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    《中国核能行业智库丛书(第三卷)》已完成出版发行,这是一本发产业先声的智慧文萃,是行业专家们从不同角度、不同深度对产业前途命运进行思考的思想文库。即日起,协会微信公众号将精选丛书第三卷部分文章与广大读者共享。今天推出的文章是《关于统筹推进新时代核能产业高质量发展的有关建议》。

邱建刚

课题首席专家

中国核能行业协会专家委员会副主任,中国核工业集团有限公司原副总经理。

    文章摘要

    为贯彻落实党的十九大精神,支持国家研究编制“十四五”规划及中长期发展战略,支持行业各会员单位研究编制企业发展战略规划,中国核能行业协会组织开展了我国核能产业 2035 年发展战略研究。在全方位、全产业链分析研究我国核能产业的发展现状、基础与条件、面临的机遇与挑战的基础上,提出未来我国核能产业发展的总体战略,明确总体发展思路、主要阶段预期目标,产业技术发展方向及重点,产业链发展布局及重点,产业经济性及竞争力,以及相关重要保障措施等建议。

    关于统筹推进新时代核能产业高质量发展的有关建议

    1.我国核能产业发展的基础与条件

    核能是清洁低碳安全高效的优质能源,在我国构建现代能源体系、实现能源转型、保护生态环境,应对气候变化、促进科技进步、提高国家综合实力和保障国家安全等方面发挥着重要的作用。

    我国核能的开发利用始于1955 年,经过30多年的发展,我国核能发电装机已位列全球第三位,形成了完整的研发设计、设备材料制造、工程建设、运营维护、燃料保障等全产业链体系。我国现已经跻身世界核电大国的行列,具备了向“核电强国”迈进的基础条件。

    截至2019年年底,我国在运核电机组 47 台,装机容量达4875 万千瓦,约占全国电力总装机容量的2.5%;2019年核能发电量占全国发电量的4.88%。我国目前已建成了秦山、大亚湾等13个核电基地,从未发生国际核事件分级(INES)2级及以上的运行事件,核电安全总体水平位居国际先进行列。已核准和在建核电机组16 台,装机容量 1754.5 万千瓦,在建规模保持全球第一,总体工程建设质量可控。具备了核电自主创新和自主设计能力,实现了核电技术由“二代”向“三代” 的跨越;形成了每年8-10台套核电主设备的国产化制造产能;具有同时建造 30 多台核电机组的工程施工能力。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。目前,已完成初可研阶段的核电厂址总规划容量约4 亿千瓦左右,其中沿海厂址超过 2 亿千瓦,内陆厂址接近 2 亿千瓦。

    我国核电发展取得的成绩,主要得益于坚持了下列基本原则:一是始终筑牢核电安全发展的生命线;二是始终坚持创新发展,适应建立现代能源体系的发展要求;三是始终坚持以我为主、积极开展国际合作;四是始终保持核电发展战略定力,促进我国能源安全绿色发展。面向未来,核电在我国能源战略中的地位将更加突出。

    2.我国核能产业发展面临的机遇与挑战

    2.1 我国未来能源发展必须向清洁低碳转型

    未来全球能源发展面临双重挑战,即更多的能源供应与更少的碳排放,能源结构进一步呈现清洁低碳化。我国已在《巴黎气候协定》中承诺,到 2020 年,非化石能源消费比重达到15%,2030年达到20%,2050年超过50%。国家发布的《能源生产和消费革命战略(2016—2030)》提出了实施非化石能源跨越发展行动,到2030年,非化石能源发电量占全部发电量的比重力争达到50%,电力结构将更加清洁低碳。核电作为未来新增非化石能源中最具竞争力的重要组成部分,是我国积极应对气候变化、兑现减排承诺和清洁低碳发展的必然选择。

    2.2 发展核电是促进我国能源安全发展的重要途径

    我国是世界上最大的能源生产国和消费国,一方面,我国能源结构中石油、天然气短缺,严重依赖进口,对外依存度不断攀升;另一方面,国际局势复杂多变,对我国能源安全保障不断提出新的挑战。天然铀能量密度大,易于储存,具有准国内资源属性,有助于提高我国的能源安全保障。同时,核能还可在清洁供暖、海洋开发、空间探索、海岛及特殊偏远地区供电、海水淡化及工业供汽等诸多综合应用领域发挥重要作用。

    2.3 核电在我国未来发展中有着广阔的市场发展空间

    在实现国家“第二个百年”奋斗目标的征程中,未来15年我国经济社会规模将持续发展壮大,人均能源消费水平将不断提高,终端能源消费由一次能源更多向以清洁高效电力为主的二次能源转变,电力需求仍有较大增长空间。据有关部门预测,预计到2025 年、2035年,我国电源装机容量将分别达到26 亿千瓦左右和35亿千瓦左右,增量部分将以清洁能源为主,核电等清洁能源市场前景广阔。

    2.4 发展核电是保障电网安全稳定运行及与可再生清洁能源协调发展的迫切需求

    核电具有运行稳定、可靠、换料周期长等特点,适于承担电网的基本负荷及必要的负荷跟踪,是目前唯一可大规模替代化石能源的基荷并具备一定负荷跟踪能力的电源。核电与风电、太阳能发电等间歇性、季节性可再生能源互补发展,可为电网提供安全稳定运行和优质电能供应的重要支撑,有利于提高电网运行的稳定性和安全性,增强电网抵御严重事故的能力,降低大面积停电的风险。

    尤其是,核电发展对我国政治、社会、经济、生态乃至安全都具有重要战略价值,也是大国间竞争的重要领域,启动有效内需是当前推动我国经济社会发展稳中有进的紧迫手段,建设核电项目也是当前我国增加有效内需的重要措施之一。

    当前,我国核能产业还存在发展不平衡不充分、自主创新能力有待提升、法规标准有待完善、产业发展不稳定、公众沟通有待加强、核电内陆建设有待稳步推进等问题,这些问题和挑战只能在保障安全基础上,通过稳步发展先进核电等措施逐步解决。

    3.我国核能产业总体发展思路与目标

    3.1 总体发展思路

    以习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为指导,全面贯彻新发展理念和“四个革命、一个合作”的能源安全新战略,按照“安全、创新、开放、协调、高效”的发展原则,在确保安全的基础上,稳步发展先进核电,积极推进核能多用途开发利用,构建先进核能产业体系,提高自主创新能力、装备制造国产化能力和核燃料循环产业发展能力,带动核能全产业链实现高质量发展,加快推进我国由核电大国向核电强国转变。

    安全发展。核安全是核能发展的生命线,把核安全放在高于一切的位置,落实核安全责任,加强核安全监管与核安全文化建设,持续加强核安全改进,确保核安全万无一失。

    创新发展。全面突破制约我国核能产业发展的重大关键技术和卡脖子问题, 持续优化三代核电经济性、先进性和适应性,提升核燃料循环产业的保障能力,积极推进新型先进核电技术研发、示范及推广。

    开放发展。坚持“引进来”和“走出去”相结合,依托我国本土市场培育核能产业发展比较优势,深度融入以“一带一路”沿线国家为重点的核能国际合作, 有效开发和利用海外市场和资源。

    协调发展。保持安全稳定可持续的核电发展节奏,保持合理的建设规模,实现核电与其他电源、上下游产业链以及经济社会、生态环境及人才培养等相协调。

    高效发展。在维持适度竞争的行业市场环境的同时,增强市场主体意识,主动适应市场化改革需要,促进核能产业链转型升级及降本增效,不断提高核能产业的市场竞争力。

    3.2 发展目标

    3.2.1 2025 年目标

    核电大国向核电强国迈进取得重要进展。核电在我国电力供给侧占比进一步提高,基本建成具有全球竞争力的先进核能产业体系,国家核能科技创新体系进一步完善,核电关键设备全面实现国产化,自主化三代核电的竞争优势基本形成,部分新型先进核电技术示范工程建成投产,核燃料加工与供应自主化能力显著提升, 核能法律法规和标准得到进一步完善。具体目标如下:

    ——核电装机目标和经济性指标:到2025年,核电在运规模达到7000万千瓦以上,约占全国总装机容量的3%,提高0.5个百分点左右;核电发电量约占全国发电量的6%,提高1个百分点左右;在建规模接近4000 万千瓦。批量化建设的三代核电每千瓦建成价15000元左右,核电上网标杆电价在0.40元/千瓦时左右, 具有市场竞争的比较优势。

    ——核安全管理:新建核电厂全部达到可实际消除大规模放射性物质释放标准;不发生国际核事件分级(INES)2级及以上的运行事件,运行安全始终保持国际先进水平;核安全管理与监管达到国际先进水平。

    ——先进核能科技创新:20万千瓦高温气冷堆、60万千瓦快堆示范工程相继建成并实现满功率运行,开展商业化推广工程深度优化设计工作;掌握小型模块化核能供热堆、海上浮动堆等关键技术和工程化设计技术,建设相关示范工程;在核电延寿、铀纯化转化、铀浓缩、耐事故燃料元件与 MOX 元件、后处理等技术领域取得关键性突破;智能化技术在核电厂推广应用。

    ——核电装备制造:三代核电主设备制造成套产能总体保持目前水平,设备制造质量稳定性达到国际先进水平;攻克核电领域“卡脖子”技术,全面实现核电关键设备的自主研发、设计和制造;核电成套装备供应具有全球竞争力。

    ——核燃料循环保障能力:建成天然铀供应和储备体系,核燃料产品价格与国际市场基本接轨,形成具有国际竞争力的先进核燃料元件品牌;建成新的核电厂低放废物处置场,基本建成高放废物地质处置库地下实验室;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。

    ——法律法规与标准体系:核能领域的法律法规体系进一步完善,原子能法、核损害赔偿法、核电管理条例、乏燃料管理条例等一批法律法规发布;基本形成我 国三代核电技术的标准体系。

    3.2.2 2035 年目标

    初步实现核电强国建设目标。核电在我国电力供给侧占比达到目前全球平均水平;建成具有全球竞争力的先进核能技术体系和产业体系,核电技术实现标准化、系列化;具备国际先进的核燃料闭式循环能力;在国际核能发展中具有较大的话语权与技术领先地位。

    ——核电装机目标和经济性指标:到2035年,核电在运规模达到1.8亿千瓦左右,约占全国总装机容量的5%,较当前提高2.5个百分点左右;核发电量约占全国发电量的10%,提高5个百分点左右,接近目前全球平均水平,占一次能源比重达到 5%左右,占非化石能源比例达到1/5左右,相对高效燃煤发电年度可实现碳减排 10亿吨左右;核电在建规模达到5000 万千瓦左右;投资成本、燃料成本和运维成本得到进一步的有效控制,核电上网电价具有更强竞争力。

    ——核电安全管理:核电技术在应对极端自然灾害和严重事故等小概率事件方面具有更加完善的应对措施,实际做到无需公众撤离,不对生态和环境产生长期的影响;实现耐事故燃料入堆及示范应用,运行安全始终保持国际先进水平。

    ——核能科技创新:建成先进核电、核燃料循环技术体系和实验验证体系,形成完整的先进核电技术型号系列,小堆技术实现系列化示范发展,聚变堆研发取得重大进展,MOX 燃料元件在快堆和热堆得到应用,掌握大型后处理工程的设计技术;实现核电厂智慧运营。

    ——核能装备制造:设备制造质量稳定性达到国际领先水平,核电设备智能化制造水平显著提升,培育出具有全球竞争力的世界一流核电成套装备供应商,装备制造企业的设备制造技术、质量水平和生产效率达到国际先进水平。

    ——核燃料循环保障能力:建成安全稳定可靠的天然铀供应与储备体系,核燃料技术与产品达到国际先进水平,建成中等深度中放废物处置库,建成高放废物地质处置地下实验室,建成商用大型后处理厂,建成满足热堆和快堆需求的 MOX 燃料元件生产线。

    ——法律法规与标准体系:放射性废物管理法等一批法规发布,形成完善的核能法律法规体系;建立国际先进的核电及核燃料循环技术标准体系。

    4.关于我国核能产业高质量发展的有关建议

    4.1 推进先进核电安全高效可持续发展

    4.1.1 稳定核电建设节奏

    基于我国核能发展已有的基础和条件,综合考虑核安全以及用电需求、节能减排、保障能力等因素,从2020—2035年每年稳定开工三代核电机组6-8台,机型以具有自主知识产权的“华龙一号”“国和一号(CAP1400)”三代大型压水堆为主,“十四五”期间,可适当建设一批国产化CAP1000机组。

    4.1.2 优化核电建设布局

    在坚持“先沿海后内陆”核电开发建设总体原则的同时,按区域发展的需要,“十四五”期间,在电力负荷较大、电网安全运行枢纽地位重要以及可再生能源资源匮乏且成本较高的华中地区,适时启动核电厂的建设。

    4.1.3 加强厂址开发与保护

    核电厂址是稀缺资源,要做好我国内陆与沿海核电厂址的开发与保护,建议由国家主管部门依法制定核电厂址管理保护制度,有效保护核能可持续发展所需的宝贵厂址资源。

    4.1.4 开展核能多用途推广应用

    依据市场需求和相关条件,逐步实施核电机组热电联产;在我国北方地区积极推进核能供热堆建设;推动多用途商业化小堆技术的优化完善及示范项目建设;加快推进海上浮动核电厂、空间核动力堆等研发建设,促进我国海洋强国和航天强国战略实施。

    4.2 促进核能全产业链关键技术及装备创新发展

    4.2.1 建设国家核能实验室

    基于国内已有核电技术研发体系,整合相关资源,“十四五”建成具有世界先进水平的国家新型先进核能综合实验室,全面提升核能研发设计和实验验证能力。

    4.2.2 推进先进核电技术创新发展

    对“华龙一号”和“国和一号”不断持续改进和优化,在确保安全的前提下提升其经济性,推动系列化发展;推进高温堆、快堆相关优化改进取得重要进展,适时开展商业化工程建设推广;依据经济社会发展需求,加强革新型小型模块化先进堆技术的研发及商业化推广;面向未来布局钠冷快堆、高温气冷堆、钍基熔盐堆、铅冷快堆等四代堆与聚变堆的研究,统筹示范项目建设;将新型先进核电自主化攻关与创新重点项目列入国家科技重大专项支持。

    4.2.3 加强关键设备及原材料等自主化攻关

    加大核能产业链关键设备、部件及原材料研发支持力度,尽快实现核心技术自主可控,解决“卡脖子”问题;进一步加强对核能领域关键设备材料“首台套”国产化研发与应用的政策支持;推动装备制造业改进和优化制造工艺,对标国际先进水平提升制造质量。

    4.2.4 加强核电基础研究和关键技术研究

    开展严重事故预防缓解技术研究;开展数字化反应堆关键技术研究;开展核电延寿关键技术研究;开展核电关键软件、材料、元器件的自主研发和应用,逐步实现国产化替代。

    4.2.5 推进核燃料循环技术创新

    加强深部铀资源预测评价与开采技术攻关;掌握单线6000 吨/年铀纯化转化一体化设计技术,并形成生产能力;完成新一代铀浓缩技术攻关;加快推进具有自主知识产权的先进压水堆新型燃料元件、耐事故燃料元件(ATF)、环形燃料元件、MOX 燃料元件等研发和考验;加快推进大型商用后处理厂关键技术攻关。

    4.2.6 推进核能产业与信息技术的深度融合

    推进核能产业在设计、装备制造、工程建设、运行管理、退役、核燃料加工制造、后处理等领域与人工智能、机器人、大数据、5G、区块链等信息技术深度融合,促进核能全产业链转型升级,提高管理效率和全员劳动生产率,降低成本,提升核能 产业核心竞争力。

    4.3 建立稳定的天然铀应保障体系

    4.3.1 建立两个“三位一体”的天然铀供应保障体系

    坚持“立足国内,开发国外”和“国内多探,国外多采”的方针,一是建立铀资源保障体系,包括国内资源开发、海外资源开发、国际铀产品贸易;二是建立天然铀产品储备体系,包括国家储备、企业集团储备与核电厂储备。实现“两个体系” 互为支撑,保障我国天然铀的稳定、安全、可靠供应。

    加大天然铀的储备力度,研究明确天然铀储备体系各储备端规划目标与储备库布局、运作体制、管理办法、监督检查、资源保障等措施。

    4.3.2 加大国内铀资源勘查开发及开放力度

    国内铀矿勘查布局以北方砂岩型铀矿为主攻目标,兼顾南方重点硬岩型铀矿, 扩大铀资源探明储量;加快千吨级可地浸砂岩型铀矿生产基地建设;进一步扩大铀资源领域开放,创新铀矿矿业权流转机制,允许按规定实行矿业权的有偿使用和流转。

    4.3.3 支持天然铀海外开发

    鼓励有能力的企业“走出去”,利用多种方式参与国外铀资源开发,掌控更多的海外经济可采铀资源和铀产品份额。“十四五”期间,制定海外天然铀开发管理办法,加大财政、金融、税收多领域的配套支持政策。

    4.4 优化核燃料加工产业布局、完善产业政策

    4.4.1 优化核燃料加工产业布局

    要充分发挥核燃料生产老基地的作用和能力,满足核电发展需求;采用多元化的投资方式,全国适时建立一套国内核燃料生产体系;按照市场化原则,建设核燃料运输的商业物流体系,确保核燃料加工各环节产品运输及时、安全、可靠。

    4.4.2 逐步推动核燃料价格与国际市场接轨

    “十四五”期间要进一步完善核燃料产业政策,逐步形成核燃料一套体系、投资主体多元化、运行管理专业化、经营管理市场化的运营机制,加快改革力度,缩短管理链条,逐步推动核燃料价格和核算机制与国际市场接轨。

    4.5 推进核燃料循环后段产业体系建设与能力布局

    4.5.1 加快推进乏燃料公、海、铁联运体系建设

    积极推进乏燃料公、海、铁联运及相关配套辅助设施等体系建设,加快形成乏燃料公、海、铁联运体系,满足不断增长的乏燃料运输需求。

    4.5.2 统筹布局乏燃料的离堆贮存设施建设

    为解决乏燃料快速增长和后处理能力相对滞后的矛盾,要统筹核电厂乏燃料离堆贮存能力建设,同时在建设后处理厂配套水池的基础上,适时补充建设干式贮存设施及其他乏燃料贮存水池,满足乏燃料离堆贮存的需求。

    4.5.3 积极推进乏燃料后处理和再循环产业发展

    按照从易到难、由小到大的思路,加强核燃料循环后段科技自主创新,在掌握关键技术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 元件生产线一体化工程建设, 促进核燃料循环经济发展。

    4.5.4 推进核电厂放射性废物的区域处置和集中处置

    2025 年前,积极推进沿海规划低放废物处置场的场址落实及建设工作,先期建成甘肃金塔低放废物处置场;2030年前建成深地质处置地下实验室,开展现场试验和技术开发工作;2030年前,建成中等深度中放废物处置库,2035年左右启动我国高放废物深地质处置库建设。

    4.6 加强核安全保障、管理与监管

    4.6.1 加大安全投入,提高核设施本质安全度

    在核设施建设的过程中,要加大安全投入,提高核设施本质安全;对在运的核电机组,特别是对那些运行寿期过半的机组,加强老化管理;建立健全高温气冷堆、快堆、多用途小型反应堆的设计、建造、运行安全分析与评价的相关核安全法规、导则。

    4.6.2 加强核安全管理与监管

    进一步明确和强化核行业主管部门的核安全管理责任,将核安全要求作为制定相关产业和行业发展决策的重要依据;进一步增强核安全监管部门的独立性、权威性、有效性,要按照核电机组数量或发展规模,配置适当数量的监管人员,要加强在运核电厂、工程建造现场和核级设备制造厂等一线监管力量,保证能充分履行核安全监管职责;进一步加强核应急技术支持,健全核应急救援体系,推动核安保能力整体提升。

    4.7 完善核能法律法规体系,营造良好的政策与发展环境

    4.7.1 完善核能法规体系

    贯彻落实习近平总书记关于完善涉核法规体系的批示,积极推进原子能法、核损害赔偿法、放射性废物管理法、核电管理条例、乏燃料管理条例、核安保条例等立法工作;研究制定核电及相关配套设施厂址保护制度;积极推进核能全产业链标准体系研究,发挥国家标准、行业标准、团体标准互补优势,形成完整的核能产业标准规范。

    4.7.2 维持适度竞争的核电健康发展市场环境

    核电具有可再生清洁能源的类似属性,国家应明确所有核电项目均享受可再 生能源相应电量消纳政策,确保核电承担基本发电负荷的调度地位始终得到保证, 以保证核燃料资源得到充分利用;考虑核电建设周期长、一次性投资大、运行寿命 长等特点,在核电还贷期内适当控制市场交易电量比例,确保核电厂的还本付息能力;采取有效措施遏制核电建设领域恶性低价竞争;进一步研究完善核电上网电价机制,扩大核电电量消纳的区域范围等,以促进资源充分利用与核电健康发展。

    4.7.3 完善财政、金融、税收政策和补偿机制

    进一步完善核设施建设和运行的税收、金融信贷和建设用地等配套政策,研究建立支持当地经济发展的税收分配、融合发展等相关的政策与机制。

    4.7.4 加大信息公开力度,做好公众沟通工作

    加大涉核项目前期、建设和运行的信息公开力度,依法落实公众参与,保证公众的知情权、参与权和监督权,有效开展科普宣传与公众沟通,提高公众对核能事业的了解、参与和接受度,更好赢得公众对核能项目的支持。

    4.8 提升市场竞争意识,降低建设与运行成本

    核电业企业要加强核电参与电力市场改革的意识与营销方式的研究,要将电力市场竞争压力有效地传导到核电厂选址设计、工程建设、运营管理、核燃料供应等各个环节。核电投资主体应依据核电厂所在区域经济发展、电力需求、电源结构、市场价格等因素变化,合理有效地降低项目建设、燃料供应与运维成本,以适应电力市场改革的要求。

    注:本报告是中国核能行业协会重大问题联合研究《我国核能产业2035年发展战略研究》课题的研究成果。课题组主要成员包括:邱建刚 , 白云生,汪永平, 韩绍阳 , 赵锦洋,王成,陈公全,廖成奎,陈跃辉,苏广莉,李广长,叶国安,周荣生, 许余,唐洪驹,仲维滨,唐伟宝,徐长江,张萌,朱京兴,汤振伟,王黎东,李言瑞,张红林,陈荣,刘玮。

 
 
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