全球首座第四代核电站浮现 万亿市场即将开闸

“始皇尝射大鱼于荣成山，山在邑境内，故命名因之。”荣成，这个多年来靠海产捕捞、养殖在山东半岛兴盛的海滨小城，如今却承担着中国核电版图中的“先锋使命”。

冬日的石岛湾海天一色蓝，“世界首座模块式高温气冷堆核电站示范工程”几个大字异常醒目。凛冽的寒风中数台塔吊沿海岸线一字排开，长臂来回挥舞，穿着橘黄色服装的工人正在紧张施工，反应堆厂房已经从地下18米“生长”到地上20米，2017年年底有望发电。而在其不远处的西南方，石岛湾CAP1400示范工程也已经万事俱备只欠“核准”，有望在明年4月正式开工，2019年底发电。

作为集第三、第四代核电技术于一体的大型商业化核电基地，华能石岛湾核电厂无疑是中国核电产业走向的“风向标”。不管是高温气冷堆酝酿商业化推广，还是CAP1400的核准在即，都共同指向中国核电技术自主化提速，万亿市场即将开闸，而民资则有望在核电设备制造和研发等环节分羹。

全球首座第四代核电站雏形渐显

“我们项目很受世界能源界关注，2012年12月9日开工，总工期是59个月，目前已经过去24个月，土建部分的工作已经完成了2/3，计划明年6月底开始进行核岛的设备安装，到2017年底实现发电。”从2008年项目启动就在此的华能山东石岛湾核电有限公司（以下简称“华能石岛湾核电公司”）副总经理张爱军介绍间难掩自豪之情。

按照规划，无论是投资规模还是装机容量，石岛湾核电基地都是迄今为止中国最大的核电规划项目。石岛湾高温气冷堆示范工程是“十二五”期间获批的第一个项目，由华能集团、中核建和清华大学分别以47.5%、32.5%、20%的投资比例共同投资建设。一期工程建设1×20万千瓦级高温气冷堆核电机组，于2017年底前投产发电。远期规划容量约800万千瓦，项目总投资约1200亿元，建设周期15年。

事实上，石岛湾在中国核电版图上的意义远甚于此。一直以来，中国核电技术依赖从国外进口，石岛湾高温气冷堆示范工程却是由清华大学自主研发，而且设备国产化率不低于75%。正如华能石岛湾核电公司总经理贺云生所言，虽然一期工程仅是示范项目，发电能力只有20万千瓦，但它与大飞机、探月工程一样，是国家16个科技重大专项之一。作为全球首座开工建设的模块式高温气冷堆核电站，它也是世界上第一座安全性更高、具备第四代核电技术特征的核电站。该项目的建成，对促进我国核能利用技术进步和占领世界未来核电技术制高点有着重要意义。

根据国际共识，衡量最新一代技术“第四代先进核能系统”最主要的指标是安全性和经济性，即不会发生严重堆芯损坏、不需要场外核应急，要有完整的核废物处理方案，内在外在的防止核扩散能力强。而且发电成本要求有竞争力，发电效率不低于40%。

“我们这一示范工程所体现的四代技术一大特征就是固有安全性。燃料负温度系数大，发生事故时就可以依靠自身的负反应性补偿能力实现自动停堆。而且堆芯中密度低，停堆后的余热可以通过非能动的冷却系统，自然循环带出去，更重要的是示范工程采用了石墨陶瓷型包覆颗粒燃料元件，不会因其熔化而导致放射性物质外漏。” 研究核燃料专家出身的华能石岛湾核电公司副总经理吕华权解释说。

《经济参考报》记者在其展示厅看到，就像“火龙果”一样，每个球形燃料元件中含有1.2万个包覆燃料颗粒，而每个包覆燃料颗粒核芯是0.5毫米厚的二氧化铀，外面包覆了碳化硅、热解碳等材料，确保燃料球能耐1620摄氏度的高温。

据了解，清华大学对这一“买不来”的核心技术拥有自主知识产权，已经建成一条年产10万个球形燃料元件的中试生产线。今年9月，在包头建设的、年产30万个球形燃料元件的生产线主设备安装也已基本结束，预期2015年9月正式生产。

此外，在历次大小核安全事故中，人为因素占到了一半以上，所以国际核电界一直将运行人员的培养视为维系核电站安全、可靠、经济运行的重要保证。由于核反应堆操作员的培养成本相当于战斗机飞行员的培养成本，花费高昂，他们又被形象地称为“黄金人”。

“从2008年9月开始，石岛湾核电首批54名预备操作人员就正式到岗培训，在完成理论培训、研究堆临界操作培训后，还去国内外优秀的火电厂和核电厂学习运行和电站管理。2016年完成模拟机培训和在岗培训后就可以参加执照考试，每个人一生只有3次考试机会，没考过就只能永远退出运行。”华能石岛湾核电公司运行部主任陈立强介绍说。

酝酿商业化推广

核电多一种技术路线选择

一直以来，核电站有着“超级印钞机”的美誉。一般来说，一个百万千瓦级的核反应堆，造价约120亿人民币，正常运行一天的收益约为1000万，15年的时间即可收回投资，而一个反应堆的正常寿命为40年左右。

据了解，长期以来由于国内工艺、材料研究的相对落后，以及研制费用高、周期长和制造难度大，再加上国外的技术封锁，我国大型锻铸件处于“奇货可居、有钱难买”的局面。为此，华能石岛湾核电公司下大力气推动设备制造单位与国内科研院所通力合作，成立专业攻关小组进行科研攻关，目前反应堆压力容器、蒸汽发生器制造工艺已固化，金属堆内构件各壳体已完成组对焊接，填补了我国核电设备制造的众多空白，为第四代高温气冷堆核电站的商业化建设奠定了基础。

“未来工程设计、设备制造工艺、建设安装都有很大的优化空间，下一步将推广的商业化60万高温气冷堆，经济性会更好。”贺云生认为，模块式高温气冷堆具有潜在的经济竞争性和广阔的应用前景，使我国后续核电发展多了一种技术路线选择。

据介绍，模块式高温气冷堆是目前热效率最高的核反应堆，而且因为是模块化建造，每个模块10万千瓦，可以根据需要选择模块数量，通过模块化、标准化、批量化的建造，降低成本，高温气冷堆核电厂热效率比轻水堆核电厂高10%左右。

与当前其他的核电堆型相比，其更大的优势还在于可以在内陆建设。自福岛核事故发生以后，因为环保等问题，关于内陆建核电站的争议一直比较大，核电发展部门考虑到相关部门和公众的担忧，2012年底核电解冻时明确表示“十二五”时期只在沿海安排少数经过充分论证的核电项目厂址，不安排内陆核电项目。而随着各项技术的成熟，近期国家层面正在就“十三五”期间是否上马内陆核电站问题进行论证。

“高温气冷堆核电站将来堆芯温度可以提高到900摄氏度以上，发电热效率更高，同时高温气冷堆具有固有安全性，选址非常灵活，可以建在人口稠密的城镇附近，作为分布式电源来使用。” 吕华权解释说。

此外，高温气冷堆核电站反应堆出口的氦气温度达到700-900摄氏度，是一种优质的工艺热源。可用于水热裂解制氢，为未来氢能时代提供清洁能源，还可以用于多数的工艺热应用领域，包括煤的气化与液化、直接还原炼钢、稠油热采、油页岩提炼等。清华大学已经可以利用这一技术进行高温制氢，只是未达到规模化。

据了解，东南亚、中东地区甚至欧洲的众多国家，包括国内的一些潜在用户，都对高温气冷堆在核能发电、海水淡化、石油化工、煤化工等领域的应用有着浓厚兴趣，相关的合作洽谈正在开展。目前，华能集团联合清华大学和中国核工业建设集团正在启动60万千瓦多模块高温气冷堆项目，厂址选择、初步可行性研究等前期工作也已经在进行中。

万亿市场开闸

民企将可分羹

在高温气冷堆示范工程火热建设的同时，同属一个国家科技重大专项的石岛湾大型先进压水堆CAP1400示范工程也已进入核准冲刺阶段。

作为我国自主化第三代核电技术的代表，石岛湾CAP1400示范工程由中国华能集团公司和国家核电技术公司合作开发，双方各控股建设一台机组，单机容量在150万千瓦。如果建设完成，该示范工程将成为我国自主设计的单机容量最大的核电项目，也将强劲推动国内核电规模化建设和出口。因为根据当初国核技与西屋签订的引进AP1000技术的合同，国核技开发的非能动大型压水堆功率超过135万千瓦，则表明拥有自主知识产权，可以对第三国出口。

“该项目完全具备开工条件，已经上报国家能源局核准，预计年底或明年初获批。初步计划是明年4月份浇筑第一罐混凝土，2019年底发电。” 张爱军透露说。

据悉，红沿河二期、福清三期也已同期上报。“重启核电项目正在进行最后的研究准备。” 国家能源局核电司司长刘宝华表示，在确保安全的前提下，我国今明两年可能启动沿海地区新的核电项目建设。

从目前国内核电装机及运行情况看，已投入商业运行的机组共20台，总装机容量为1807万千瓦，另有28台在建核电机组，总装机容量为3062万千瓦，这与《行动计划》中2020年装机容量达到5800万千瓦的目标尚有很大差距。同时今年第三季度核电累计发电量为376.53亿千瓦时，仅占全国发电量的2.59%。

“国内核电项目重启后，后续核电装机规划的调整以及项目核准及开工的节奏直接影响核电板块相关投资标的的选择以及空间判断。从目前看，2014年和2015年为已开工核电项目投入商业运营以及新开工项目数量的第一高峰期，‘十三五’内陆核电的放开将打开成长空间且迎来第二高峰。”申银万国分析师钱启敏表示。

根据国家能源局“十二五”规划及长期规划测算，2015年-2030年间总投资额1.2万亿元，即平均每年核电投资600亿元，其中每年设备投资额将达到300亿元。此外，中国核电“走出去”面临的海外核电市场也有非常大空间。据国际原子能机构的预测，未来10年，除中国外全球约有60~70台100万千瓦级核电机组建设，市场空间将达1万亿元。

据了解，华能集团所属华能核电开发有限公司在海阳核电和昌江核电均有参股，储备的核电厂址资源已超过2000万千瓦，目标是2020年名下已投产的核电装机容量要占国内核电总装机容量的10%。华能集团下一个核电基地将在福建霞浦，由华能与中核合作开发，目前正在进行初可研。

值得注意的是，民资有望分羹。“核电的发展主要依靠国有资本，今后在核电站的建设要向民间资本、社会资本开放，只要符合国家的核安全管理要求，都可以进来。”国家能源局核电司司长刘宝华表示。

据介绍，目前已有较多民间资本进入核电研制和设备领域。比如江苏神通生产核级碟阀和核级球阀、台海玛努尔研发生产百万千瓦级压水堆核电厂一回路主管道及各种泵阀等。但从国家层面来看，整个核电运营投资体系尚无民企进入，未来可能会在运营管理和战略投资方面有所考虑。