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专题:日本核电工业简介(一)

来源:UIC、AEC 发布日期:2008-06-05

    提要:

        â 日本80%的能源依靠进口。

        â 日本首座核动力堆于1966年中期投入运行。

        â 1973年,日本将核能确定为国家优先发展战略。

        â 目前,日本有55台核电机组在运行,提供全国30%的电力。到2030年将至少增长到40%。

        尽管是全世界惟一一个在战争期间遭受过核武器打击的国家,日本仍然大力支持核技术的和平利用,为全国提供相当一部分的电力供应。目前,日本总发电量中有30%来自核能,核电装机容量为4750万千瓦。根据计划,2009年核发电量比例将上升到37%,2014年上升到41%。

        日本自然资源缺乏,一次能源需求约80%依靠进口来满足。最初,日本依靠化石燃料进口,主要是从中东地区进口石油。1973年石油危机使得这种地理单一、商品单一的弱点更加突出。当时,日本核工业已经在成长之中,拥有5台运行中的核电机组。对国内能源政策做了重新评价之后,结论是要突出能源多样化,并重点发展核电。降低日本对石油进口的依赖度被提到最优先的地位。

        历史:核能计划与政策的发展

        日本于1954年开始核研究计划,用于核能的预算有2.3亿日元。1955年通过的《原子能基本法》严格将核技术的利用限制在和平目的。该法的目的是确保三条原则——民主的方法、独立的管理、保持透明——作为核研究活动的基础,同时要推进国际合作。1956年成立“原子能委员”(AEC),进一步推进核电发展与利用。根据这部法律,1956年还成立了几个与核能有关的组织机构,分别为:日本科技厅(JST)、日本原子能研究所(JAERI)、核燃料集团(1967年更名为PNC)。

        日本首座商用核反应堆是从英国进口。东海1号,160MWe气冷(镁诺克斯型)反应堆,由美国通用电气负责建造,于1966年7月投入运行,1998年3月关停。

        这台机组建成后,为了验证可以使用浓缩铀燃料的堆型,1970年,日本建成了第一批3台沸水堆和压水堆核电机组并投入商业化运行。之后的一个时间,日本企业从美国供货商购买设计,并与日本国内企业联合建造,从而获得在日本建造同类堆型机组的许可证。诸如日立、东芝、三菱重工等企业,都在这一时期具备了自己设计和建造轻水反应堆的能力。到七十年代末,日本工业届已经大部建成自己的核电生产能力。目前日本在向东亚国家出口核技术的同时,还参与了可能会被欧洲选中的新堆设计的开发中。

        由于早期反应堆的可靠性问题造成停堆大修时间比较长,1975~1977年期间,日本核电机组的平均容量因子仅为46%(而2001年已经达到79%)。1975年,日本通商产业省(MITI)和核电行业共同启动了“轻水堆改进和标准化计划”。这项计划的目标是,在1985年以前,分三阶段完成轻水堆的设计标准化工作。在第一和第二阶段,现有的沸水堆和压水堆设计将进行调整,以改进其运行和维护。在第三阶段,将反应堆的发电功率提升到130万~140万千瓦,并对设计做一些基础变更。这就是所谓的“先进型沸水堆”(ABWR)和“先进型压水堆”(APWR)。

        九十年代后期进行的一项重大的研究与燃料循环行为是,组建了“动力堆与核燃料开发事业团”,即PNC。开展的活动范围广泛,覆盖了从在澳大利亚进行铀勘探到高放废物处置的全部活动。由于发生了2次事故,并且PNC没有做出令人满意的响应,1998年,日本政府将PNC重组为“日本核燃料开发机构”(JNC),重点放在快中子增殖反应堆开发、高燃耗燃料的后处理、混合氧化物(MOX)燃料制造、高放废物处置。

        2005年10月,JAERI和JNC合并成为“日本原子能研究开发机构”(JEAE),隶属于日本文部科学省(MEXT)。JEAE目前是日本最主要的综合核研发机构,拥有4400名员工,10个研究设施,每年经费预算1610亿日元(17亿美元)。

    近来的能源政策:核为重点

        日本能源政策一直以保障能源安全,最大程度降低对现有进口的依赖度为出发点。涉及核电的主要内容包括:

        â 继续将核电作为电力生产的主要构成部分;

        â 对乏燃料中的铀和钚进行再循环,先在轻水堆中使用,从2005年实现在国内进行后处理;

        â 稳步推进快中子增殖堆开发,以便大幅度改进铀的利用;

        â 向公众推广核能,重点强调安全和不扩散。

        2002年3月,日本政府宣布,将主要依靠核能来实现《京都议定书》中确定的温室气体减排目标。2001年7月,向经济产业省(METI)提交的“十年能源计划”,获得了内阁的批准。根据计划,核电装机容量将增长30%(1300万千瓦),到2011年将新投运9~12台核电机组。

        目前,日本拥有在运行的核电机组55台,总装机容量4757.7万千瓦;在建2台(228.5万千瓦),规划12台(1604.5万千瓦)。

        2002年6月,新的能源法确定了保障能源安全和稳定供应的基本原则,在建立能源基础设施满足经济增长方面给予政府更大的权限。新的能源法还推进提高能源消费效率,进一步降低对化石燃料的依赖度,以及市场解除管制。

        2002年11月,日本政府宣布,将首次对煤炭征税,算上METI专用能源帐户中对石油、天然气和液化石油气的征税,从2003年10月将带来约100亿日元的税收净增长。同时,METI还降低了电源开发税,包括核发电税,降幅为15.7%,折合每年为500亿日元。专用能源帐户中的税种,设计初衷是为了改进日本的能源供应结构;做出以上变更是实现京都议定书中减排目标第一阶段行动的一部分。第二阶段,2005~2007年,涉及一个更加全面的环境税收体系,包括碳税。

        这些进步,尽管2002年出现了一些关于核电站设备检查记录造假的丑闻,已经为核能逐步发挥更重要的作用铺平了道路。

        2004年,“日本原子力产业协会”(JAIF)就日本核能未来发布了一份预测报告。报告中综合考虑了二氧化碳减排60%、人口减少20%,GDP保持稳定等因素,预测到2050年,日本核电装机容量达到9000万千瓦。这意味着目前的核电装机容量翻番,核电份额也翻番,达到日本总发电量的60%。此外,核电容量中将有2000万千瓦(热能)用于氢气生产。氢气将占到消费能源的10%,而70%的氢气将产自于核电站。

        2005年7月,日本原子力委员会(AEC)再次确认了日本核电的政策方向,并证实当前的发展重点是轻水堆。主要内容包括:2030年以后,核电占总发电容量的份额目标是“30~40%或更高”,其中包括以先进型轻水堆替代现有的机组;快中子增殖堆将在2050年以后引入商用;乏燃料将在日本国内后处理,以回收其中的裂变材料,用于制造MOX燃料;高放废物处置问题将在2010年以后得到解决。

        2006年4月,日本能源经济研究所(IEE)发布预测,到2030年,一次能源需求将下降10%,电力使用将增长,核电份额将达到41%,核电装机容量达到6300万千瓦;到2030年,将有10台核电机组并网发电,同时,敦贺(Tsurga)核电站1号机组(34.1万千瓦,沸水堆)也将退役。

        2006年5月,执政的自民党敦促政府加快开发快中子增殖反应堆,称这是“国家基础技术”。自民党提出要增加预算,从研发到验证再到实施要加大协调,并进行国际合作。日本已经在第四代核技术研发活动中发挥着主导作用,重点放在钠冷快堆,不过,28万千瓦的文殊原型快堆仍处于关闭状态。

        2007年4月,政府选择三菱重工(MHI)作为开发新一代快堆的核心企业。这得到了政府多个部门,以及日本原子力研究开发机构(JAEA)和日本电气事业联合会(FEPC)的支持。这些都对日本加速开发世界领先的快堆产生有益的帮助。MHI自六十年代将核电作为主营业务之一以来一直积极地参与快堆开发。(待续)

    新闻来源:UIC、AEC

    编译:办公厅  刘军韬

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