核能發(fā)電具有經(jīng)濟(jì)性好、出力穩(wěn)定性和碳排放低等優(yōu)勢，但目前僅有少數(shù)發(fā)電企業(yè)具備核電開發(fā)資質(zhì)。普通發(fā)電企業(yè)如何參與核電項(xiàng)目呢？

（來源：能源新媒 文/陳愚）

核電是能大規(guī)模開發(fā)的、穩(wěn)定出力的低碳電源，且經(jīng)濟(jì)效益較好。2025全國能源工作會(huì)議數(shù)據(jù)顯示，截至2024年，我國在運(yùn)和核準(zhǔn)在建核電機(jī)組裝機(jī)約1.13億千瓦，規(guī)模升至世界第一。2025年，我國將核準(zhǔn)開工一批條件成熟的沿海核電項(xiàng)目，穩(wěn)步推進(jìn)在建核電工程建設(shè)，到2025年底在運(yùn)核電裝機(jī)達(dá)到6500萬千瓦左右。

本文對(duì)不具核電資質(zhì)的常規(guī)電力集團(tuán)發(fā)展核電業(yè)務(wù)的方法方式和堆型選擇做出分析，并提出了相關(guān)建議。

一、核電堆型及經(jīng)濟(jì)性分析

（一）核電是穩(wěn)定出力的低碳電源

核能的戰(zhàn)略價(jià)值，在于其高能量密度和低碳的物理特性。軍事、戰(zhàn)略用途，利用的是核能的高能量密度特性，例如：原子彈、氫彈、核動(dòng)力艦艇、空間核電池等。核能是能量密度最高的已知能源，核反應(yīng)釋放能量Mev級(jí)別，化石能源的化學(xué)反應(yīng)釋放能量ev級(jí)別；以百萬千瓦核電機(jī)組為例，年發(fā)電7000小時(shí)以上，僅換料25噸，同樣的煤電電量，按發(fā)電煤耗300克標(biāo)煤/kWh估算，耗煤約210萬噸標(biāo)煤。

我國“雙碳”承諾后，對(duì)比主要電源的物理特性：風(fēng)電、光伏是低碳電源，但波動(dòng)、間歇、隨機(jī)，極熱無風(fēng)、晚峰無光，無法保證出力；水電出力受枯水年和枯水季影響，徑流式水電無調(diào)節(jié)能力，有庫容的水電具備調(diào)節(jié)能力；抽蓄和儲(chǔ)能僅有日內(nèi)調(diào)節(jié)能力。僅憑水風(fēng)光儲(chǔ)，無法獨(dú)立供電，還需要煤電、氣電、核電等穩(wěn)定出力的熱發(fā)電機(jī)組，但煤電、氣電碳排放較高，核電是能大規(guī)模開發(fā)、穩(wěn)定出力的低碳電源。

高能量密度的特性，不能為民用核電增色。但是，如在軍事基地等戰(zhàn)略要地建設(shè)小型核電站，能源配給重量和頻率將巨幅下降（核電站停堆換料的時(shí)間間隔為12～18月/次），充分體現(xiàn)了高能量密度的優(yōu)勢。

（二）核能三步走戰(zhàn)略

1983年6月，國務(wù)院科技領(lǐng)導(dǎo)小組提出，中國核能發(fā)展的“三步走”戰(zhàn)略是：熱中子堆—快中子堆—聚變堆，并堅(jiān)持核燃料閉式循環(huán)的方針。

熱中子堆是我國在運(yùn)商用機(jī)組的主力。其中，絕大多數(shù)機(jī)組為壓水堆，少數(shù)機(jī)組為其他堆型：重水堆（秦山三期）、高溫氣冷堆（石島灣）等。快中子堆有房山實(shí)驗(yàn)堆和霞浦示范堆。聚變堆正在研發(fā)中。

核電站安全性的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：

負(fù)反應(yīng)性和堆芯余熱導(dǎo)出。負(fù)反應(yīng)性：隨著堆芯偏離正常工況，可引發(fā)核裂變的有效中子數(shù)減少，反應(yīng)堆逐漸降功率，乃至停堆。切爾諾貝利事故后，核電領(lǐng)域吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，現(xiàn)有在役堆型均具備負(fù)反應(yīng)性，事故工況下能自動(dòng)停堆。堆芯余熱導(dǎo)出：反應(yīng)堆停堆后，堆芯的裂變停止，依然釋放衰變熱，即堆芯余熱。

如果堆芯余熱不能順利導(dǎo)出，將導(dǎo)致堆芯過熱、熔化甚至放射性物質(zhì)泄漏。通俗一點(diǎn)說，停堆后哪種堆型涼得快，哪種堆型就更安全。

小型堆是裝機(jī)30萬千瓦以下的反應(yīng)堆，一般指小型壓水堆。因?yàn)閱螜C(jī)容量小，小型堆有兩個(gè)特點(diǎn)：一是熱容量小。衰變熱易導(dǎo)出（一大碗熱湯降溫慢，分裝到10個(gè)小碗里散熱快），安全性高于百萬千瓦級(jí)大堆。二是相比大型壓水堆（裝機(jī)120萬～175萬千瓦），缺乏規(guī)模效應(yīng)、單位造價(jià)高，適用于邊遠(yuǎn)海島、極地破冰船等對(duì)經(jīng)濟(jì)性不敏感的戰(zhàn)略項(xiàng)目。模塊化、規(guī)模化發(fā)展后，有望大幅度降低造價(jià)、提高經(jīng)濟(jì)性。

高溫氣冷堆是單堆功率10萬千瓦級(jí)，功率密度低于壓水堆，衰變熱導(dǎo)出速度高于壓水堆，安全性高于同裝機(jī)規(guī)模的壓水堆。高溫堆堆芯出口溫度比壓水堆高，發(fā)電效率高。和小堆相似，目前的經(jīng)濟(jì)性低于壓水堆。

快堆因核燃料增殖能力，具備軍事意義和戰(zhàn)略價(jià)值，是我國核能三步走戰(zhàn)略的重要一環(huán)。自然界中，99%的天然鈾是無法利用的鈾238，快堆可將鈾238轉(zhuǎn)化為钚239（轟炸長崎的原子彈為钚彈），大規(guī)模提高鈾資源利用率，還可為壓水堆處理放射性廢物。中核集團(tuán)福建霞浦示范快堆2×60萬千瓦項(xiàng)目，1號(hào)機(jī)組2017年底開工，2號(hào)機(jī)組2020年底開工。

行波堆是美國泰拉公司研發(fā)的升級(jí)版快堆，處在概念設(shè)計(jì)階段。

美國唯一的快堆FERMI-1已于1972年退役，近年積累不足，行波堆的可行性和經(jīng)濟(jì)性尚不確定。

（三）大型壓水堆經(jīng)濟(jì)性簡析

壓水堆是成熟商用堆型，裝機(jī)規(guī)模為百萬千瓦級(jí)，二代加機(jī)型M310造價(jià)約1.2萬元/千瓦。近期建設(shè)的堆型均為三代堆，機(jī)型包括：AP1000、EPR、華龍融合、CAP1400等，造價(jià)約1.6萬元/千瓦；未來建設(shè)的機(jī)組必須是三代以上機(jī)組。

三代堆按照單位投資1.6萬元/千瓦，貸款利率3.6%、貸款比例80%、折舊率4%（25年折舊）、經(jīng)營成本率2.60%、燃料成本0.052元/kWh、內(nèi)部收益率9%倒推，含稅電價(jià)約為0.3625元/kWh，目前核電項(xiàng)目均分布在沿海區(qū)域，和當(dāng)?shù)氐拿弘娤啾染邆涓偁幜Α？紤]到三代核電項(xiàng)目運(yùn)行壽期60年，遠(yuǎn)高于折舊年限25年，央企貸款的利率或可低于基準(zhǔn)利率；三代核電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于計(jì)算值。

二、常規(guī)電力集團(tuán)參與核電的方式

目前，國內(nèi)具備核電開發(fā)資質(zhì)的企業(yè)，僅為中核、中廣核、國家電投和華能等少數(shù)發(fā)電企業(yè)。沒有核電資質(zhì)的常規(guī)電力集團(tuán)，參與核電項(xiàng)目的方式，多以成熟廠址參股、資金參股、投資新堆型、地方國企代表地方政府參股等形式。

核電廠址的前期工作，從普選、初可研到完成可研評(píng)審，全程耗時(shí)五年以上，耗資過億元。核電廠址是稀缺資源，是常規(guī)電力集團(tuán)可獲得的核電資源和談判的砝碼。

大唐、華電、華能、原國電獨(dú)立開發(fā)了寧德、福清、昌江、漳州等核電廠址，引入具備核電資質(zhì)的控股股東，以廠址為代價(jià)換取大比例參股核電項(xiàng)目。上述項(xiàng)目均為壓水堆，有盈利能力。

2012年12月，華能集團(tuán)控股的山東石島灣高溫氣冷堆項(xiàng)目開工。

2021年3月，華能控股的昌江二期核電項(xiàng)目開工，石島灣項(xiàng)目的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)華能獲得核電資質(zhì)發(fā)揮了一定作用。

江蘇國信、浙江能源等地方能源國企，代表地方政府參股了部分大型壓水堆核電項(xiàng)目。

三、相關(guān)建議

核電首先姓核，其次才是電，有其特殊性。繼中核、廣核、國電投之后，華能控股開發(fā)昌江核電二期，是否有第五個(gè)集團(tuán)能控股開發(fā)核電項(xiàng)目，不確定性較大。建議常規(guī)電力集團(tuán)，首選儲(chǔ)備核電廠址，次選參與新堆型的研發(fā)。

筆者認(rèn)為，同時(shí)符合下述兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的核電項(xiàng)目具有較大價(jià)值。一是堆型符合我國核能“三步走”戰(zhàn)略；二是發(fā)電集團(tuán)以廠址換股權(quán)的項(xiàng)目，如果僅僅是資金入股，對(duì)央企而言，資金的稀缺度遠(yuǎn)不及廠址。

大型商用壓水堆具備經(jīng)濟(jì)價(jià)值，部分研究堆型具備戰(zhàn)略價(jià)值，兩者不可兼得。

受福島核事故影響，我國目前僅開發(fā)沿海核電項(xiàng)目。核電作為可大規(guī)模開發(fā)的、出力穩(wěn)定的低碳電源，未來將更加受到重視。發(fā)電集團(tuán)在儲(chǔ)備沿海、近海廠址的同時(shí)，可考慮儲(chǔ)備內(nèi)陸核電廠址資源，以待內(nèi)陸核電的放開。

如果選擇聚變堆之外的研究堆型，最好同時(shí)滿足以下兩點(diǎn)。一是該堆型技術(shù)上有一定的新意；二是其上下游產(chǎn)業(yè)鏈，應(yīng)盡量利用現(xiàn)有的核工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)，避免需要重新開發(fā)的技術(shù)點(diǎn)過多，導(dǎo)致研發(fā)時(shí)長過長、夜長夢多——平衡好生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系。