烏克蘭核工業(yè)概況

烏克蘭現(xiàn)有4座在役核電廠共計15臺機(jī)組，總裝機(jī)容量1310.7萬千瓦，在歐洲是僅次于法國和俄羅斯的第三大核電國家，在全球居第八位，核電滿足了烏超過一半的電力需求。

1 能源結(jié)構(gòu)和電力結(jié)構(gòu)

根據(jù)英國石油公司發(fā)布的《2021 年世界能源統(tǒng)計年鑒》，烏克蘭2019年和2020年的一次能源消費量分別為3.42艾焦耳和3.31艾焦耳，其中天然氣和煤炭分居前兩位，均為約30%；核能居三位，超過20%（詳見表1）。

烏克蘭2019年和2020年的總發(fā)電量分別為1541 億千瓦時和1490 億千瓦時，核能和煤炭份額居前兩位，分別超過51%和27%（詳見表2）。

2 核工業(yè)組織機(jī)構(gòu)

烏克蘭最高拉達(dá)（烏克蘭議會）是國家核立法機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)制定核能利用與輻射防護(hù)領(lǐng)域的基本國策，批準(zhǔn)國家核能發(fā)展規(guī)劃，批準(zhǔn)核與輻射安全標(biāo)準(zhǔn)及法律法規(guī)的制定和審批程序，就重要核設(shè)施的選址、設(shè)計和建設(shè)作出決定。

烏克蘭能源部是國家核能行業(yè)主管部門，負(fù)責(zé)制定并實施核能利用領(lǐng)域的國家計劃，就一般核設(shè)施的選址、設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)行和退役作出決定，開展核能利用領(lǐng)域的國際合作。

烏克蘭核監(jiān)管監(jiān)察局是國家核監(jiān)管機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)制定核監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)和要求，監(jiān)管核設(shè)施及輻射源的安全運(yùn)行和使用。國家核及輻射安全科技中心為核監(jiān)管監(jiān)察局提供技術(shù)咨詢和支持。

表1 烏克蘭一次能源消費結(jié)構(gòu)

表2 烏克蘭電力結(jié)構(gòu)

烏克蘭國家核電公司是核電業(yè)主，負(fù)責(zé)烏所有核電廠的安全運(yùn)行，主要任務(wù)包括核電廠建設(shè)和現(xiàn)有核電廠延壽，核燃料采購和乏燃料運(yùn)輸，乏燃料基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和管理，以及確保核電設(shè)施實體安全等。

3 核電現(xiàn)狀

烏克蘭的核能發(fā)展始于20 世紀(jì)70 年代，當(dāng)時烏是蘇聯(lián)的一部分。從蘇聯(lián)獨立后，烏核能工業(yè)保持穩(wěn)定發(fā)展。烏目前共有15臺在役核電機(jī)組，由烏克蘭國家核電公司負(fù)責(zé)運(yùn)營。未來還計劃新建14 臺核電機(jī)組，并效仿中國和韓國的核工業(yè)發(fā)展道路，在引進(jìn)吸收外來技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)自主反應(yīng)堆技術(shù)，并對外出口。

3.1 在役核電廠

烏目前擁有4 座核電廠共15 臺在役核電機(jī)組，包括13 臺VVER-1000 和2 臺VVER-440 機(jī)組，總裝機(jī)容量1310.7 萬千瓦，提供全國所需電力一半以上。烏克蘭是全球商業(yè)核電機(jī)組區(qū)域供暖技術(shù)成熟的國家，15 臺機(jī)組在供暖季全部為當(dāng)?shù)鼐用襁M(jìn)行區(qū)域供暖。

扎波羅熱位于第聶伯河卡霍夫卡水庫畔，靠近艾那荷達(dá)市，是歐洲最大的核電廠，擁有6 臺VVER-1000 機(jī)組，總裝機(jī)容量570 萬千瓦，發(fā)電量占烏克蘭總核發(fā)電量的50%以上，占烏克蘭全國總發(fā)電量的20%以上。1 至5 號機(jī)組在1985至1989 年間陸續(xù)投運(yùn)，并已分別獲準(zhǔn)延壽至2025 年、2026 年、2027 年、2028 年和2030 年。6號機(jī)組1995 年投運(yùn)。在烏克蘭4 座在役核電廠中，扎波羅熱是唯一擁有廠區(qū)干法乏燃料中間貯存設(shè)施的核電廠。

南烏克蘭核電廠位于尼古拉耶夫州，距離基輔約350 千米，擁有3 臺VVER-1000 機(jī)組，總裝機(jī)容量285 萬千瓦，是烏克蘭第二大核電廠。3臺機(jī)組在1983 至1989 年間陸續(xù)投運(yùn)，并已分別獲準(zhǔn)延壽至2023年、2025年和2030年。

羅夫諾核電廠是烏克蘭首座實現(xiàn)商運(yùn)的核電廠，位于羅夫諾州，擁有4臺壓水堆機(jī)組，包括2 臺VVER-1000 機(jī)組和2 臺VVER-440 機(jī)組，總裝機(jī)容量265.7 萬千瓦。1 至3 號機(jī)組于1980 至1986年間陸續(xù)投運(yùn)，已分別獲準(zhǔn)延壽至2030年、2031年和2037年。4號機(jī)組于2004年投運(yùn)。

赫梅利尼茨基核電廠位于赫梅利尼茨基州，擁有2 臺在役的VVER-1000 機(jī)組和2 臺停建的VVER-1000 機(jī)組。2 臺在役機(jī)組總裝機(jī)容量為190萬千瓦，分別于1988年和2005年投運(yùn)。1號機(jī)組已獲準(zhǔn)延壽至2028 年。3 號機(jī)組于1986 年啟動建設(shè)，到1990 年因政府禁令停建時已完成75%的建設(shè)工作。4號機(jī)組于1987年啟動建設(shè)，到1990年停建時已完成28%的建設(shè)工作。

3.2 正在退役的核電廠

切爾諾貝利核電廠共有4臺RBMK-1000機(jī)組，于1977年至1983年陸續(xù)投運(yùn)，總裝機(jī)容量為380 萬千瓦。4 號機(jī)組在1986 年嚴(yán)重事故中損毀，此后一直被封存于“石棺”中；由于“石棺”嚴(yán)重老化，已在其外部加蓋了一座“鋼棺”。目前該機(jī)組正處于分三個階段的退役計劃的第三階段（2017 至2117 年），主要工作包括轉(zhuǎn)移全部乏燃料及堆芯廢物，拆除石棺，并最終完成向生態(tài)安全系統(tǒng)轉(zhuǎn)化。1 至3 號機(jī)組在1986 年事故后持續(xù)運(yùn)行，最后一臺機(jī)組于2000年關(guān)停，目前正處于分四個階段的退役計劃的第二階段（2015 至2028 年），即最終關(guān)閉階段，主要任務(wù)是使反應(yīng)堆和相關(guān)設(shè)備進(jìn)入到長期封存狀態(tài)。

切爾諾貝利擁有三座乏燃料貯存設(shè)施，包括一座貯存水池和兩座干法貯存設(shè)施：貯存水池目前貯存著切爾諾貝利4 臺機(jī)組在運(yùn)行期間產(chǎn)生的約2.1 萬個乏燃料組件；一座干法設(shè)施2021年正式投運(yùn)，擬用于貯存目前在水池中貯存的2.1萬個乏燃料組件，設(shè)計壽期100年；另一座干法設(shè)施即將建成投運(yùn)，擬用于貯存烏克蘭除扎波羅熱以外其他三座核電廠的乏燃料，設(shè)計壽期100年。

3.3 未來核電發(fā)展計劃

烏計劃新建14臺核電機(jī)組。該計劃的第一階段已啟動，主要包括兩項工作：一項是繼續(xù)完成赫梅利尼茨基3號機(jī)組的建設(shè)；另一項是利用西屋AP1000技術(shù)完成對赫梅利尼茨基4號機(jī)組的改建。根據(jù)2021年9月簽署的協(xié)議，西屋將幫助烏克蘭建設(shè)總計5 臺核電機(jī)組，包括4 臺AP1000機(jī)組。作為試點項目，烏國核與西屋將利用已中止的美國薩默爾AP1000 建設(shè)項目設(shè)備，合作完成赫梅利尼茨基4號機(jī)組的建設(shè)。

烏國核尚未決定另外8 臺機(jī)組將選用的堆型，但決定效仿中國和韓國的核工業(yè)發(fā)展道路，在西屋技術(shù)的基礎(chǔ)上研發(fā)自主技術(shù)，并實現(xiàn)技術(shù)出口。

此外，烏國核還與美國和英國企業(yè)合作研究建設(shè)模塊化小堆的可能性。2019 年6 月，烏國核、烏克蘭國家核與輻射安全科學(xué)技術(shù)中心和美國霍爾臺克國際公司共同組建烏克蘭模塊化小堆聯(lián)盟，準(zhǔn)備從2030 年開始在羅夫諾核電廠建設(shè)6 座模塊化小型壓水堆SMR-160，以替代2 臺現(xiàn)有VVER-440 機(jī)組。烏國核還在考慮更廣泛地部署SMR-160 小堆，作為對風(fēng)能和太陽能等間歇性可再生能源的補(bǔ)充。2021年9月，烏國核與美國紐斯凱爾電力公司簽署協(xié)議，合作探索在烏克蘭批量部署紐斯凱爾小堆的可能性。2022年1 月，烏國核與英國羅爾斯·羅伊斯公司就在小堆建設(shè)領(lǐng)域開展進(jìn)一步合作達(dá)成共識。

4 核燃料循環(huán)

根據(jù)經(jīng)合組織核能機(jī)構(gòu)與國際原子能機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布的2020 年版《鈾紅皮書》，烏克蘭已探明的可開采鈾儲量為18.6 萬噸鈾。烏克蘭國有企業(yè)沃斯托克公司負(fù)責(zé)國內(nèi)鈾礦開采加工業(yè)務(wù)，年產(chǎn)能為830噸鈾，可滿足國內(nèi)30%的核燃料需求。截至2020 年底，烏共生產(chǎn)了13.3 萬噸鈾。由于天然鈾市場持續(xù)低迷，沃斯托克于2020 年12月暫停鈾礦開采業(yè)務(wù)。

烏克蘭沒有核燃料制造廠，傳統(tǒng)核燃料供應(yīng)商是俄羅斯核燃料產(chǎn)供集團(tuán)。隨著近年來俄烏關(guān)系持續(xù)緊張，烏部分機(jī)組從2005 年開始使用西屋公司燃料。迄今已有6 臺VVER-1000 機(jī)組裝填西屋燃料，分別是南烏克蘭2 號和3 號機(jī)組以及扎波羅熱1號、3號、4號和5號機(jī)組，其中南烏克蘭3號機(jī)組和扎波羅熱5號機(jī)組已全堆芯裝填西屋燃料。羅夫諾3 號機(jī)組計劃將從2022 年開始裝填西屋燃料。烏國核2020 年9 月與西屋簽署向羅夫諾核電廠2臺VVER-440機(jī)組供應(yīng)燃料的合同。

5 研發(fā)能力

烏擁有兩座研究堆，一座是熱功率1萬千瓦的罐式VVR-M 反應(yīng)堆，位于基輔核研究所，1960年投運(yùn)，2008年完成燃料低濃化改造，即從使用高濃鈾燃料轉(zhuǎn)為使用低濃鈾燃料；另一座是熱功率200千瓦的IR-100研究堆，位于克里米亞塞瓦斯托波爾國立核能工業(yè)大學(xué)海軍工程學(xué)院，1974年投運(yùn)。

哈爾科夫物理與技術(shù)研究所擁有一座被稱為“中子源”的直線電子加速器驅(qū)動次臨界裝置，用于核物理研究以及同位素生產(chǎn)，特別是用于核醫(yī)療。