中國大陸的核能發電影響全世界包括台灣 - 何偉的部落格

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中國大陸的核能發電影響全世界包括台灣

2014/11/22 16:21

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一、前言

相對於其他亞州國家，台灣愈來愈被邊緣化，如果台灣政府的政策及方向是正確的何以會如此？就以核四封存來說，3000億的投資棄置不用荒廢成蚊子館，光是利息付出就拖垮國庫，更不用說未來40年台灣在無穩定能源、水源及糧食下如何活下去，中國大陸原本窮困潦倒，在毛澤東三面紅旗錯誤政策下吃樹皮草根，可是鄧小平改革開放方向正確，不但餵飽13億人口且富人數目與日俱增，羨煞全世界，中國大陸領導者不耍嘴皮，高瞻遠矚，提出高速鐵路及核能發電走出去政策，不但帶動中國的高科技發展且為未來40年中國經濟發展開建了一條大運河動脈。相對於台灣幼稚的反核思維及井底蛙的淺見正把台灣帶入惡性循環的死胡同裏，在九合一選舉煙花滅後，台灣人將發現台灣已遠離世界主流，外銷萎縮、失業增多、薪資更低、貧富差距更大、社會更缺乏正義。

本文且談中國大陸的核電發展，核電是和平利用核能的重要形式。核電和火電、水電是世界上三大電力支柱，截至2013年年底，世界核電總裝機容量3.7億千瓦，年發電量約佔世界發電量的14~16%，是世界上大規模可持續供應的主要能源之一。

二、中國大陸核電發展現況

　　自從中國大陸首座自主設計建造的秦山核電站於1991年發電，至2014年底已有22座核電機組和一座實驗用快中子反應堆運轉中，裝機容量1909萬千瓦(台灣約530萬千瓦)，正在興建中的核電機組26座，裝機容量2540萬千瓦(圖1)，計劃興建的有60座，裝機容量6622萬千瓦。日本福島事故後，2012年10月，中國國務院通過《核電中長期發展規定(2011~2020)》更安全穩健的發展核能。

(一)中國大陸核電發展的新局面

福島事故後，對於核電安全要求的升級，中國大陸核電的發展圍繞著第三代和第四代的安全技術，以及走出去外銷的戰略出現了核能發展的新局面。第三代核能技術主要有引進西屋公司的AP1000型反應器，以及中國兩大核電企業中國廣核集團和中國核工業集團聯合開展的華龍一號的研究。第四代核能技術國際論壇(GIF)是為滿足全球未來能源需求而建立的國際合作框架，其主要任務是就六個國際公認最有潛力的第四代核電站堆型——鈉冷快堆、鉛冷快堆、氣冷快堆、超臨界水冷堆、超高温氣冷堆和熔鹽堆開展合作研究。目前，中國已加入了超高温氣冷堆、超臨界水冷堆和鈉冷快堆3個合作研究領域。第四代核電技術與目前的核電技術相比是革命性的變化，新一代核電技術的研發成功會大幅增加核能工業的復甦，發電成本可大幅降低，建造期間少於3年，最重要是非常安全不會發生爐心熔毀事故，不需要廠外緊急應變措施，產生最少的放射性廢棄物，可以杜絕商業核燃料循環產生的核擴散疑慮。由美國提出的6個第四代核反應器與當代核電技術不論是第二代還是第三代都没有任何關聯。換句話說各國不論其以往有無核能工業，都可一起發展第四代反應器，這也是台灣迎頭趕上世界核能主流的一個契機。

圖1 中國大陸運轉中的核電機組

(二) 從引進AP1000型到自創CAP1400/1700(三代)

AP1000是目前世界上最先進第三代壓水堆技術，安全系統採用非能動技術，不僅使核電站的安全系數大增且使電廠設計简化。目前中國大陸“國家核電”成功引進第三代核電AP1000先進技術，在浙江三門核電站(圖2)、山東海陽核電站興建4台核電機組，推動核電關鍵設備國產化和自主化，創造研發中國自主品牌的大型先進壓水堆核電站技術，走出一條“標準化設計、工廠化預製、模組化施工、專業化管理、自主化建設”的核電建設新路。第一步，外國為主，自己全面參與。建成首批4台AP1000核電機組，第二步，以自己為主，外方支持，全面完成AP1000技術的吸收和消化過程。第三步，全面完成自主創新設計，通過“引進、消化、吸收和再創新”，用數年的時間形成具有自主知識產權的大型先進壓水堆核電站技術，批量建設中國自主技術品牌的大型先進壓水堆核電站。確立中國在第三代核電技術研發領域的領先地位。

　圖2 世界第一座AP1000機組浙江三門電廠

(三)華龍一號自己品牌核電(三代)

　　華龍一號(圖3)是中國自創品牌由廣核集團和中國核工業集聯合開發，設計方案已基本成型，具備開工建設件。華龍一號融合了國際最先進的“能動與非能動相結合”設計理念，各項技術指標全面達到全球最新安全要求，滿足美國、歐洲三代技術標準，是中國目前具有完全自主知識產權的核電技術。

圖3 中國自創核電品牌華龍一號

(四)高溫氣冷堆(四代)

　　超高温氣冷堆是目前國際上最先進的核能系統，被公認是唯一可最先商業化的第四代核能系統，也是目前世界上最安全的一種機型，保證在任何情况下都不會發生福島事故般的爐心熔毀(圖4)。這也是中國大陸16個國家重大科技專案中唯一的核电項目，可望在内陸、中小城市建設高温氣冷堆核電站，還可外銷賺匯，經濟效益宏大。由石墨緩和中子及由氦冷卻的反應器，其鈾燃料只使用一次。反應器出口温度為1000℃，因此可用於生產氫氣、石化工業熱處理或其它供熱領域，參考工廠功率為600MWt，熱處理在與爐心連接的中間熱交換器中進行。對於生產氫氣來說，通過熱化學硫化碘過程能有效利用該系統產生的熱量。VHTR系統是高效率的系統設計，它可為高温能量密集系統提供熱處理。該系統也可與發電設備相結合，滿足熱電共生的需要，該系統還可採用U/Pu 燃料循環減少放射性廢棄物，因此VHTR 提供了一個廣泛熱處理應用空間和高效率發電的選擇方案，同時保留了模組化高温氣冷式反應器的所有安全性能。目前山東榮成石島灣正在興建世界第一座高溫氣冷式核電站(圖5)。

圖4 可自然冷卻的燃料丸不會發生爐心熔毀

圖5 山東榮成石島灣第一座高溫氣冷式核電站

(五)快中子反應堆(四代)

　　中國實驗快堆屬於“863計劃”國家重點實驗性工程，是中國原科院自主研發的第一座快中子反應堆。2010年7月21日，中國實驗快堆首次臨界(圖6)。實驗快堆的建成標誌著中國核能發展“核分裂-快滋生-核融合”三步走戰略中的第二步取得了重大突破，也標誌中國在四代核電技術研發方面進入國際先進行列。中國已成為世界上少數擁有快堆技術的國家之一。

圖6 中國實驗快中子堆(20MWe) 2011年7月21日並聯發電

(六)超臨界水冷堆(四代)

超臨界水冷堆(圖7)是六種第四代核反應堆中唯一以輕水做冷卻劑的反應堆，超臨界是在水的熱力學臨界點以上運轉的高温高壓水冷式反應器如圖7所示，超臨界水冷卻劑使其熱效率比目前輕水式反應器高出1/3，同時也簡化了其他BOP設備。由於冷卻劑在反應器中不發生相改變，且能直接與能源轉化設備耦合，所以核電廠BOP設備可大為簡化。也納入了非能動安全觀念，它是為高效率發電設計，在反應器設計的兩個選擇方案中提供了一種管理錒系元素的方案，可使用熱或快中子能譜，因此該系統提供了兩種燃料循環選擇，第一種是具有熱中子能譜反應器的開放循環，第二種是具有快中子能譜反應器的封閉式循環，由中心先進水處理系統支援全部錒系元素再循環。與目前水冷堆相比，它具有系統簡單、尺寸小、熱效率高、經濟性和安全性更好的特點。在巴黎召開的第四代核能論壇上，中國簽署了加入第四代超臨界水冷堆系統的協議。

圖7 超臨界水冷堆

(七)漂浮核電站

　　俄羅斯總統普京訪中期間决定合建漂浮核電站。俄羅斯戰略與技術分析中心專家卡申認為此項目對海軍的建設具有重大意義，中國核電的發展如萬物復蘇的春季，生機勃勃，核電機型種類齊全，二、三、四代核電技術並存。

三、中國成為世界核電建設領頭羊對台灣的影響

德國《工程師》網站報導到2040年，全球的核能發電容量將增長60%，新增的核電站中國最多，美國和歐洲在核電站數量上目前仍領先，但已開發國家的200多座核反應堆正老化，國際能源署估計到2030年，中國的核電數量將超過美國，中國目前保持7%以上的經濟增長率，用電需求也同比增長7%左右。再加上各大城市嚴重的空氣污染，核電遂成為經濟與環保的優先選擇。為期四天的第三届國際原子能核安全技術大會甫於北京舉行，中國主管官員表示，中國將在確保安全前提下繼續發展核電，離台灣最近的福建是繼廣東之后，擁有核電廠址最多的省份。除了福清核電站之外，福建還擁有寧德和漳州核電廠址。福建官方和核電企業已經在三明、莆田、龍岩和南平規劃有核電廠址，打算用于日后其他新的核電站的建設。