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温鸿钧第三代核电变贵了

发布时间:2019-11-22 15:29:12 编辑:笔名

温鸿钧:第三代核电变贵了

来源:《商务周刊》

三代核电的高投资,已经成为世界核电复苏的障碍

□文 温鸿钧(中国核能动力学会经济专业委员会主任)

世界核电复苏呼声高涨,第三代核电进入实践验证和全球竞争阶段,但核电的经济性将是决定核电能否顺利复苏的关键。最新信息显示,三代核电建设“比投资”(每千瓦发电量的投资额)大幅上涨,这必将严重影响核电在包括中国在内世界范围的复苏和发展,应予高度关注。

美法俄中四国核电技术经济性差异巨大

一、西屋AP1000建设项目“比投资”高达每千瓦3000欧元

● 美国佛罗里达州Levy核电项目

据2008年8月4日世界核消息:美国Progress Energy公司已向美国核管理委员会(NRC)提交了在佛罗里达州Levy C ounty新建两台110万千瓦AP1000机组核电建设项目的建造运行许可证的申请。该项目设想于2016、2017年建成,总投资140亿美元,扣除320公里输电线路投资30亿美元,核电厂工程总投资为110亿美元。“比投资”为5000美元/千瓦The total cost of the Levy project is put at $14 billion, including $3 billion for around 320 km of transmission line。按汇率1∶1.5折算为3333欧元/千瓦。

● 美国南卡罗来纳州VC-Sumer核电项目

据世界核协会(WNA)2008年8月的信息资料《美国核电》中所披露的信息,在南卡罗来纳州的VC-Sumer 将兴建两台111.7万千瓦AP1000机组,由南卡电力煤气公司和杜克能源公司合作建设,2007年12月31日向NRC提交建造运行许可证的申请,设想于2016、2019年建成,同西屋电气公司签订总承包合同,总投资为98亿美元,折合“比投资”为4387美元/千瓦。按汇率1∶1.5折算为2924欧元/千瓦。

● 美国乔治亚州沃格特尔核电项目

由南方核电运行公司和乔治亚电力公司合作,在乔治亚州沃格持尔扩建两台110万千瓦的AP1000机组,设想于2016、2017年建成,目前已同西屋公司签订总承包合同。业主公司已于2006年8月15向NRC提交建造、运行许可证的申请, NRC要求上报西屋公司AP1000的设计资料,对其设计修改作全面审查。

据世界核协会(WNA)2008年8月的信息资料《核电的经济性》透露,乔冶亚州电力公司2008年中的财务分析报告显示,如果资金由自已逐步提供,项目总投资为96亿美元,否则为140亿美元,那么“比投资”为4363美元/千瓦至6360美元/千瓦。按汇率1∶1.5折算为2909—4240欧元/千瓦。

以上美国三个项目,均使用西屋公司的AP1000第三代核电技术,“比投资”在3000欧元/千瓦左右,可能还会更高。

二、法国阿海珐EPR建设项目“比投资”约2000欧元/千瓦

● 芬兰第五台核电机组

2002年5月,芬兰议会以107票对92票批准建设的第五台核电机组,要求在2009年前实现商业运行。招标选用法国阿海珐公司(AREVA)的第三代160万千瓦EPR机组,总承包合同固定价总投资30亿欧元。厂址在已有两台沸水堆的奥尔基卢奥托岛厂址上扩建,2005年5月开工建设。但建设中多次发生质量事故和存在设计问题(抗飞机撞击能力等),多次延误,工期推迟两年,总投资增加50%达到45亿欧元。“比投资”由1875欧元/千瓦增加到2813欧元/千瓦。

● 法国本土弗拉芒维尔3号工程

芬兰第五台机组因建设问题较多,难于完成第三代EPR核电技术首堆工程整体验证和经济示范的任务,阿海珐和法国电力决定启动法国本土的弗拉芒维尔3号机组,建设163万千瓦的EPR机组,于2007年底正式开工。总投资33亿欧元,“比投资”为2000欧元/千瓦。但2008年6月20日世界核的消息称,弗拉芒维尔3号工程开工不久也发生了严重质量问题,法国核安全机构ASN责令法国电力公司于5月23日停工整改,近一个月后经ANS同意后方才复工。EPR机型“比投资”的目标是2000欧元/千瓦,但从目前看难度很大。

三、俄罗斯AES-2006型“比投资”1500欧元/千瓦

● 2008年6月25日世界核消息,俄罗斯沃罗涅日(Novovoronezh)第二电厂建设两台117.2万千瓦的WWER-1200级AES-2006型机组,于6月23日浇灌第一罐混凝土正式开工,计划于2012、2013年建成投产。又据世界核协会(WNA)2008年8月的信息资料《核电在俄罗斯》中介绍,该项目2007年6月签订总承包合同,总投资为50亿美元,“比投资”为2133美元/千瓦,按当时汇率,折合1568欧元/千瓦。

● 据2008年3月13日Nucnet站报道,atomenergoproject赢得了列宁格勒二厂两台AES-2006机组建设项目的招标,合同价值1360亿卢布(合36亿欧元),折合“比投资”为2426美元/千瓦或1532欧元/千瓦。

● 保加利亚Belene核电站两台百万千瓦机组,俄罗斯用AES-92型中标,2008年1月签订合同,不包括首炉核燃料费的总造价39.97欧元,折算“比投资”为2000欧元/千瓦。

AES-2006型是WWER-1000级AES-91型和AES-92型基础上扩容至120万千瓦的机型。AES-91型首台机组为中国的田湾核田站,已建成投产运行良好。AES-92型首台机组为印度库达库拉姆Kudankulam核电站,即将于2009年底建成投产。AES-2006型是满足第三代要求的渐进型先进压水堆。

俄罗斯已确定AES-2006型为今后发展的主力机型,已开工1台,列入计划建设的10台,建议在2020年前建成17台。沃罗涅日的两台是系列建设中的第一个项目,以印度库达库拉姆核电站为参考;第二个项目列宁格勒二厂的两台比沃罗涅日项目晚一年,于2013、2014年建成,以中国田湾核电站为参考。

俄罗斯国内所建设的满足三代要求的渐进型压水堆AES-2006型,“比投资”约1500欧元/千瓦。但对外出口价格要高得多,达到2000欧元/千瓦以上。

四、我国自主建设二代半机型“比投资”1100欧元/千瓦左右

我国红水河核电站四台108万千瓦二代改进型CRP机组,总投资493亿人民币,“比投资”为11412元/千瓦。按2008年8月16日的汇率折算,合1662美元/千瓦或1126欧元/千瓦。

中国自主设计建造的秦山二期工程,“比投资”为每千瓦11000元人民币,按当前汇率折算约1100欧元/千瓦。由两环路的65千瓦级扩大到三环路的百万千瓦级,因规模因素作用,“比投资”还可能降低。

总之我国自主建设二代改进核电,“比投资”约1100欧元/千瓦。

基于以上信息可知,中国自主建设二代改进机组的经济性比国际三大三代机型都好。建一台AP1000几乎可建3台百万千瓦级国产机组;建100万千瓦的EPR,几乎可建200万千瓦国产机组。

按照中国政府规划,到2020年,全国核电装机将达到6000万千瓦,其中新建成约5000万千瓦。如果新建项目全部采用美国西屋公司AP1000机组,按“比投资”3000欧元/千瓦,则总计需资金1500亿欧元。如果全部采用自主国产机组,按1100欧元/千瓦计算,则共需资金550亿欧元。两相比较,采用AP1000机组,将多花约950亿欧元,近1万亿人民币,接近2007年度我国财政收入(5.13万亿人民币)的1/5,如此巨大的建设资金量,将严重阻碍核电在中国的发展。

高额“比投资”也将使中国核电丧失对煤电的竞争优势。我国自主国产核电,在煤价市场开放条件下,我国东部沿海及部分内陆地区,对煤电不同程度都有竞争优势。但对高“比投资”的AP1000而言,假定其他条件不变,只考虑每千瓦投资由1100欧元增加到3000欧元,那么单位发电成本和上电价将翻一番,核电将全面丧失对煤电的经济竞争优势。

事实上,除发达国家和石油出口富国以外的发展中国家,发展AP1000、EPR等高“比投资”三代核电,资金是个难于承受的负担。而这些国家和地区发展核电又是世界核电复苏发展的重要部分,也是通过发展核电减排温室气体的重要部分。三代核电的高“比投资”,将成为核电复苏和缓解全球气候变暖的障碍。

把握安全性和经济性的平衡

发展核电,要确保安全,这是无疑的,安全是核电发展的生命线。但经济性也十分重要,不经济,核电也难于发展。提高安全性是要代价的,会造成经济性的下降。IAEA《核电安全的基本原则》中指出:“无论怎样努力,都不可能实现绝对安全。”其安全的本质是利益和代价的平衡,即要找到安全性与经济性的平衡点,在满足安全水平条件下提高经济性。

为了找到这个平衡点,美国核管会(NRC)提出了定量的安全目标:1.对紧邻核电厂的正常个体成员,由反应堆事故导致立即死亡风险不超过美国社会成员面对其他事故导致立即死亡风险总和的千分之一;2.对核电厂邻近区域人口,由核电厂运行导致癌症死亡风险不超过其他原因导致癌症死亡风险总和的千分之一。基于这两个目标,进而推断核电厂安全目标的指导值,大规模放射性释放的概率低于每运行堆年10—6次。2001年NRC又作了新的评估,认为大规模放射性释放的概率低于每运行堆年10—5次、堆芯严重损坏事故概率低于每运行堆年次,就可以满足两个定量的安全目标。也就是说二代核电是足够满足安全目标要求,而三代核电把二代核电的10—5、10—4两个概率变为10—6、10—5,,属于“超安全”。

三代核电提高核安全标准,这是核电机型开发商和电力公司提出的,并非核安全审评机构制订的标准,美国核管会仍按原来的标准审评。2006年初NRC主席az在IAEA莫斯科会议上指出:美国二代核电安全是有保证的,“除个别安全指标外,我有充分信心认为,美国核能工业有充分的安全裕度,NRC的监管对公众健康安全、环境国家安全有合理的保证”。

2008年4月,美国核管会已批准了104台核电机组延长20年运行寿期的牌照。自1977年以来,NRC已批准了119个提升核电机组发电容量的申请,In total, these uprates have added 5347 MWe of ca共增加容量534.7万千瓦。预计到2013年还有26项申请,增加容量181.4万千瓦。NRC还审批了一些二代核电机型的技改项目和停建工程的复建项目。

2007年,美国运行核电站创造了一系列最佳业绩,实践证明二代核电安全水平是可接受的。三代机型进一步提高安全标准,把两个概率降低一个数量级,可能是造成“比投资”大幅上涨的重要原因。

从目前看,在中国三代核电招标中赢得先机的西屋公司AP1000,“比投资”不仅极端昂贵,而且尚有更大的不确定性。第一,AP1000的设计尚未固化,2007年5月其机型重大设计修改方案已经报美国核管会审批,审批结果到2010年3月才能公布;第二,尚未有报道显示AP1000应做的大型水力模拟试验、流致振动试验、屏蔽泵的运行寿命试验等的验证工作完成。基于尚未固化的设计,其投资费用的测算必然存在较多变数。供应商提供数据可信度往往较低,需通过项目业主和投资方的补充修正,才能更切合实际。上述经美国投资方修正后的数据提高了可信度,但明显与西屋公司一直宣传的“采用非能动安全、简化系统设备、省掉大量泵阀及电缆、经济性较好”相反,“比投资”约为我国国产机组的3倍,约为法国阿海珐EPR的1.5倍。

AP1000的非能动安全和简化设计理念较好,属革新型设计,简化设计有降低投资的一面,但也有因设计变动多,采用新技术、新设备、新材料多,给研发和成熟性增加了困难。在1990年代的前一轮竞争中,西屋公司推出的60万千瓦AP600,就竞争不过130万千瓦级的渐进型先进轻水堆ABWR和system80+。GE公司的ABWR被日本接受,完成了首堆工程建设;ABB-CE的system80+得到韩国的认同,建立了长期合作关系。AP600无人接受,其高“比投资”和业主对非能动技术成熟性的疑虑是两大原因。

事实上,三代核电的经济性差,在本世纪初已为人所关注,并发出过警示的信号,但尚未引起应有重视。

2000年1月,在确定发展四代核电技术的九国(阿根廷、巴西、加拿大、法国、日本、韩国、南非、英国、美国)政府代表研讨会上发表的联合声明中,提出了“第三代核电技术的经济性必须改进”的观点。当时国际上的核电建设“比投资”大致是2000—2500美元/千瓦,九国政府希望能降到1000美元/千瓦以下。

21世纪初,美国能源部为复苏核能,提出了“核能2010”计划,计划在2010年前开工建造18台核电机组。为选定推荐发展的核电机型,能源部倡议由杜克能源公司、南方核电公司等单位的13名专家组成“近期项目实施组”(NTDG),对已有机型评审选定,作为2005年后系列发展的机型。专家组2002年拿出了评审报告《美国2010年部署新核电厂的路线图》,对已有机型按“可行”、“大致可行”、“可能可行”和“不可行”四个等级做了评定,认为出于经济性原因,第三代核电不仅无法与煤电竞争,就是与天然气发电也没有竞争力,报告建议不宜兴建新的核电站,评为“可行”的GE公司ABWR机型也未予推荐。此后,美国的电力公司对投资建设核电持观望态度,18台机组无一开工,致使“核能2010”计划夭折。

中国发展三代核电必须规避经济风险

目前国际上最热门的两种三代机型,西屋公司的AP1000和阿海珐的EPR,其成熟性和经济性都有尚未解决的问题,尚未具备标准化批量规模建设的条件,尚有相当的技术风险和经济风险。为此,我国引进技术和进口建设这两种机型的核电站,其着眼点应是引进技术,即引进一些为我所用的先进技术,掌握引进机型的设计、制造、建设和营运技术,在经济上可同二代改进机型相竞争后,才能转入产业化发展。

要关注美国几个AP1000项目的建设和投资信息,以及美国其他核电项目的建设投资和经济分析数据,分析其数据的真实性和可靠性;要密切注意法国和芬兰两个EPR建设项目的进度,客观分析其所出现问题的原因、性质和影响,投资增加50%的原因,以及以后再出现问题的可能等。根据EPR和AP1000的实际进展,冷静而科学地评价它们的成熟性,才能规避和减小可能的经济风险。

目前三代核电机型尚在选型、验证、走向成熟的过程中,我国要坚定不移的加快已掌握自主技术的二代改进型机组的产业化发展。同时以国际三代核电技术为方向,以我为主,结合技术引进,自主研发创新,加快三代技术的掌握和自主品牌的创立。

关键词: 核电 ,AP1000 ,经济性

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