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皇冠体育官网开户:辐射影响比燃煤电厂还小?能源危机下核电“变废为宝”

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过去一年,在碳中和背景下,经济复苏、传统能源投资不足、新能源波动性等问题,日渐凸显。一场突如其来的战争,更加剧了供应危机。


尤其在今年夏天,整个北半球遭遇极端天气,多国电价飙升。即便在形势较好的我国,8月份部分地区也出现短暂限电的情况。


能源安全问题直击人心。


艰难时刻,原本讨人嫌的核电,再次变得可爱起来。


01


全球核电量已占总发电量的16%


科学家们经过多年研究认为,除了煤、石油气等燃料以外,还有很多可以利用的能源,如风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能等。但是,以上这些能源很难在短期内实现大规模的工业生产和应用。只有核能才是一种可以大规模使用的,安全和经济的工业能源。


从上世纪五十年代以来,美国、法国、比利时、德国、英国、日本、加拿大等发达国家都建造了大量核电站,全球核电站发出的电量已占世界总发电量的16%,其中法国核电站的发电量占该国总发电量的75%,在这些国家,核电的发电成本已经低于煤电。国际经验证明,核电是一种经济、安全、可靠、清洁的新能源。


核能发电是指将核能转换为电能的一种发电方式,其能量释放的主要形式为核聚变反应以及核裂变反应。


核聚变反应的技术要求极高,对核反应过程的控制难度也较大,目前对其应用于发电的技术还在研发中。相较于核聚变,核裂变的技术就更加成熟,并且已经大规模应用于商用发电,目前所有的商用核电站均是采用核裂变发电。


核能发电是利用核燃料在反应堆中发生链式裂变反应加热一回路中的冷却剂,冷却剂进入蒸汽发生器将热量传递给二回路,从而产生蒸汽推动汽轮发电机发电的过程。


注:部分反应堆(如沸水堆)的发电过程略有差异


核能发电原理图


02


核电站的辐射影响远低于燃煤电厂


核电站的建设和运行是一项复杂的高技术。目前,我国已掌握了这门技术,能够设计、建造自己的核电站,并且拥有一批具有安全管理和运行经验的技术人才。


核电站是利用原子核内部蕴藏的能量进行大规模电力生产的新型发电站。它大体上可分为两部分:一部分是利用核能产生蒸汽的核岛,包括核反应堆和一回路系统;另一部分是利用蒸汽发电的常规岛,包括汽轮发电机系统。常规岛与普通火电厂大同小异,而核岛则截然不同。


核电站使用的燃料称为 “核燃料”。核燃料含有易裂变物质铀-235。一座100万千瓦的核电站每年只需要补充30吨左右的核燃料,而同样规模的燃煤电厂每年则需300万吨煤。


目前国际上技术最为成熟的核岛设计多采用压水式反应堆。大亚湾核电站和岭澳核电站都是压水堆机组。在相同功率的情况下,核电站排放到环境中的有害物质比火电厂要少得多。核电站对周围居民的辐射影响,远远低于燃煤电厂和天然辐射产生的,因此,核能是安全而清洁的能源。


03


核能产业


一座核电站从内到外,可分为三个环节:


1.核燃料循环


有前端循环和后端循环两个部分。


前端饱含铀矿开采、转化浓缩和燃料元件制造。其中开采出来的铀矿占成本的50%,燃料浓缩难度太高且有国防方面的特殊要求,目前仅中国核工业集团(CNNC)拥有完整产业牌照,其他如中广核虽在海外拥有丰富的铀矿资源,也得委托中核旗下原子能进行转化浓缩、组件加工等等。


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后端循环,即对反应堆中取出的乏燃料进行处理。铀燃料在经过充分裂变后,衰变周期非常长、放射性极强,并会产生大量热能,需先储存在乏燃料池中经过数年冷却,才能运出进行回收。


这一过程不仅耗时繁多,且投资规模达到千亿级别,目前世界上仅有芬兰成功建立了第一个永久核废料处置场,其他各国目前只能封存再掩埋到地下。


芬兰永久核废料处置场


2.设备制造


核电设备主要分为核岛设备、常规岛设备和辅助设备系统。


其中,常规岛用于将核反应堆产生的能量转变为电能,核岛则用于核反应堆的运行。


目前,设备市场主要由中核、中广核、国家电投、中国华能等四大国企垄断,民营企业主要在辅助设备(BOP)等细分领域布局,尤其在乏燃料智能化装备,核电阀门、核电用换热器、核电密封、核电电机和主氦风机等的龙头上市民企并不少。


3.电站运营


在核电审批重启,在建项目逐步投产的大背景中,核电运营商将是最确定的收益板块。


由于暂时不用缴纳乏燃料基金和税收优惠,在运营初期,核电机组的盈利能力很强,也就是说:未来几年,核电运营商们将迎来高速发展。


但从竞争形势来看,核电站对安全运行的要求特殊,设计、建造的难度也极高,受制于人才稀缺、资金成本大且流动性受限,市场进入的壁垒很高。


目前,国内也仅有中电投、中核、中广核拥有商业核电站的控股权。引入的民间资本,基本只能以参股的方式进行,中核与中广核控股装机占比超过90%的双寡头格局。


最后


从50年代初建核工业体系,到1964年10月16日第一颗原子弹在罗布泊成功引爆,1967年6月17日第一颗氢弹爆 炸成功,再到1970年12月26日第一艘核潜艇成功下水。


短短十几年,中国取得了“两弹一艇”的辉煌战绩。


然而,在和平利用核能这块,中国走过的道路却极为漫长而曲折。从第一颗原子弹成功爆 炸,到第一座核电厂投入商用,用了近30年。


同样的进程,美、苏、英、法分别只用了12年、5年、4年、7年。


直到1984年,秦山核电一期正式开工,1991年正式并网发电,中国无核电历史才宣告结束,并成为世界上第七个自行设计、建造核电站的国家。



2020年11月27日,具备完全知识产权、安全性能和技术性能,达到国际先进水平的“华龙一号”,首堆并网成功。


不仅填补了中国第三代核电技术的空白,也标志着我们打破了国外核电技术的垄断。


去年12月20日,我国建成的全球首座四代核电——石岛湾核电站,成功并网发电。


几十年间,从追赶到超越,中国已成为核电技术的领跑者,这是国家与民族的重要里程。


而于个人,从现在开始,核电将是一张藏宝图。


来源: 格隆汇APP,惠州日报,中国核工业

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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