世界核電廠2022年運(yùn)行實(shí)績(jī)

2023年7月29日，世界核協(xié)會(huì)（WNA）發(fā)布新版《世界核電廠運(yùn)行實(shí)績(jī)報(bào)告》，通過(guò)提供發(fā)電量、裝機(jī)容量和負(fù)荷因子等數(shù)據(jù)展現(xiàn)了全球核電廠的運(yùn)行實(shí)績(jī)。結(jié)合應(yīng)對(duì)氣候問(wèn)題、能源供應(yīng)安全、全球可持續(xù)發(fā)展等因素，報(bào)告指出核能可以在保障能源供應(yīng)安全與應(yīng)對(duì)氣候變化方面發(fā)揮重要作用，政府和核能行業(yè)應(yīng)積極采取行動(dòng)，推進(jìn)核能發(fā)展。報(bào)告還介紹了三個(gè)案例，分別涉及新核電機(jī)組試運(yùn)行、現(xiàn)有機(jī)組延壽改造方面和核能多元化應(yīng)用。

截至2022 年12 月31 日，全球有32個(gè)國(guó)家在使用核能發(fā)電，共有437臺(tái)在運(yùn)核電機(jī)組（詳見(jiàn)表1），總裝機(jī)容量約3.94億千瓦。相對(duì)于2021年12月31日，核電使用國(guó)數(shù)量保持穩(wěn)定，核電機(jī)組數(shù)量和總裝機(jī)容量均有所增加（詳見(jiàn)圖1）。2022年，全球共有8臺(tái)核電機(jī)組正式開(kāi)工建設(shè)，6 臺(tái)首次并網(wǎng)發(fā)電，5 臺(tái)永久關(guān)停（詳見(jiàn)本刊2023年第1期相關(guān)報(bào)道）。

表1 2022年底全球在運(yùn)機(jī)組數(shù)量（臺(tái)）

圖1 全球在運(yùn)核電裝機(jī)容量走勢(shì)（1970—2022年）

1 核能發(fā)電量

1.1 總核能發(fā)電量

2022 年全球核能發(fā)電量為2.545 萬(wàn)億千瓦時(shí)，相對(duì)于2021 年（2.653 萬(wàn)億千瓦時(shí)）降低了4%（詳見(jiàn)圖2）。2022 年核能發(fā)電量降低受三大因素影響。一是管道應(yīng)力腐蝕及修復(fù)導(dǎo)致法國(guó)多臺(tái)機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)，二是德國(guó)在2021年底關(guān)閉了其6臺(tái)核電機(jī)組中的3臺(tái)，三是俄烏沖突導(dǎo)致扎波羅熱核電廠6臺(tái)機(jī)組停堆。

圖2 全球核能發(fā)電量走勢(shì)（1970—2022年）

2022年全球核電機(jī)組平均負(fù)荷因子為80.5%，低于2021年的82.3%，但延續(xù)了自2000年以來(lái)持續(xù)保持高位的趨勢(shì)（詳見(jiàn)圖3）。平均負(fù)荷因子持續(xù)處于高位，沒(méi)有出現(xiàn)明顯波動(dòng)，表明機(jī)組實(shí)績(jī)沒(méi)有隨著役齡增長(zhǎng)而降低。

圖3 全球核電機(jī)組平均容量因子走勢(shì)（1970—2022年）

1.2 各國(guó)核能發(fā)電量

全球核能發(fā)電量最多的國(guó)家是美國(guó)，2022 年核能發(fā)電量為7722 億千瓦時(shí)，占全球核能發(fā)電量的30.3%。中國(guó)和法國(guó)的核能發(fā)電量緊隨其后，分別為3954 億千瓦時(shí)和2821 億千瓦時(shí)。這三個(gè)國(guó)家的核能發(fā)電量占全球核能發(fā)電量的57%（詳見(jiàn)圖4）。

圖4 各國(guó)2022年核能發(fā)電量

2022 年，核能發(fā)電量在本國(guó)總發(fā)電量中的份額超過(guò)10%的國(guó)家共有20 個(gè)（詳見(jiàn)圖5），其中法國(guó)最高，達(dá)62.5%；其次為斯洛伐克和匈牙利，分別為59.2%和47%。

圖5 各國(guó)2022年核能發(fā)電量在總發(fā)電量所占份額

2 2023年1至7月核電發(fā)展概況

2023年1至7月，全球共有4臺(tái)核電機(jī)組實(shí)現(xiàn)首次并網(wǎng)，3臺(tái)正式開(kāi)工建設(shè)，5臺(tái)永久關(guān)停（詳見(jiàn)表2—表4）。

表2 2023年1至7月首次并網(wǎng)的核電機(jī)組

表3 2023年1至7月啟動(dòng)建設(shè)的核電機(jī)組

表4 2023年1至7月永久關(guān)閉的核電機(jī)組

截至2023 年7 月31 日，全球核電裝機(jī)容量最大的國(guó)家是美國(guó)，為9583.5 萬(wàn)千瓦，其后是法國(guó)和中國(guó)，分別為6137 萬(wàn)千瓦和5328.6 萬(wàn)千瓦（詳見(jiàn)圖6）。在建機(jī)組裝機(jī)容量最大的國(guó)家是中國(guó)，有24臺(tái)機(jī)組在建，總裝機(jī)容量達(dá)2723.1萬(wàn)千瓦；其次是印度，有8臺(tái)機(jī)組在建，總裝機(jī)容量為670 萬(wàn)千瓦；第三位是土耳其，有4 臺(tái)機(jī)組在建，總裝機(jī)容量為480萬(wàn)千瓦（詳見(jiàn)圖7）。

圖6 在運(yùn)核電裝機(jī)容量排名前十的國(guó)家（截至2023年7月31日）

圖7 在建核電裝機(jī)容量排名前十的國(guó)家（截至2023年7月31日）

3 利用核能保障能源安全與應(yīng)對(duì)氣候變化

3.1 核能在能源安全與氣候變化中的作用受到重視

世界核協(xié)會(huì)總干事薩馬·畢爾巴鄂·萊昂表示，在俄烏沖突導(dǎo)致全球化石燃料價(jià)格飆升之前，能源市場(chǎng)已經(jīng)出現(xiàn)動(dòng)蕩。這凸顯了能源供應(yīng)安全問(wèn)題，并對(duì)實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)與有效應(yīng)對(duì)氣候變化提出了更緊迫的要求。

越來(lái)越多的國(guó)家已認(rèn)識(shí)到核能發(fā)電在應(yīng)對(duì)能源安全與氣候變化挑戰(zhàn)方面的重要作用。在歐洲，由16 個(gè)歐盟成員國(guó)組成的歐洲核能發(fā)展聯(lián)盟表示，核技術(shù)和可再生能源在實(shí)現(xiàn)歐盟氣候和能源安全目標(biāo)方面是相輔相成的，因此必須將其視作歐洲未來(lái)能源結(jié)構(gòu)的組成部分。在亞洲，韓國(guó)現(xiàn)政府推翻了上屆政府的逐步棄核政策，并發(fā)布了長(zhǎng)期能源計(jì)劃，未來(lái)將提升核電份額；日本政府決定將在充分利用現(xiàn)有核電機(jī)組的同時(shí)，推進(jìn)先進(jìn)核電機(jī)組建設(shè)。在非洲，埃及埃爾達(dá)巴核電廠已啟動(dòng)3 臺(tái)機(jī)組建設(shè)，并即將啟動(dòng)第4 臺(tái)機(jī)組建設(shè)；烏干達(dá)、尼日利亞和加納等其他國(guó)家正在積極開(kāi)展核電建設(shè)準(zhǔn)備工作。在北美洲，加拿大現(xiàn)有坎杜反應(yīng)堆延壽改造工作進(jìn)展順利，多個(gè)模塊化小堆建設(shè)項(xiàng)目正在穩(wěn)步推進(jìn)；美國(guó)沃格特勒AP1000 機(jī)組已經(jīng)投運(yùn)，2022年《通貨膨脹削減法》的投資和稅收激勵(lì)措施將推動(dòng)美國(guó)最大限度地利用現(xiàn)有核電機(jī)組，并支持核能新技術(shù)的部署。

3.2 以實(shí)際行動(dòng)推動(dòng)核能發(fā)展

為推動(dòng)核能在保障能源安全與應(yīng)對(duì)氣候變化方面發(fā)揮更大的作用，各國(guó)政府和核能行業(yè)需要開(kāi)展三方面工作：一是延長(zhǎng)現(xiàn)有核電機(jī)組運(yùn)行壽期，二是加快建設(shè)更多新機(jī)組；三是積極開(kāi)展核能宣傳和推廣工作。

3.2.1 延長(zhǎng)現(xiàn)有機(jī)組運(yùn)行壽期

部分核電運(yùn)營(yíng)商計(jì)劃將現(xiàn)有核電機(jī)組運(yùn)行壽期延長(zhǎng)到80年。美國(guó)政府將核電視為實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)和保障未來(lái)能源安全的重要選項(xiàng)，積極支持現(xiàn)有核電機(jī)組延壽，在現(xiàn)有92 臺(tái)在運(yùn)機(jī)組中，大部分已獲準(zhǔn)將運(yùn)行壽期從最初的40 年延長(zhǎng)至60 年，其中10 多臺(tái)已獲準(zhǔn)或宣布準(zhǔn)備進(jìn)一步延壽至80年。日本政府已決定將現(xiàn)有機(jī)組運(yùn)行壽期延長(zhǎng)至60年以上。

3.2.2 加快建設(shè)新機(jī)組

2022 年有6 臺(tái)新核電機(jī)組并網(wǎng)：中國(guó)2 臺(tái)，芬蘭、巴基斯坦、韓國(guó)和阿聯(lián)酋各1臺(tái)。另有8臺(tái)核電機(jī)組啟動(dòng)建設(shè)：中國(guó)5 臺(tái)，埃及2 臺(tái)，土耳其1臺(tái)。萊昂表示，若要在2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)，至少要將全球核能發(fā)電量增至目前的3 倍，目前的建設(shè)速度仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要加快。

3.2.3 協(xié)同助力核能推廣

與其他行業(yè)相比，核能行業(yè)內(nèi)的大多企業(yè)規(guī)模相對(duì)較小。如果要在與其他能源技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)占據(jù)優(yōu)勢(shì)，核能行業(yè)需要通力合作，在全球范圍內(nèi)推廣核能。這需要發(fā)展核能行業(yè)的自我意識(shí)，共同審視整個(gè)能源行業(yè)，并制定聯(lián)合戰(zhàn)略，積極應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)并抓住機(jī)遇。簡(jiǎn)而言之，核能行業(yè)必須協(xié)同共進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)共同成功，否則只能導(dǎo)致各自失敗。

在即將于2023 年11 月在迪拜舉行第28 屆聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)（COP28）上，核能行業(yè)必須團(tuán)結(jié)起來(lái)，提出連貫一致的愿景，明確核能在實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)和清潔能源未來(lái)的重要作用。

4 案例分析

報(bào)告通過(guò)中國(guó)福清核電廠5、6號(hào)機(jī)組調(diào)試，加拿大達(dá)靈頓核電廠延壽翻新項(xiàng)目以及中國(guó)田灣核能供汽項(xiàng)目三個(gè)案例，介紹了核電機(jī)組試運(yùn)行、延壽改造的工作經(jīng)驗(yàn)，以及核能在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用方面的突出優(yōu)勢(shì)。

作為華龍一號(hào)的示范機(jī)組，中國(guó)福清核電廠5、6號(hào)機(jī)組的調(diào)試工作量大，因首次應(yīng)用大量新技術(shù)而面臨諸多挑戰(zhàn)，包括首堆機(jī)組試驗(yàn)和新設(shè)計(jì)驗(yàn)證等。5 號(hào)機(jī)組通過(guò)專(zhuān)門(mén)的試驗(yàn)組織和管理、調(diào)試、建造和安裝、一體化設(shè)計(jì)辦公室、預(yù)先沙盤(pán)推演等方式，將整個(gè)項(xiàng)目的前后端有機(jī)結(jié)合起來(lái)，在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，如快速冷卻和二次側(cè)非能動(dòng)換熱能力驗(yàn)證試驗(yàn)，利用現(xiàn)場(chǎng)模擬機(jī)提前對(duì)試驗(yàn)方案和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)案進(jìn)行驗(yàn)證，提前檢查試驗(yàn)結(jié)果。所有調(diào)試項(xiàng)目都取得了一次性成功。

加拿大安大略電力公司2016年啟動(dòng)為期10年的翻新項(xiàng)目，對(duì)4 臺(tái)核電機(jī)組進(jìn)行延壽改造。從2 號(hào)機(jī)組開(kāi)始，將反應(yīng)堆運(yùn)行壽期延長(zhǎng)30 年。2號(hào)和3號(hào)機(jī)組的延壽工作已經(jīng)完成，1號(hào)和4號(hào)機(jī)組的延壽工作仍在繼續(xù)。達(dá)靈頓核電廠翻新項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在整體規(guī)劃、工具驗(yàn)證、運(yùn)行和維護(hù)、工人培訓(xùn)、材料管理、工作執(zhí)行和最終恢復(fù)運(yùn)行的過(guò)程中不斷收集信息，并對(duì)信息進(jìn)行評(píng)估，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，然后納入后續(xù)翻新計(jì)劃。從2 號(hào)機(jī)組的延壽改造工作中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)總結(jié)了4000 條經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，目的是提高后續(xù)工作質(zhì)量、保障工作人員安全并改善后續(xù)機(jī)組的成本和進(jìn)度效率。

中國(guó)田灣核能供汽項(xiàng)目將利用3號(hào)和4號(hào)機(jī)組二回路的蒸汽（670t/h，270℃，6.0MPa）作為熱源對(duì)海水淡化設(shè)備提供的除鹽水進(jìn)行加熱，然后以600t/h 的額定流量向石化行業(yè)用戶(hù)提供248℃、1.8MPa 的蒸汽。從設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)看，該項(xiàng)目每年可為連云港市石化行業(yè)提供480 萬(wàn)噸工業(yè)蒸汽，可每年減少40萬(wàn)噸煤炭的使用，相當(dāng)于減少107 萬(wàn)噸二氧化碳、184 噸二氧化硫和263噸氮氧化物排放。

5 小結(jié)

2022 年雖然全球核能發(fā)電量有所降低，但核電使用國(guó)數(shù)量保持穩(wěn)定，核電機(jī)組數(shù)量和總裝機(jī)容量均有所增加。越來(lái)越多的國(guó)家已認(rèn)識(shí)到核能發(fā)電可以在應(yīng)對(duì)能源安全與氣候變化挑戰(zhàn)方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，并將核能作為未來(lái)能源選項(xiàng)。為了推進(jìn)核能發(fā)展，政府和核能行業(yè)應(yīng)當(dāng)采取切實(shí)行動(dòng)，延長(zhǎng)現(xiàn)有核電機(jī)組運(yùn)行壽期，加快新機(jī)組建設(shè)，并積極開(kāi)展核能宣傳和推廣工作。