核能發(fā)電之最

　　核電站是將原子核裂變釋放的核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿南到y(tǒng)和設(shè)備的總稱。核燃料裂變過程中釋放出來的能量，經(jīng)反應(yīng)堆內(nèi)循環(huán)的冷卻劑把能量帶出并傳輸?shù)藉仩t產(chǎn)生蒸汽，用來驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

布魯斯核電站

　　核電站是一種高能量、低耗料的發(fā)電站，此外，核燃料在反應(yīng)堆內(nèi)燃燒的過程中，同時(shí)還能產(chǎn)生出新的核燃料。核電站的基建投資高，但燃料費(fèi)用較低，發(fā)電成本也較低，污染小。

　　目前核能發(fā)電已經(jīng)進(jìn)入第三代，發(fā)展到2030年將進(jìn)入第四代操作系統(tǒng)，提供更加安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。

核反應(yīng)堆的進(jìn)程

　　核能發(fā)電

　　▲美國(guó)是占全球核能消費(fèi)最多的國(guó)家，2016年消費(fèi)191.8Mtoe（百萬(wàn)噸油當(dāng)量），占全球核能消費(fèi)總量的32.4%。

　　▲2016年全球核能消費(fèi)在一次能源消費(fèi)中的比例為4.5%，法國(guó)是核能消費(fèi)占該國(guó)一次能源消費(fèi)份額最多的國(guó)家，達(dá)38.7%，為世界最高。

　　▲美國(guó)是核能發(fā)電量最多的國(guó)家，2016年達(dá)805.3TWh，占本國(guó)發(fā)電量的19.7%，占全球總量的32.3%。

　　▲核能發(fā)電量增幅最快的國(guó)家是中國(guó)，居世界第三，次于美國(guó)和法國(guó)。2014年核能發(fā)電量為123.8TWh，占電力生產(chǎn)份額的2.4%，2016年增幅到210.5 TWh，占電力生產(chǎn)份額的3.6%。兩年增加了70%。

　　▲2016年全球核能發(fā)電占電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的份額為10.6%，其中法國(guó)最高，達(dá)72.3%；中國(guó)僅為3.6%。

　　鈾資源

　　▲2015年全球鈾可采資源量（RecoverableResources）為5718 400噸，最多的國(guó)家是澳大利亞，擁有1 664 100噸，占全球總量的29%。中國(guó)只有272 500噸，占全球總量的5%；美國(guó)是貧鈾的國(guó)家，僅占全球總量的1%，低于蒙古。

　　鈾礦

　　▲全球鈾生產(chǎn)占主導(dǎo)地位是原地溶浸取鈾法（In situ leach，ISL），已經(jīng)從2014年的42%上升到48%。

　　▲原地溶浸取鈾法（(ISL）幾乎只在鈾儲(chǔ)量大國(guó)——哈薩克斯坦應(yīng)用，7個(gè)礦區(qū)占全球份額的22%。

　　▲鈾生產(chǎn)第二大國(guó)——加拿大幾乎都用地下開采法提取鈾。

　　▲麥克阿瑟河鈾礦（McArthur River Uranium Mine）雄居世界上最大的高品位鈾沉積，位于加拿大北部薩斯喀徹溫省，1988年發(fā)現(xiàn)。2000年11月投產(chǎn)。2009年底估算，鈾礦可采和概算儲(chǔ)量為778500公噸，平均品位19.53% U3O8。年產(chǎn)鈾礦石212285噸（稀釋噸位），鈾產(chǎn)品8491噸。采取地下開采法。2016年產(chǎn)6945噸鈾，占全球總量的11%。

　　鈾產(chǎn)量

　　▲哈薩克斯坦的鈾產(chǎn)量雄霸全球。2016年產(chǎn)量高達(dá)24575噸，占全球總量的40%；其次為加拿大14039噸和澳大利亞6315噸，這三個(gè)國(guó)家占全球總量62366噸的72%。

　　▲雄居世界上最大的鈾生產(chǎn)公司是哈薩克斯坦國(guó)家核能工業(yè)公司（KazAtomProm），2016年產(chǎn)量為12686噸，占全球總產(chǎn)量62366噸的21%。

　　▲加拿大礦業(yè)能源公司（Cameco）是世界上第二大的鈾生產(chǎn)商，2016年生產(chǎn)鈾10438噸，占全球總產(chǎn)量62366噸的17%。

　　核反應(yīng)堆

　　▲世界上核反應(yīng)堆以壓水反應(yīng)堆（PWR）占主導(dǎo)地位。根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）2015年版《NuclearPower Reactors in the World》報(bào)道，壓水反應(yīng)堆（PWR）有277座，占全球總量的63.2%，并且裝機(jī)容量為257.2 GWe，占總裝機(jī)容量的68.3%。壓水反應(yīng)堆屬于第二代核反應(yīng)堆。

　　▲2018年全球有448座反應(yīng)堆（Nuclear Reactor）在運(yùn)行，其中美國(guó)有99座在運(yùn)行中最多，占全球總量的22%，在建反應(yīng)堆只有2座。

　　▲當(dāng)世界各國(guó)在發(fā)展核能發(fā)電之際，德國(guó)卻是棄核國(guó)家。2018年只有7座核反應(yīng)堆在運(yùn)行，裝機(jī)容量為9444MWe，但沒有在建和擬建的計(jì)劃。

　　▲中國(guó)是世界上發(fā)展核反應(yīng)堆最快的國(guó)家。2018年中國(guó)核反應(yīng)堆有38座，占全球總數(shù)的38/448=8.5%，但在建反應(yīng)堆占全球總數(shù)20/57=35%，擬建反應(yīng)堆占全球總數(shù)39/158=24.7%，提議反應(yīng)堆占全球總數(shù)143/351=40.7%。

　　▲盡管美國(guó)缺乏鈾資源但對(duì)鈾的需求量最大，2017年需求18996噸，占全球總量65014噸的29%。

　　▲世界上最大的核電站是處于停工狀態(tài)的柏崎刈羽核電站（Kashiwazaki-Kariwa Nuclear Power Station），位于日本新潟縣柏崎，屬東京電力公司(TEPCO)?，F(xiàn)有7臺(tái)機(jī)組，總裝機(jī)容量8212MW。1984～1989年建成5臺(tái)1100MW沸水堆機(jī)組;1990～1992年建成2臺(tái)先進(jìn)的1356MW沸水堆機(jī)組。

　　▲世界上實(shí)際運(yùn)行的最大的核電站——布魯斯核電站（BruceNuclear Generating Station），位于加拿大安大略省布魯斯郡，占地932公頃，從業(yè)人員3800名。反應(yīng)堆為CANDU型重水堆，裝機(jī)容量6384 MW，年發(fā)電量47630GWh。

　　▲截至2017年5月，中華人民共和國(guó)有37個(gè)核反應(yīng)堆，裝機(jī)容量33.4 GW以及在建的20座核反應(yīng)堆，其裝機(jī)容量為20.1GW。中國(guó)裝機(jī)容量世界排名第四，核能發(fā)電居世界第三。

　　▲中國(guó)核反應(yīng)堆技術(shù)進(jìn)展很快，盡管中國(guó)鼓勵(lì)進(jìn)行國(guó)際合作和技術(shù)轉(zhuǎn)讓，但以自力更生進(jìn)行核反應(yīng)堆的自行設(shè)計(jì)和制造。先進(jìn)的壓水反應(yīng)堆 AP1000和Hualong-1是近期主流技術(shù)，并計(jì)劃出口Hualong-1技術(shù)。到本世紀(jì)中葉，快中子反應(yīng)堆被認(rèn)為是主要技術(shù)，計(jì)劃2100年裝機(jī)容量達(dá)1400GW。

　　▲中國(guó)現(xiàn)行運(yùn)行以CPR-1000反應(yīng)堆有24座居多。CPR-1000即中國(guó)改進(jìn)壓水堆，它基于法國(guó)90年代三冷卻回路的設(shè)計(jì)的900 MWe的第二代反應(yīng)堆改進(jìn)的。由中廣核集團(tuán)（ChinaGeneral Nuclear Power Group，CGN)研制和經(jīng)營(yíng)。

　　▲俄羅斯開發(fā)了世界上第一座浮式核電站（Floating nuclear power plant）——“羅蒙諾索夫號(hào)(Akademik Lomonosov)”，用于給俄羅斯北部偏遠(yuǎn)地區(qū)供電，將于2019年投入運(yùn)行。浮動(dòng)核電站建在一艘長(zhǎng)140米、寬30米的駁船上，裝載2座35MW的KLT-40S反應(yīng)堆。能為20萬(wàn)人口的城市提供足夠的電力，其運(yùn)行壽期為38年，包括3個(gè)為期12年的運(yùn)行周期，每個(gè)周期中間平均停產(chǎn)8個(gè)月。

　　核發(fā)電公司

　　▲世界上最大的核發(fā)電公司——法國(guó)電力公司集團(tuán)（Électricité de France S.A.），在法國(guó)有20座核電站，管理和運(yùn)行58個(gè)核反應(yīng)堆，其中有34座900MWe反應(yīng)堆、20座1300 MWe反應(yīng)堆和4座MWe反應(yīng)堆，供應(yīng)法國(guó)約75%的電力。

　　▲世界上核燃料循環(huán)的先進(jìn)公司——奧蘭諾公司（Orano），跨國(guó)集團(tuán)公司，2018年1月23日由阿?，m（Areva）更名。1945年成立，雇員15000名。研究從鈾礦開采到乏燃料處理以及重新使用經(jīng)后處理提取的核燃料的整個(gè)核燃料循環(huán)過程，業(yè)務(wù)涉及210個(gè)核反應(yīng)堆，其發(fā)電能力占有世界核電能的一半以上。

　　▲日本最大的核燃料公司——日本核燃料公司（Japan Nuclear Fuel Ltd. ，JNFL），位于青森県六所村，從事核燃料生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)存以及處理核廢料，并建立日本核燃料循環(huán)的任務(wù)，雇員2040名。

　　▲中國(guó)核發(fā)電有兩個(gè)核電公司運(yùn)行：⑴中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司（ChinaNational Nuclear Corporation，CNNC），主要在東北部；⑵中國(guó)廣核集團(tuán)（ChinaGeneral Nuclear Power Group，CGN），前身為中國(guó)廣東核電集團(tuán)，主要在東南部運(yùn)行。中國(guó)逐步邁向核發(fā)電大國(guó)，2018年反應(yīng)堆裝機(jī)容量居世界之四，核發(fā)電居世界之三。

　　協(xié)會(huì)和出版物

　　▲核能的國(guó)際組織是國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（International Atomic Energy Agency，IAEA），它是世界各國(guó)政府在原子能領(lǐng)域進(jìn)行科學(xué)技術(shù)合作的機(jī)構(gòu)。1957年7月29日成立，總部設(shè)在奧地利維也納。在2005年10月6日因“防止核能被用于軍事目的并確保最安全的和平利用核能而共享這一榮譽(yù)”共同獲得諾貝爾和平獎(jiǎng)。

　　▲世界上最大的核能協(xié)會(huì)組織——世界核能協(xié)會(huì)（World Nuclear Association，WNA），成立于2001年，現(xiàn)有會(huì)員約120個(gè)，分別來自33個(gè)國(guó)家，總部設(shè)在倫敦。其宗旨是促進(jìn)會(huì)員國(guó)和平利用核能發(fā)電，作為可持續(xù)發(fā)展的項(xiàng)目。其業(yè)務(wù)范圍涉及核能發(fā)電和核燃料循環(huán)的所有環(huán)節(jié)，包括采礦、轉(zhuǎn)化、濃縮、燃料制造、設(shè)備制造以及乏燃料運(yùn)輸和安全處置等。

　　▲世界上最大的鈾礦協(xié)會(huì)是澳大利亞鈾協(xié)會(huì)（Australian Uranium Association，AUA）澳大利亞是富產(chǎn)鈾的國(guó)家，該協(xié)會(huì)聚集了鈾生產(chǎn)的有關(guān)人員，其宗旨是降低生產(chǎn)成本，以滿足世界核能發(fā)電的需要。2006年成立，設(shè)在墨爾本。

　　▲世界上定期出版的核反應(yīng)堆安全研究報(bào)告是美國(guó)“反應(yīng)堆安全研究”研究報(bào)告“Reactor Safety Study: An Assessment of Accident Risks in U.S. CommercialNuclear Power plants”的編號(hào)。即“羅斯苗遜報(bào)告（Rasmussen Reports）”，編號(hào)為WASH-1400。

　　▲世界上主要的鈾信息刊物——鈾信息周刊《Uranium Intelligence Weekly》。由能源信息集團(tuán)出版，報(bào)道世界各國(guó)鈾資源的開發(fā)利用、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)及價(jià)格數(shù)據(jù)等。

　　核事故

　　▲最嚴(yán)重的核電廠事故也是國(guó)際核事件分級(jí)表中首次第七級(jí)事件是切爾諾貝利核事故（Chernobyl Disaster）是1986年4月26日發(fā)生在蘇聯(lián)烏克蘭核能電廠的核反應(yīng)爐事故。因?yàn)楣β实膭≡鰧?dǎo)致反應(yīng)爐被破壞，使得嚴(yán)重的放射性物質(zhì)被釋放到環(huán)境中。在最初發(fā)生的蒸氣爆炸導(dǎo)致了兩人死亡，而事故中絕大部分受害者的死因都?xì)w咎于放射線。

　　▲核電站受地震影響最大的國(guó)家是日本。

　?、虐仄樨子鸷穗娬驹?007年新潟縣中越?jīng)_地震發(fā)生后，三號(hào)機(jī)的變壓器發(fā)生火警，導(dǎo)致廠內(nèi)所有機(jī)組一度全面停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在地震之后，該工廠完全關(guān)閉了21個(gè)月。在抗震升級(jí)之后，于2009年5月9日被重新依次啟動(dòng)。

　　2011年發(fā)生東日本大震災(zāi)后，因應(yīng)日本政府的政策，柏崎刈羽核電站所有的發(fā)電機(jī)組現(xiàn)以定期檢修的名義停止運(yùn)作，和安全改進(jìn)正在被實(shí)施。截至2015年5月，沒有機(jī)組被重新啟動(dòng)，并且沒有機(jī)組被有望早于2015年底被重啟。最早的重新啟動(dòng)日期是2019年4月。

　　⑵福島第一核電站（Fukushima Daiichi Nuclear Power Station）在2011年日本東北地方太平洋近海地震中嚴(yán)重受損，核電站1號(hào)至4號(hào)機(jī)組出現(xiàn)堆芯熔毀并引發(fā)爆炸事故（ FukushimaDaiichi nuclear disaster），該事故最終由日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省核安全保安院依據(jù)國(guó)際核事件分級(jí)表劃分為最高級(jí)7級(jí)事故，與1986年發(fā)生的切爾諾貝利核事故為同級(jí)事故 。（【龐名立，曾在中國(guó)計(jì)量科學(xué)院（北京）和中石油（四川）工作 著有多本石油和天然氣書籍】）