从能源的供应结构来看,目前世界上消耗的能源主要是来自煤、石油、天然气三大资源,不仅利用率低,而且对生态环境造成严重的污染。
为了缓解能源矛盾,除了应积极开发太阳能、风能、潮汐能以及生物质能等再能源外,核能是被公认的唯一现实的可大规模替代常规能源的既清洁又经济的现代能源。
核能在人类生产和生活中的应用的主要形式是核电。由于核燃料资源丰富,运输和存储方便,且核电厂具有污染小、发电成本低等优点,因而从1954年前苏联建成第一座核电厂以来,核能发电在全世界得到很大发展。
国际原子能机构(IAEA)2003年5月30日的统计数字表明,全球正在运行中的核电机组到2002年年底共有441座,总发电能力为359.7TW,发电量约占全世界总发电量的16%,即约为总发电量的1/6。目前世界上还有32座核电机组正在兴建。
核电虽然提供了全球发电总量的16%,但83%的核发电量都集中在工业化国际。表1.1给出了2002年核电在各核电国家发电量中所占的百分比。有16个国家的核发电量占国内总发电量的25%以上,其中法国、立陶宛、比利时、斯洛伐克四国的核电百分比超过50%。
据国家原子能机构的统计,2002年全世界核发电量为2754TW·h。
表1.1 2002年核电在各国发电量中所占的百分比
[1]
[5]
国家 立陶宛 法国 斯洛伐克 比利时 保加利亚 乌克兰 瑞典
核电所占比重/%
80.1 78.0 65.4 57.3 47.3 45.7 45.7
国家 西班牙 捷克 英国 美国 俄罗斯 加拿大 罗马利亚
核电所占比重/%
25.8 24.5 22.4 20.3 16.0 12.3 10.3
斯洛文尼亚 亚美尼亚 瑞士 韩国 匈牙利 日本 德国 芬兰
40.7 40.5 39.5 38.6 36.1 34.5 29.9 29.8
阿根廷 南非 墨西哥 荷兰 巴西 印度 巴基斯坦 中国
[1]
7.2 5.9 4.1 4.0 4.0 3.7 2.5 1.4
表1.2 核电厂发展的阶段
第一代 早期原型堆
第二代 商用动力堆
第三代 先进轻水堆
第三代 第三代改进型
设计
第四代 革新性设计
希平港(美) 德累斯顿,费米1号 Magnox 1950-1960
PWR BWR CANDU 1970-1990
CANDU6 System80+ AP600 1990-2010
ABWR ACR1000 AP1000 APWR EPR、ESBWR 2010-2030
经济性更好 安全性更好 废物最少 防止核扩散
2030-
表1.3部分核电厂设计说明
反应堆名称 ABWR:先进沸水堆
APWR1300 System80+ AP600、AP1000
EPR
ACR1000(三代半先进CANDU) ESBWR(经济简化型沸水堆)三代加
设计者或国家 GE、Hitachi Westinghouse CE、ABB Westinghouse Framatome、Siemens
AECL GE
1.2 核电在我国的发展
1.2.1 发展核电是我国能源政策的基本方针
我国一次能源分布不均匀,70%的煤炭资源分布在西北部地区,水堆资源主要分布在西南、西北地区,而经济发达的东南沿海地区,煤炭资源仅占全国的1%,水电资源不足6%。煤炭、水力资源含量十分丰富,还有相当数量的石油、天然气资源,但人均占有量却很低,而且分布极不均衡。当前我国电力发展情况是:2008年全国装机容量达到7.9亿千瓦,2010年将达到9.5亿千瓦,2020年将达到15亿千瓦,而我国核电占总发电量的1.9%(目前2.2%),燃煤发电占80%,其余为水电等。我国核电与世界平均水平差距甚大。
表1.4 我国运行、在建和规划核电站
[1]
核电机组 省份 堆型 设计装机容量(MW)
投产时间 主运营管理
商
1991
中核集团
运行核电站 秦山一期 秦山二期 秦山三期 大亚湾 岭澳一期 田湾 在建核电站 岭澳二期 红沿河一期 福清 宁德 阳江 台山一期 方家山
浙江 浙江 浙江 广东 广东 江苏 广东 辽宁 福建 福建 广东 广东 浙江
PWR PWR CANDU PWR PWR AES-91 CPR1000 CPR1000 M310 CPR1000 CPR1000 EPR1000 M310
300 2×642 2×728 2×984 2×985 2×1060
2×1000 6×1000 6×1000 4×1000 6×1000 2×1700 2×1000
2002、2004 中核集团 2002、2003 中核集团 1994.5 2003.1
中广核集团 中广核集团
2004、2007 中核集团
2010 2012 2013 2013 2012 2013 2013
中广核集团 中广核集团 中核集团 中核集团 中广核集团 中广核集团 中核集团
海阳一期 三门一期 昌江 石岛湾 已规划 防城港 芜湖 咸宁 桃花江 彭泽
山东 浙江 海南 山东 广西 安徽 湖北 湖南 江西
AP1000 AP1000 CNP650 HTGR CPR1000 CPR1000 拟AP1000 AP1000
6×1000 6×1000 4×650 200 6×1000 4×1000 — 4×1250
2014 2013 2014 2013 2014 2014 2015 2015 2015
中电投 中核集团 中核集团 中国华能
中广核集团 中广核集团 中广核集团 中核集团 中电投
拟AP1000 4×1000、2
×1500
1.2.2 我国核电的发展规划和前景
在《新中国建国60周年能源发展报告》中,对于我国未来能源发展做了规划,根据中国核电产业发展规划,从沿海的广东、浙江、福建到内陆的湖北、湖南、江西将建设数十座核电站。到2020年,中国将建成13座核电站,拥有58台百万千瓦级核电机组,核电总装机容量达4000万千瓦,在建1800万kW,核电年发电量将超过2600亿千瓦时,核电占中国全部发电装机容量的比重4%左右,发电量比重占全国发电量的6%以上。
近期,国家明确提出了核电技术自主创新的目标,并首次提出了时间表:2010年左右开工建设中国品牌第三代大型压水堆示范工程,2015年后逐步批量建设,并使之成为2020年后中国核电的主力机型。中国核电建设进入了新的发展时期。
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