“国和一号”刷新我国第三代核电安全性和经济性新高度

据澎湃新闻报道，我国核电产业暖春归来，新项目核准重回正轨，制造订单再现高峰。

(资料图片仅供参考)

复盘国内核电发展历史，根据国信证券的统计研究，可分为五个阶段：

1）2003-2011年：中国加入WTO后，经济迅速增长，用电需求增加，国内核电快速发展。

2）2011-2015年：日本福岛核事故后，国内核电进行了历时一年半的安全检查，虽然得出安全有保障的结论，但不上马新的核电项目。《核电中长期发展规划(2011-2020年)》中要求新建核电项目必须符合三代核电安全标准，在此期间，2012年审批了田湾3、4号机组。

3）2015年：“十二五”规划收官之年，核能协会、国家能源局等相关人员均在不同场合透露年内将有6-8台核电机组开工建设，随后8台新机组被审批，分别为：红沿河核电站5、6号机组、福清5、6号机组，防城港3、4号机组、田湾5、6号机组。从具体机组类型来看，一类为前期已有大量投入的二代+机组，另一类为三代核电华龙一号，其中中核获核准华龙一号2台，中广核获核准华龙一号2台，均为各集团首台华龙一号，从意义上来看更多作为华龙一号示范商运堆，因此2015年并不是三代核电批量化建设起点。

4）2016-2018年：2015年审批8台机组之后，虽然国家政策多次提到过核电建设目标，但并无新核电机组审批，主要原因，一方面是福岛事故后公众舆论压力仍然存在；另一方面，福岛核事故后，新机组要求具备三代安全性，2018年之前国内三代核电并无商运投产案例，同时国外引进的AP1000和EPR首台机组建设过程中均出现技术问题，因此整体审批较为谨慎。

5）2019年至今：随着三代核电项目落地，2019-2022年国家核准新机组分别为4/4/5/10台，审批节奏明显加快，形成批量化建设趋势。2019年审批机组：漳州核电1、2号机组；太平岭核电1、2号机组；2020年审批机组：昌江核电3、4号机组，三澳核电1、2号机组；2021年审批机组：田湾核电7、8号机组，徐大堡核电3、4号机组，海南昌江多用途模块式小型堆。2022年审批机组：三门核电3、4号机组，海阳核电3、4号机组，陆丰5、6号机组，广东廉江1、2号机组、漳州核电3、4号机组。

截至2022年，我国核电装机在运机组共55台，装机容量5698万千瓦，占全国电力装机总量的2.2%，发电量为4177.8亿千瓦时，约占全国总发电量的4.7%，核能发电量达到世界第二。截至目前，在建核电机组24台，总装机容量约2681万千瓦。

「能见」获得的消息显示，预计2023年我国新核准的核电机组大概率超过10台。展望未来，中国核能行业协会发布的《中国核能发展报告（2023）》蓝皮书》显示，预计到2035年，我国核能发电量在总发电量的占比将达到10%左右，相比2022年翻倍。有业内专家对「能见」表示，从长期来看，我国核电发电量占比可能要达到20%左右。

这是一个宏大的目标。能否实现存在重大不确定性，首先取决于国家对核电的政策态度，更取决于核电的安全性和经济性。

那么，如今这两个最核心的要素处于什么水平？近期「能见」深度调研了国家电投集团旗下代表着我国核电最先进水平的第三代核电代表“国和一号”及其产业链，解答大家最关心这些问题。

01

安全性大幅提升，几乎不用担心安全事故

从安全性来看，自日本福岛事故以来，人们谈核色变。多年来，我国核电发展首先就是要解决安全性。

核电安全级别主要取决于技术路线。为了彻底解决安全性问题，国家电投在引进消化吸收三代非能动压水堆核电技术的基础上，依托工程项目平台实践和国家大型先进压水堆核电站重大专项开发的、具有完全自主知识产权的大型先进非能动压水堆核电型号，自主设计了中国核电技术品牌——国和一号。

“国和一号”是我国十六个重大科技专项之一，代表着当今世界三代核电技术的先进水平，是我国核电技术研发和产业创新的最新成果，该技术研发完成标志我国全面具备了先进核电自主化能力。“国和一号”是目前世界上最大的非能动压水堆核电站，单机组输出功率约150万千瓦。

曾经发生事故的日本福岛核电站采取的是能动设计理念。所谓“能动”设计理念，是指事故发生后，必须采用外部电源和应急柴油机等方式供电来处置事故。然而由于地震引起的海啸，淹没了柴油机厂房，造成福岛核电站的电源彻底丧失，致使全厂断电，冷却系统无法工作。并且福岛核电站最初设计无安全壳，后通过改造增加了一个内层安全壳，但容量较小，而且无氢气复合器及喷淋冷却系统。

而“国和一号”则另辟蹊径，完全采取另一套设计理念，那就是“非能动”。所谓“非能动”即利用可靠的自然界规律及物理特性来设计不依赖外部动力的系统，进而在紧急工况下冷却和带走堆芯余热，确保堆芯和放射性物质屏障的完整性，使电厂处于安全可控的状态。

“国和一号”模型

“国和一号”安全系统，即便在电厂断电状况下，反应堆可在事故发生72小时内无须人工干预自动保证安全。

具体来看，为了确保安全，在核电站最顶部，拥有一个可装下3700多吨冷却水的装置。一旦事故发生，这些冷却水可以自动降下来对堆芯进行冷却，可以让堆芯不被烧毁，这样核元素就不会溢出。此外，堆芯也进行了多层设计，确保其不会溢出。

退一万步看，即便堆芯被融化，在核电站最外面还有一层安全壳，同样确保核元素不会逸出。这个安全壳甚至可以抵御一台大型商用飞机的撞击。

02

经济性大幅提升，度电成本大幅下降

过去业内对核电发展前景悲观，一方面担心其安全性，另一方面就是对其经济性的质疑。外界普遍认为，为了确保安全性，核电站将增加大量的防护装置，因此其发电的成本必然大幅提升，从而丧失竞争力。

这种观点可能并没有错，但这是基于传统“能动”核电设计理念的分析。因为根据“能动”设计理念，一旦事故发生，就需要类似于柴油机这种外部因素驱动才能运转的安全装置。为了确保极端环境下的安全，核电站必须配置更多套安全装置。

这类似于电网输电安全。针对用电要求极高的部分场景，为了确保用电安全，电网企业可能需要为这个地方单独建设3-4回路输电线路，事实上绝大部分时间只使用其中1回路，其他都是闲置的。为了确保绝对用电安全，这些投入必然会导致输电成本的提升。

而“国和一号”从一开始就采取“非能动”设计理念，这种设计理念为了确保安全，并不是做加法，而是做减法。比如简化安全专设系统配置及其支持系统，大幅减少安全级设备和厂房，从而降低事故对交流电源和人员操作的依赖，减少建安工程量，简化运行维护工作，提升可靠性，增强安全性，缩短工期，提升经济性。

在这种设计理念下，相比传统核电厂，“国和一号”安全级阀门、管道、电缆、泵、控制装置、抗震厂房总量分别约减少50%、80%、85%、35%、70%和45%。

另一方面，通过国产化替代迅速降低设备价格。2022年2月，国家电投发起组建的“国和一号”产业链联盟在上海成立，推动“国和一号”在关键设备、关键部件和关键材料等方面实现自主化和国产化。

截至目前，通过重大专项实施，联盟单位已经攻克了湿绕组电机主泵、数字化仪控系统、690U型管等一批关键核心技术，突破了长期以来制约我国核电发展的瓶颈，主系统主设备全面实现国产化，三代非能动压水堆核电国产化率从 31%提升到 90%以上。“国和一号” 现代产业链已形成雏形。到今年年底，“国和一号”整机设备将全面具备100%国产化能力。

这种国产化将带来两大好处：一是确保关键产品和技术不被国际上“卡脖子”，另一方面就是成本的大幅下降。比如国家电投联合浙江伦特机电有限公司攻克了监测核反应堆堆芯运行状态的“眼睛”——堆芯仪表系统，联合宝银特种钢管有限公司攻克了蒸汽发生器用690合金U型管，都使得成本下降一半以上。

这只是其中两个案例，还有大量通过联合技术攻关解决了“卡脖子”技术。这些产品批量化生产后，工程造价仍有下降空间。同时，在此过程中，“国和一号”产业链也初具规模，建成了由260余家国内外企业组成的完整的三代核电装备供应链体系。关键设备、关键材料全部实现自主化设计和国产化制造。

降本的另一方面就是模块化建造。模块化建造使得“国和一号”建造工期大幅压缩至56个月。根据世界核能协会《世界核能绩效报告2016》中引用的数据，自从第一台民用核电机组建成以来的60年中已经有600台核电机组投入运行，建设周期平均为82.5个月。

综合来看，这些数据将让新一代核电发电成本极具竞争力。虽然风电和光伏发电成本未来都能做到这一水平以下，但是考虑电力系统的平衡成本，核电因为其发电稳定性，年发电小时数达到8000小时以上，对电力系统友好性同样是其竞争力的体现。