再立新功。

在强化核电企业专业化经营的同时,要解决好市场准入问题。在投资主体多元化的情况下,实现经营管理专业化,同时为了确保核电的安全性和有效防止核扩散,在所有者与经营者分离的同时,必须对核电运营管理者提出更加严格的资质要求。为此要实行市场准入制,有资质的投资者才能成为包括核电在内的大型核设施运营管理者。在具体的经营和利益分配过程中,核电运营者对于投资者可以“让利”,但绝不能“让责”和“让权”,要坚决地承担起确保核设施安全第一责任者和直接责任者的天然责任。

核电不是市场导向、成本导向、效益导向的普通能源形态,而是技术导向、能力导向和创新导向的国家战略性资源。国家应使有限而宝贵的核燃料得到充分的利用,企业将形成的利润全部用以技术创新和运维能力提升,进而持续提升核电机组的安全水平和经济效益,真正实现“以核养核、滚动发展”,为核电的高质量发展积累相应的经济、技术和人才基础,成为国家科技创新的平台和综合实力的载体。

加快核废料的处置处理能力建设。按照从易到难、由小到大的思路,加强核燃料循环后段技术自主创新,在掌握关键技术的基础上尽快形成自主能力。加快推进落实商用后处理厂选址工作,通过引进与自主研发相结合,掌握大型乏燃料后处理及再循环工程的标准设计技术。按照产业化的要求,开展大型乏燃料后处理和商用MOX燃料元件生产线一体化工程建设,促进核燃料循环经济发展。建成新的核电站低放废物处置场,基本建成高放废物地质处置地下实验室。建成乏燃料公、海、铁联合运输体系,建成乏燃料后处理示范工程。

探索核电厂址保护性开发的新途径。核电站的选址条件非常苛刻,符合要求的厂址资源非常稀缺,属于战略资源。我国储备了一定数量的核电厂址。但近年来由于核电发展节奏放缓,部分厂址的保护工作面临人力和经济成本增加、地方政府调整产业规划导致厂址另作他用等问题,核电的可持续发展受到影响。应依法制定核电厂址管理保护制度,有效保护核电可持续发展所需的宝贵厂址资源。核电项目决策周期长,大部分核电厂址不能在短期内建设核电站,因此核电厂址资源开发应与地方发展规划布局相协调,基于地方经济发展规划,对厂址进行保护性开发。


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