根据世界核协会公布的数据,截至2020年12月31日,全球共有32个国家使用核能发电,在运核电机组441台,总装机容量392.4GWe;19个国家正在建设54台机组,总装机容量60.3GWe。阿联酋和白俄罗斯均在2020年实现首台机组并网发电,核电国家因此增加2个。 2020年,全球共有5台核电机组(总装机容量5073MWe)正式开工建设,其中中国4台,土耳其1台;5台压水堆核电机组(总装机容量5521MWe)实现首次并网发电,其中中国2台,阿联酋、白俄罗斯和俄罗斯各1台;6台核电机组(总装机容量5165MWe)永久关闭,其中法国和美国各2台、俄罗斯和瑞典各1台。
1美国
截至2020年12月31日,美国共有94台在运核电机组,总装机容量96.5GWe;2台在建机组,总装机容量2500MWe。
国防部3月宣布将在贝利项目中为三家反应堆技术开发商提供总计3975万美元,帮助开展移动式微型反应堆原型装置的工程设计工作。两年之后,国防部将选择一种设计,启动原型装置建设。三家开发商西屋公司、BWX技术公司和X能源公司将分别获得1195万、1350万和1430万美元资助。 能源部4月发布《重塑美国核能竞争优势》报告,将重塑美国核能竞争力提升到国家安全战略高度,提出
政府、国会和监管行动层面的政策建议,目标是摆脱美国民用核工业整体竞争力不足、燃料循环前段存在能力短板的困境,恢复核能技术领域的全球领导地位,确保美国国家安全,支撑经济发展。 能源部5月启动“先进反应堆示范计划”,目标是在未来5至7年内帮助先进反应堆技术开发商建设2座示范堆,并大力支持有望在21世纪30年代中期实现商业应用的创新型先进反应堆研发。截至12月底,能源部宣布在该计划下为10种先进反应堆提供研发资助。
1.1核电
2020年,核管会颁发首份小堆设计合格证,并首次启动非轻水型先进裂变堆的联合许可证申请的评审;2台机组获准延寿至80年,3台机组获准提升功率,2台机组永久关闭。
核管会9月为200MWt纽斯凯尔小堆颁发设计合格证。这是核管会颁发的首份小堆设计合格证。研究发现,可在不对小堆设计进行任何重大变更的前提下将功率提升25%。因此,纽斯凯尔表示,将向核管会提交250MWt版标准设计许可申请。由12座纽斯凯尔小堆组成的首座小堆电厂将于2029年在爱达荷国家实验室全面建成投运。
核管会6月宣布接收奥克洛公司为在爱达荷国家实验室建设和运营一座Aurora反应堆提交的联合许可证申请并启动评审。这是核管会首次启动对非轻水型先进裂变堆联合许可证申请的评审。Aurora是一
种快堆,利用热管将热量从堆芯传导至超临界二氧化碳动力转换系统,使用高丰度低浓铀金属燃料,装机容量1.5MWe,可提供工艺热。
核管会3月批准桃花谷2号和3号机组的二次延寿申请,允许这两台机组将运行寿期从60年延长至80年。核管会迄今已批准4台机组将
2020年世界核电工业发展回顾
运行寿期延长至80年。
核管会10月批准3台机组提升功率。法利1号机组将于2021年春季完成功率提升,从910MWe提升至944MWe;法利2号机组将于2021年秋季完成,从910MWe提升至953MWe;瓦茨巴2号机组拟于2020年12月完成,从1223MWe提升至1240MWe。截至2020年底,核管会已167次批准核电机组进行功率提升,增加的热功率约24GW,增加的电功率约8000MW。
印第安角核电厂2号机组(998MWe压水堆)4月永久关闭,杜安阿诺德核电厂1号机组(601MWe沸水堆)10月永久关闭。在2011年3月福岛核事故发生后,美国已有11台核电机组永久关闭,总装机容量因此减少9257MWe。1.2核燃料循环
美国商务部和俄罗斯国家原子能集团公司10月确认,双方已签署《关于暂停俄罗斯铀反倾销调查协议》
最终修订案。根据修订案,协议有效期将延长至2040年。在此期间,美将继续从俄进口铀,但进口量将逐步降低。
核管会3月批准为霍尼韦尔国际公司位于梅特罗波利斯的铀转化厂换发运行许可证,允许该厂继续运行40年,直至2060年3月。该厂是美国唯一的铀转化厂,1958年投运。产能曾达每年1.5万tU,后因市场疲软,2017年降至每年7000tU。由于市场持续疲软,该厂从2017年10月开始持续停产。
核管会5月批准欧洲铀浓缩公司提交的申请,同意其将浓缩铀中的铀-235丰度上限提升至5.5%。欧铀在新墨西哥州尤尼斯拥有一座离心铀浓缩厂。该厂是美国唯一的在运商业铀浓缩厂,产能为每年4800tSWU,能够满足美国约1/3的浓缩服务需求。
核管会6月收到森图斯能源公司提交的在派克顿生产铀-235丰度达20%的浓缩铀的申请。预计对这份申请的评审将需要一年时间。
能源部6月宣布与全球激光浓缩公司修订2016年签署的贫铀供应协议,以支持后者采用激光铀浓缩技术在肯塔基州帕杜卡建设一座铀浓缩厂。此次修订协议有助于推动全球激光浓铀公司的股权转让。根据Silex系统公司、加拿大矿业能源公司和通用电气-日立核能公司2019年12月签署的合同,前两者将共同出资2000万美元从第三者手中收购全球激光浓缩公司76%股权。
BWX技术公司11月宣布,已完成弗吉尼亚州林奇堡三元结构各向同性(TRISO)燃料生产线重启项目,即将启动TRISO燃料的生产。该生产线的重启使BWX技术成为美国唯一一家能够以商业规模生产TRISO燃料的企业。
美国全球核燃料公司2月宣布,耐事故燃料先导组件在完成首个换料周期的辐照试验后,已从哈奇1号机组(876MWe沸水堆)堆芯卸出。这批先导组件使用了2种耐事故包壳:一种是被称为IronClad的铁-铬-铝合金包壳,另一种是带有ARMOR涂层的锆包壳。此次辐照试验于2018年3月启动。初步检查未发现辐照后的先导组件存在异常。
2俄罗斯
截至2020年12月31日,俄罗斯共有38台在运核电机组,总装机容量28.6GWe;2台在建机组,总装机容量2510MWe。
2.1国内市场
2020年,俄批准新版《至2035年能源战略》和《国家核工业综合体发展纲要》,明确了核工业未来发展目标;1台机组实现首次并网发电,1台机组永久关闭,1台机组获准延寿;签署首座陆地小堆电厂协议;完成聚变-裂变混合电厂初步设计;混合氧化物(MOX)燃料制造厂获准全面运营,铀钚再生混合物(REMIX)燃料生产线获准启动建设;准备启动第三座贫化六氟化铀脱氟设施的建设。
俄政府总理米舒斯京6月批准的新版能源战略明确指出,俄核工业近期发展重点之一是提高核电机组的运行效率。实现这一目标的方式是在关闭老旧机组的同时,稳步推进三代核电机组建设,并对现有机组进行现代化改造。因此,未来三代核电装机容量以及经过改造的核电装机容量在总核电装机容量中的占比将不断提高:2018年为13%,2024年达到26%,2035年进一步提升至40%。
俄11月发布新版核工业综合体发展纲要,明确了至2027年核工业发展目标。2020—2027年,俄将建成5台机组,但同期的核电装机容量仅微增400MWe,即从2020年29.3GWe(国家纲要列出的计划值)增至2027年29.7GWe。主要原因是同期将关闭一些老旧机组。
列宁格勒二期核电厂2号机组(1066MWe 压水堆)10月实现首次并网发电。
列宁格勒核电厂2号机组(925MWe轻水冷却石墨慢化反应堆)11月永久关闭。
俄核监管机构3月批准为别洛雅尔斯克核电厂3号机组换发运行许可证,允许该机组继续运行5年至2025年。该机组是一座BN-600钠冷快堆,1981年投运,原运行许可证2020年到期。
俄原集团12月宣布与萨哈共和国签署建设俄首座陆地小堆电厂的协议,拟于2021年1月在雅库特乌斯扬斯克启动相关厂址工作。
库尔恰托夫研究所12月宣布完成聚变-裂变混合电厂的初步设计。这种电厂将核裂变与核聚变的原理相
结合,以聚变反应为中子源,为次临界的裂变堆芯提供中子。
热列兹诺戈尔斯克矿业与化学联合体8月宣布已获得核监管机构颁发的5年全面运行许可证,能够全面启动MOX燃料的工业化制造。此前,MOX燃料厂根据有效期同样为5年的试运行许可证开展燃料制造工作。MOX燃料将供俄唯一的BN-800钠冷快堆即别洛雅尔斯克4号机组使用。
方正防火墙俄原集团投资委员会8月宣布,将于2023年在西伯利亚化学联合体建成一条供VVER-1000反应堆使用的REMIX燃料生产线。
俄罗斯核燃料产供集团、中央设计技术研究所和乌拉尔电化学厂8月宣布签署协议,将合作在新乌拉尔斯克建设一座贫化六氟化铀脱氟设施。这座设施将成为俄第三座贫化六氟化铀脱氟设施,并使用与俄首座脱氟设施W-ECP类似的工艺技术。截至5月,俄已将总计10万吨贫化六氟化铀转化为氧化铀。
2.2国际市场
2020年,俄原集团在匈牙利、土耳其、白俄罗斯等国的海外核电建设项目取得实质性进展,并与法国和美国企业组建联合体,参加保加利亚核电项目竞标。
匈牙利波克什二期有限公司6月宣布,已向匈牙利原子能管理局提交在现有波克什厂址建设两台VVER-1200机组的许可证申请。
土耳其阿库尤2号机组6月完成首罐混凝土浇筑,正式启动建设。阿库尤是土耳其首个核电
建设项目。根据土俄两国2010年5月签署的政府间协议,该项目将由俄采用建设-拥有-运营模式建设和运营4台VVER-1200压水堆机组。1号机组2018年4月正式启动建设,预计2023年投运;2号机组预计2024年投运。阿库尤核电厂3号机组11月获得土监管机构颁发的建设许可证,即将启动全面建设。
白俄罗斯奥斯特罗韦茨1号机组11月实现首次并网发电。这是白俄罗斯首台核电机组,也是俄原集团在海外建成投运的首台VVER-1200机组。奥斯特罗韦茨2号机组2014年4月启动建设,也是一台VVER-1200机组。骨传导
俄原集团6月宣布,已与法国法马通公司和美国通用电气蒸汽动力公司签署谅解备忘录,共同参与保加利亚贝勒尼核电建设项目竞标。
3法国
截至2020年12月31日,法国共有56台在运机组,总装机容量61.4GWe;1台在建机组,总装机容量1650MWe。
总统马克龙12月在访问法马通勒克鲁索锻造厂时强调了核电的重要性。他指出,“三条信念”将指导法国未来核电发展:“我们的能源和生态未来取决于核电;我们的经济和工业未来取决于核电;我们的战
略未来取决于核电。”
在9月发布的经济复兴计划中,政府承诺为核工业提供近5亿欧元(6亿美元)资助,其中1亿欧元将在2021年底前提供,防止核工业的战略参与者因新冠病毒疫情冲击而面临困境。复兴计划将资助模块化小堆技术的研发。
政府3月发布法令,允许将弗拉芒维尔3号机组装料时间推迟至2024年4月。根据2007年4月发布的法令,这台欧洲压水堆机组应在2020年4月前完成首次装料。该机组是法国唯一在建机组,2007年12月启动建设,原计划2013年投运,造价为33亿欧元。但建设进度已多次拖延,迄今尚未建成。业主法国电力公司2019年10月宣布,该机组将在2022年底装料,造价上升至124亿欧元。
费森海姆核电厂1号和2号机组(均为880MWe压水堆)分别于2月和6月永久关闭。2011高中数学联赛
4英国
截至2020年12月31日,英国共有15台在运机组,总装机容量8923MWe;2台在建机组,总装机容量3440MWe。
印度将中国领土划入直辖区政府11月发布《绿工业革命十点计划》,宣布未来将投资5.95亿英镑,推进模块化小堆和先进反应堆技术商业化;12月发布能源白皮书《推动我们的净零碳排放未来》,将核能确定为实现碳中和目标
所需的清洁能源之一。
英国核工业协会6月发布报告《到2050年占有40%清洁电力份额:核工业发展路线图》,并表示,清洁经济复兴计划和2050年实现净零排放目标需要在核电建设方面加大投入。
日立公司9月宣布放弃在威尔法建设两座先进沸水堆的计划,原因是缺乏可行的融资方案。
相关媒体11月报道称,一个由柏克德公司、南方公司和西屋公司组成的美国联合体正在就接手威尔法项目与英国政府接触。美国联合体提议的建设时间表与日立以前的提议相当,将使用AP1000技术,并提供具有市场竞争力的价格。
5日本
方锦明截至2020年12月31日,日本共有33台可运行机组,总装机容量31.7GWe;但在2011年3月福岛核事故后通过监管机构的安全评审并重启的机组仅9台,总装机容量8706MWe;2台在建机组,总装机容量2756MWe。
政府12月发布《绿增长战略》,提出将在2050年实现碳中和,明确核电是实用的脱碳能源,并为核电发展设定多个目标:力争2030年成为小堆全球主要供应商,2050年将相关业务拓展至亚洲、东欧、非洲;2030年完成高温气冷堆制氢关键技术研发,并大力降低制氢成本;2040—2050年开展聚变示
范堆建设和运行。
日本电力公司联盟12月发布《新钚热计划》,表示将根据2009年6月《钚热计划》继续在核电厂推进MOX燃料的使用,当前的目标是到2030财年,至少有12台机组使用MOX燃料。
正在青森县六所村建设的商业后处理厂和MOX燃料制造厂已分别于7月和12月通过核监管机构的安全评审,将分别于2022年和2024年投运。
受新冠病毒疫情影响,原计划在英国开展的机械臂研究工作陷入停滞,导致拟于2021年启动的福岛第一核电厂2号机组堆芯燃料碎片取出作业将至少推迟一年。
对于福岛目前迫切需要明确的含氚污水最终处置方案,经产省专门委员会在对海洋排放、蒸汽排放、注入深地层、电解后氢释放、固化处理后地下埋藏和异地长期贮存等六种方案进行研究之后,于1月初步决定从海洋排放和蒸汽排放中选择一个或两措并举。为试探各方态度,政府官员曾在2020年10月向外界透露拟于年底前作出向海洋排放污水的决定,引
发各方强烈反对。迫于外界压力,日本政府迄今尚未作出将污水排放入海的最终决定。
6韩国
截至2020年12月31日,韩国共有24台在运机组,总装机容量23.2GWe;4台在建机组,总装机容量5600MWe。
政府12月发布涉及2020—2034年电力供需的第9份基本计划,表示未来将大力发展太阳能等可再生能源,并逐步缩减煤电和核电在电力结构中的份额,目标是到2050年实现碳中和。2020至2034年,核电机组数量将从24台降低至17台。未来不会启动核电建设。现有机组不会延寿,将在运行寿期结束后永久关闭。
韩国电力工程建设公司与大宇造船海洋工程公司9月签署谅解备忘录,未来将合作开发浮动式核电厂。这种电厂将配备一种名为“BANDI-60”的压水堆。
相关媒体10月报道称,韩国原子能研究所拟于2020年放弃乏燃料高温冶金后处理技术和快堆技术研究。此前,该研究所已在这两个领域持续开展23年研究,耗资约7亿美元。
韩国和沙特相关机构1月宣布签署协议,将组建一个名为SMART EPC的合资企业,负责推进SMART模块化小堆商业化以及在沙特的首堆建设。
7印度
截至2020年12月31日,印度共有22台在运机组,总装机容量6219MWe;7台在建机组,总装机容量5
400MWe。
格格拉帕尔核电厂3号机组7月实现首次临界。该机组是首台印度本土设计的700MWe加压重水堆机组,2010年11月启动建设。正电子湮没技术