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美國在核電技術上落後中國10-15年
2024/06/19 07:49
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 美國在核電技術上落後中國10-15

 

一、美國核電技術上落後中國10至15年 

     依據路透社報導,美國華府智庫資訊科技與創新基金會發表的報告指出,由於中國政府在技術與融資上的廣泛支持,中國在發展高科技核能方面領先美國15年。中國興建中的核電機組有27座,平均建造時間約5~7年,速度遠比其他國家快。報告指出隨著時間進展,中國快速興建的現代化核電站,其經濟規模和科技創新愈來愈明顯,這代表中國核能企業取得重大優勢。美國雖擁有世界上最多的現役核電機組,拜登政府也認為零碳排放的電力對於遏制氣候變化至關重要。但在超出預算數十億美元,而且延遲數年後才運轉的喬治亞州2座大型核電機組,分別於2023年和2024年並網後,美國就沒有再建造新的核電機組。原本計劃在一座美國實驗室興建的一座高科技核電站也於去年取消。中國的國有銀行則可提供低達1.4%的利率,遠低於西方經濟體的貸款利率。中國核能產業受惠於國家的持續性支持與在地化策略,這些措施也讓中國的再生能源和電動車等領域處於主導地位。全球首座號稱第4代的高溫氣冷反應爐去年12月在山東石島灣核電廠投入使用。中國核能協會稱該計畫共開發2200餘組「世界首創設備」,設備國產化率達93.4%。這種高科技反應爐的支持者表示,它們比現有的核電廠更安全、更有效率。該報告作者伊佐指出,倘若美國認真看待核能,就應該制定一項強而有力的國家戰略,其中包括加強研發投資、識別與加速看好的技術,支持高技術人才發展。 

      該研究報告指出中國從引進外國技術起步,如今其核電技術已經遠遠領先於國際同行。數據顯示,中國現有運行核電機組56座,與法國並列第二,僅次於美國的93座,但興建中的核電機組有27座是世界第一,這意味著中國每年將完工6至8台核電機組,將在2030年超越美國成為世界第一核電大國。中國國家能源局「十四五」規劃顯示,到2035年,中國將有150座核電機組,超越美法現有核電機組的總和。報告指出,中國在核電技術上突飛猛進,2023年12月,全球首座第四代核電技術商業化的示範計畫-華能石島灣高溫氣冷堆核電廠正式投入商業運轉。根據新華社報導,該反應堆集結了設計研發、工程建設、設備製造、生產營運等產業鏈上下游500餘家單位,先後攻克多項世界級關鍵技術,設備國產化率超90%。華爾街日報對此評論到,中國在下一代核電技術的實際建造和商業化方面,可以說是遙遙領先。同時,中國核能科技創新大步向前。高溫氣冷堆示範工程於2023年底投入商轉、“國和一號”示範工程建設穩步推進。持續加強高溫氣冷堆核電技術設計優化,開展運行維修、在役檢查、核能供熱及制氫等方面研究,加大關鍵泵閥設備攻關,積極推進高溫氣冷堆推廣和應用。“華龍一號”穩步推進型譜化、系列化發展,在批量化建設過程中,以不斷提高安全性、經濟性和先進性為目標,加大技術研發力度、優化設計方案和配置、提高設備國產化率,推進技術迭代升級。一體化閉式循環鈉冷快堆核能系統工程化設計扎實推進,鉛(鉍)基堆研發技術能力不斷提升,釷基熔鹽實驗堆獲得國家運行許可。小型堆方面,“玲龍一號”首堆工程穩步推進,NHR200-II低溫供熱堆、國和系列一體化供熱堆設計持續優化。聚變技術方面,東方超環、中國環流三號不斷取得新進展。報告還顯示,我國已打造出一支涵蓋研發設計、工程管理、裝備制造、工程建設和核電運營等領域的核能全產業鏈人才隊伍,核能產業鏈人數已超過22萬人。 

二、中國核電技術發展神速 

      依據人民網報導,《中國核能發展報告》藍皮書顯示,2023年,中國核電機組平均利用小時數為7661小時,核電發電量4334億千瓦時,位居全球第二。據藍皮書統計,核電發電量佔全中國的4.86%,年度等效減排二氧化碳約3.4億噸,其中福建、遼寧、海南省核電發電量佔比超過20%,分別為27.3%、23.4%、22.7%。藍皮書指出,2023年,中國核電產業安全有序地加快發展。中國大陸在科技術創新上,過去數十年來逐漸領先全球。在核能領域的科學出版方面,中國在H指數(衡量學術期刊影響力的常用指標)上排名第一。從2008年到2023年,中國在全球核能專利中的份額從1.3%增加到13.4%,在核融合專利申請數量上也處於領先地位。按國家劃分的核能科學出版物的加權份額,中國穩居第一。報告指出,中國在核電領域的創新優勢特別體現在組織、系統和漸進式創新。儘管許多第四代核技術已經存在多年,但中國透過供應鏈上的優勢與對科技創新的持續政策支持,成功地將這些技術大規模應用於實際項目中。 

      來自能源領域智庫突破研究所的分析指出,源自於大規模基礎建設的專案管理經驗、規模經濟與健全的產業鏈、全面的策略規劃與多樣化的技術來源共同造就了中國核電科技在過去幾十年的突破。路透社的報導注意到,即便擁有全世界最大的核電裝置容量,美國的核電建設已陷入停滯。公開數據顯示,美國運轉中的核電機組幾乎全部建於上世紀七、八十年代,在21世紀以來僅開工兩座。這兩座位於喬治亞州沃格特勒核電廠的3號與4號機組,與中國國內三門、海陽核電廠同為AP1000型,分別於2023年與2024年投入商業營運。然而,這一日期遠遠落後於原計劃的2016與2017年,總造價也從原本估計的140億上升到最終的接近350億。而在核電技術創新上,美國面臨的局面也不樂觀。 2023年11月,在美國能源部提供了約六億美元的支援後,NuScale電力公司終止了為猶他州聯合市政電力系統(UAMPS)在2030年前建設12座核電機組模組的計畫。該計劃本被寄予厚望,認為能夠證明美國在小型模組化反應器(SMR)這一前沿技術領域的領先地位,卻因預估建設成本過高,從42億上升到93億,導致預計電價上漲不會被居民所接受而終止。對此,美國CNBC通報指出,歐美國家在10到15年前才重新開始建造核電廠。供應鏈和專業勞動力幾乎消失,這導致了嚴重的成本超支和進度延誤。 

三、中國核電工業堅持創新增強競爭優勢 

  依據人民日報報導,中國核工業捷報頻傳,福建福清核電站的“華龍一號”獲得世界核能運轉協會綜合指數滿分。全球首個陸上商用模塊化小型反應堆“玲龍一號”接近完工。習近平指出:“核工業是高科技戰略產業,是國家安全重要基石。要堅持安全發展、創新發展,堅持和平利用核能,全面提升核工業的核心競爭力,續寫我國核工業新的輝煌篇章。”核工業發展離不開科技創新。核科技水平集中體現在反應堆、加速器的先進程度。近年來,原子能院加大科技創新力度,實現了從“一堆一器”到“多堆多器”的跨越,一批具有國際先進水平的科技創新設施相繼建成投用,為基礎研究、先進核能開發、核技術應用等提供有力支撐。中國實驗快堆工作於2010年建成,標志著中國在建立第四代反應堆上的進展。1983年,中國提出“熱堆—快堆—聚變堆”的核能“三步走”戰略,以解決核能可持續發展、核燃料長期安全有效供應問題。快堆核能系統通過閉式燃料循環,理論上將使鈾資源可利用率提高60倍,並且可實現高放廢物的最少化,這將是支撐核裂變能大規模可持續發展的主要技術途徑。以“華龍一號”為代表的熱堆主力堆型在助力“雙碳”目標實,在建設新型能源體系中發揮重要作用。

  目前,中核集團共有7台“華龍一號”機組在建,安全、質量、進度、經費均得到有效控制,中國自主研發的三代核電“華龍一號”批量化建設穩步推進。國核工業的發展壯大,是幾代核工業人勇攀科技高峰、全國上下大力協同的結果。中核集團“華龍一號”研發團隊聯合50多家國有企業及140家民營企業、帶動產業鏈上下游5000多家企業,合力攻關關鍵核心技術,使中國建立起成熟完備的核科技、核工業體系。2023年12月6日,位於山東威海的高溫氣冷堆核電站示範工程投入商轉。這是全球首座投入商業運行的第四代核電站,標誌著中國在第四代核電技術研發和應用領域達到世界先進水平。高溫氣冷堆實現從實驗室到商業運行的飛躍,正是中核集團深化協同創新、推動產學研用深度融合結出的又一成果。在中國大陸核電工業蓬勃發展屢屢創新科技時,台灣還在廢核自我斬斷科技創新令人唏噓。

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