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核电:未来还会有CAP1000吗?

        发布时间:2020-01-05 10:40        编辑:北极电力网

2019年12月25日,中广核惠州核电有限公司的广东太平岭核电项目获得国家核安全局颁布的建造许可证,标志着该项目可以展开核岛部分的施工。至此,2019年7月国家能源局新闻发布会上发展规划司司长李福龙所确认的三个核电项目,在一年内均相继获得开工核准。

三个项目的六台机组,均非AP1000机组。

AP1000为西屋公司所研制的三代核电技术。2007年,中美正式签订三代核电AP1000技术转让和相关设备采购合同,此后12年,在AP1000技术引进和自主化依托项目建设的基础上,中国进行国产化AP1000自主设计,目前已实现AP1000技术的消化、吸收。

2018年,AP1000全球首堆在中国投产。与此同时,在中美贸易战的大背景下,民用核能合作领域,美国修改对华核出口政策,提出多项具体限制条件。中国国内是否建CAP1000机组(即国产化AP1000),成为疑问。

尴尬的CAP1000

2006年底,在确定引进美国AP1000技术后,中央决定成立国家核电技术公司。2007年,经过多轮谈判后,中美正式签订三代核电AP1000技术转让和相关设备采购合同。2008年2月,国务院常务会议原则通过了《大型先进压水堆核电站重大专项总体实施方案》,为16项国家重大科技专项之一。

重大专项的总体目标是:在AP1000技术引进和自主化依托项目建设的基础上,通过国产化AP1000自主设计,实现AP1000技术的消化、吸收,全面掌握以非能动安全为标志的第三代核电技术,并在此基础上,进一步研究开发具有我国自主知识产权的大型先进压水堆核电站技术,建成CAP1400示范工程,拥有一批高水平的知识产权成果,使我国核电设计、制造、建造和运行技术实现跨越式发展。

了解重大专项决策背景的行业人士告诉eo记者,根据当时的规划,国内通过参与建设AP1000四台依托项目机组,掌握技术,并实现设备国产化,后续核电项目AP1000为主力。“后续CAP1000项目通过设备国产化和规模化,将有效实现成本控制,核电将实现市场竞争力。”而国内所研发的具备自主知识产权的核电技术,即净功率为1350MWe的三代核电技术,将主要用于出口。

然而,AP1000依托项目的建设进度未达到预期速度。从2009年4月FCD到2018年6月首次并网,AP1000首堆三门1号机组用时111个月,如果除掉装料被拖延的8个月,则用时实际为103个月,而原计划为2014年底投产。

延期并不代表技术安全本质有问题,但在这10年里,核电行业发生了不少变化。

在2011年福岛核事故后,湖南桃花江、湖北咸宁、江西彭泽等内陆地区的AP1000机组建设项目都被暂缓,而沿海的徐大堡一期、陆丰一期和海阳二期也未得到开工核准。在全面检查和调整方案后,一些二代加核电项目和“华龙一号”项目得到开工核准,AP1000后续项目却无动静。业内认为,这与AP1000首堆未如期投产有重要关系。

在此期间,中核以开发国外市场为由,加快研发“华龙一号”核电技术,中广核也扩大设计队伍,投入自主技术研发。“华龙一号”国内示范工程相继开工建设。

尽管2018年AP1000依托项目的机组相继投产,2019年新核准开工的核电项目并无CAP1000机型。这与中美贸易战背景又有直接关系。

2018年10月12日,美国能源部下属美国国家核安全局(NNSA)发布了《美国对中国民用核能合作政策框架》,对联邦法规810条款进行补充,专门针对中国核电行业,就技术、设备和材料的出口政策给出具体清单。

虽然禁令中关于AP1000建设的设备部件,其政策为推定批准,不会对AP1000项目产生影响,但中美关系的紧张,仍给新厂址合作的继续带来不确定性。

直接影响

在原设计堆型为AP1000的待建机组中,中广核陆丰项目受到的影响最大。陆丰项目一期的发展,可以说是CAP1000技术近十年来所受影响的缩影。

陆丰核电项目筹备于2003年,2010年底经同意开展前期工作。但之后2011年受福岛核事故影响,前期工作一度暂停。2013年获批继续开展前期工作,2014年具备核岛FCD条件,但一直未获得开工核准。

在AP1000首堆投产的2018年,美国相关民用核技术对华出口禁令中,中广核受到最严格的限制。美方表示,直至中广核涉嫌非法获取核技术的诉讼在美国司法系统得到解决前,任何向中广核出口的申请都不予批准。

尽管AP1000、CAP1000后续项目建设所需设备部件的出口为推定批准范围,但对于已拥有自主三代核电技术的中广核来说,陆丰核电项目在此时的大环境下已非首选。惠州太平岭项目后来者居上,成为中广核“十三五”期间首个开工的核电项目,采用“华龙一号”技术。

只是,陆丰核电一期仍是亟需解决的问题。

核电项目前期投入大,项目延期将带来较重的财务成本。原拟采用AP1000技术的核电项目纷纷进行“减负”,如漳州核电一期已改用其他技术路线,而处于内陆地区的三个核电项目则做好厂址保护,将相关设备和所培养人才进行转移,利用厂址做一些新能源项目。

而陆丰核电前期工作准备充分,已具备FCD条件,改换别的技术堆型的成本高。又因地处广东,为用电大省,其建成投产的需求强,这也意味着项目搁置的损失更大。

后续项目未定,同样受伤的还有CAP1000国产化设备制造厂家。

除了全面参与自主化依托项目的工程设计、工程管理和设备制造,初步掌握AP1000的核电技术,重大专项的消化吸收目标还包括:开展国产化AP1000的自主设计和关键设备设计,制造技术的消化吸收,具备国产化AP1000的建设能力,全面掌握AP1000设计技术。

2018年9月11日,首台国产化AP1000屏蔽主泵制造成功。2019年4月,二重装备“CAP1000稳压器研制”项目通过权威鉴定,专家评审组认定,此项研究成果符合鉴定要求,可以应用于实际产品的生产制造。目前AP1000设备国产化率达到85%以上。

“不少设备制造厂家,前几年做了大量投入,项目却一拖再拖,产生的财务费用、占用的各种资源,都成了企业发展的拖累。”行业人士告诉eo记者。

eo记者了解到,不同技术堆型所对应的设备研制,技术不一样,设备重合度不高。“同样的设备,比如压力容器、蒸汽发生器等,因为技术标准要求更高,需要做研发设计投入;特有的设备,比如屏蔽电机主泵,需要作很大的制造装备和验证台架投入;技术升级的部件,比如反应堆主管道,要用整体锻件来制造,跟原先二代加的铸件相比,难度和复杂程度又完全不是一个量级的。”
 
    看经济性?看大环境?

国内是否继续建设后续CAP1000项目?

单看陆丰核电,2019年11月第二届进博会期间,国家电投所签约合同中,便有陆丰核电安全相关启动截止阀、1E级直流设备等采购合同。eo记者获知,对于陆丰核电,外方表示继续合作,而相关主管部门对项目的支持优先级靠前。

而放眼看其他待建核电项目,是否选择CAP1000,经济性考量必不可少,而大环境的影响更加重要。

从AP1000国产化的初衷看,此举是为了降低国内三代核电项目成本,提高核电市场竞争力。

2015年开始,随着电力市场化改革的推进,大部分在运核电项目已开始参与市场。但纵观全国电力市场,核电装机容量占比小,虽因清洁能源属性享受优先发电权,但整体上市场参与度并不高。如何衡量核电经济性,特别是不同技术堆型的竞争力对比,缺乏实践检验。

而目前可控股核电项目的仅有中核、中广核、国家电投三家央企,三家均拥有具备自主知识产权的三代核电技术。这也使得业主方在选择核电技术时,难以单纯考虑经济性因素。

在三代核电技术的横向对比中,由于AP1000已有四台机组投产,首堆更已进入换料大修中,安全性得到相对充分的检验,运行经验也更为丰富。相比之下,“十四五”的前两年,“国产”三代核电技术的3个首堆难以提供安全运行业绩作为支撑。

另外,AP1000国产化设备供应商也得到认可。

目前,一些国内设备供应商已被认证成为西屋电气合格供应商。2019年8月6日,西屋电气宣布,上海电气核电设备有限公司正式成为西屋电气核级主设备的合格供应商。9月20荣,昆山沃达电子科技限公司正式成为西屋电气安全级线束线缆的合格供应商。

eo记者了解到,西屋公司面向印度和沙特的项目,有与中国设备供应商合作的考虑。这也从侧面支撑了AP1000国产化设备的可靠性和经济性。

据中国能源报报道,中国核能行业协会的相关课题成果显示:“据初步估算,CAP1000批量化建设后,近期的后续项目单位投资可较首批项目下降25%以上。”

不过,中美两国的关系仍将是未来合作可能的重要前提。

2019年12月14日,据新华社报道,经过中美两国经贸团队的共同努力,双方在平等和相互尊重原则的基础上,已就中美第一阶段经贸协议文本达成一致。

在熟悉核电技术的业内人士看来,中国核电企业与西屋仍有合作空间,双方对彼此有各自的诉求,可以形成互补。但合作的重点除了CAP1000项目,也有其他可能。

“我们首要的业务重点当然还是在核能反应堆领域。对于中国市场来说,AP1000还是主力。根据客户需求还可以提供中型的反应堆,以及小堆、微堆等,这些更多的是面向未来客户的一些特殊需求。”2019年10月,西屋电气新任总裁兼首席执行官Patrick Fragman在接受《中国能源报》采访时表示。

结合行业产能,可以推测,“十四五”期间每年核电新核准项目量约在6到8台左右,数量有限。国内目前拥有自主知识产权的三代核电技术已成型,即便中美关系趋好,CAP1000后续项目核准开工的频率预期并不高。而更具体的数目,将由核电体制改革、电力市场参与深度、核电企业合作博弈等因素所决定。

值得一提的是,在美国市场,预计2020年将有一台AP1000电站投入商运,西屋相信在此之后将有更多的美国客户选择AP1000。那么,中国的核电设备供应商未来能否进入美国市场呢?这与后续CAP1000项目的建设一样令人好奇。

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