湖南省核电小堆产业发展调研报告

发布时间:2025-01-03    来源:湖南新能源及电工装备产业工作小组   关键词:
近期,湖南省新能源及电工装备产业工作小组对湖南省核电小堆产业发展情况进行了专题研究,调研报告获晓明书记、伟明省长及建辉链长肯定批示,现将报告核心内容解读如下。

本次调研的背景是什么?

核电是全球第二大低碳电力能源,相对于大型核反应堆,小堆不仅没有建造周期长、建设成本高、选址要求严等问题,还因其体积小、固有安全性高、功率比大、适应性好、核废物量少、退役成本低等特点,日益受到世界主要核能国家的重点关注。据预测,到2030年全球将建设43-96座小堆,到2035年,全球小堆装机容量可达21-65GW。

2022年以来,我国每年均核准10个左右的核电项目,持续刷新核电项目核准记录。据预测,到2035年左右,中国核电发展规模约2亿千瓦左右,这相当于我国沿海核电备选厂址极限总规模,预计内陆核电建设将适时提上议程。

湖南缺煤、无油、乏气,一次能源严重缺乏,新能源资源禀赋不足,能源对外依存度长期维持在80%左右。晓明书记曾指示,湖南要发展人工智能产业,关键在算力,瓶颈在电力。小堆是值得研究的出路。建议组织专家做一些小堆前瞻性研究。在此背景下,省新能源及电工装备产业工作小组联合南华大学等高校,前往益阳、岳阳、郴州、衡阳等市州发改委,开展本次深度调研。

湖南发展核电小堆具备哪些优势

以人工智能为重点的现代化建设有需求

当前,我省正加快建设44现代化产业体系,需要发展坚实的能源保障。

从人工智能算力基础设施看,据统计,我省长沙超算中心、长沙人工智能创新中心、智慧眼智算中心、中国电信中南智算中心、湖南移动长沙智算中心、长沙河西云数据中心、湖南移动株洲数据中心、云巢(东江湖)大数据中心等9个重点算力中心已有算力规模约1400P,年用电量约3.36亿度,预计到2030年、2035年分别需年用电量约8.8亿度、12.7亿度。

从现代石化产业看,岳阳石化产业年用电量约14亿度、年用气量约1亿方,随着在建的100万吨乙烯产线、17万吨环氧树脂、5万吨环氧氯丙烷等产线陆续投产,用能需求还将进一步上升。

从绿色低碳氢能供应看,氢能是未来能源供给体系中的重要组成,氢能装备在氢燃料电池系统、氢能重卡、氢能船舶、氢能低空飞行器等方面加快布局,但我省氢源较少,绿电制氢成本较高,因此,核能高温制氢可成为我省未来绿色低碳低成本氢能供应的可靠保障。

以国防军工为特色的产业发展有基础

一是资源好。我省是我国核工业的重要发源地和功勋之地。上世纪60年代,我省建设核工业第一批五厂三矿的712矿、711矿和272厂,为我国第一颗原子弹成功爆炸提供了高质量的铀产品。

二是启动早。70年代,我省启动核电前期工作。岳阳华容小墨山和益阳桃花江2个厂址已于2005年通过电力规划总院预评审。桃花江核电站被誉为内陆第一核电,并于2008年正式获得国家发改委同意开展前期工作的批复。

三是产品广。衡阳白沙绿岛军民融合产业示范区由中核集团与省政府共建,重点发展综合铀核燃料生产、核材料配套产业、节能环保、军民融合科技开发等产业。中核272铀业有限公司建有国内第一条铀水冶纯化生产线。湖南镭目科技有限公司核电硼化物材料、测控技术、智能信息、智能机器人等多方面处于世界领先水平。湖南省核地质调查所在放射性矿产资源勘查、放射性环境调查、监测领域技术力量雄厚。湖南汉华京电科技有限公司、长沙水泵厂、金杯电缆、恒飞电缆、长沙电缆、特变电工衡变等省内企业均有成熟产品应用于核电站。

以南华大学为关键的科技创新有支撑

据了解,我省南华大学、中南大学、长沙理工大学等多所高校都有核电研究和技术创新力量,特别是南华大学拥有拥有国内最齐全、层次最完整、培养规模最大的核特色学科专业群。

一方面是有特色学科。建有核能与核安全示范型国际科技合作基地、国家核应急宣传和培训基地、国家核应急医学救援队、先进核能技术设计与安全教育部重点实验室等,设有反应堆与核动力、核技术及应用、辐射防护与核安全、核安全与核应急技术、核燃料循环学科五个核特色学科,为我国核工业系统培养了5万余名人才。

另一方面注重技术创新。先后承担863计划项目、973计划项目、国家科技重大专项课题、国家重点研发计划项目、国防基础研究计划、核能开发专项等科研项目3000余项;获得国家级科技奖励13项,省部级科技奖励300余项、省部级优秀社科成果奖20余项。学校设计了可服务于石化能源替代、偏远地区供电、灾害与应急保障、电力推进系统等多种场景分体式车载移动微型核电源哪吒,显著提升了我国核电微型堆的安全性、机动灵活性、负载能力和运输便捷性。

湖南发展核电小堆存在哪些不足

1.缺乏政策支持

2011年日本福岛核事故以来,我国内陆核电一直处于停滞状态。近年来,虽然小堆技术快速发展,其小型化、多用途、更为灵活的核能利用方式更多受到业内的认可,但我国目前在运在建的小堆项目仍局限于沿海地区,个别内陆省份落地了研究堆且功率不大。

2.缺乏行业标准

小堆现有技术路线众多、行业规范不统一,整个产业链的相关标准及监管体系尚不完善,目前国家没有针对小堆修改相关规定,若完全以大型核电站的规定要求进行选址建设,不仅将浪费宝贵的大型核电站厂址资源,也在一定程度上削弱了小堆的竞争力。

3.缺乏平台支撑

核电是政策依赖型、技术密集型的重资产型产业,涉及学科众多,尤其在核电小堆发展的初始阶段,其设计理论、技术标准、应用场景、建设规范、运行标准、监管体系等一系列基础性问题需进一步解决,但我省目前还缺乏专门的研究平台进行专业攻关。

我省核电小堆发展的前景分析

具体分析核电小堆总体发展趋势、技术创新水平、清洁低碳要求等因素,我们认为,核电小堆在未来5至10年将进入大发展时期,我省可以立足实际,积极抢位发展。

1.从内陆核电政策放开看。

当前,我国核能发电量占全国总发电量的4.86%,而国际平均水平约10%。研究表明:预计到2035年,核能发电量在我国发电量占比将达到10%左右;到2060年,核电发电量占比达到18%左右。综合考虑未来10年内沿海核电厂址装机容量将达到极限,叠加小堆技术突破,预计5年左右,内陆省份的核电小堆政策将逐步放开。我省应抢抓机遇,提前进行战略布局,夯实小堆快速发展基础。值得注意的是,相较内陆部分兄弟省份,我省核电小堆产业发展尚未进入第一方阵,且与第一方阵差距有拉大态势,如甘肃武威钍基熔盐堆实验项目是首个内陆核电项目,江西、四川等内陆省份均在大力推动小堆项目落地,但我省尚未有核电小堆项目开展实质性工作。

图1:我国沿海核电厂址用尽时间预测

2.从核电小堆技术发展看。

压水堆方面,中核集团玲龙一号作为全球首个陆上商用核电小堆,已于2021年在海南昌江开工,预计2025年竣工。气冷堆方面,华能集团示范项目山东石岛湾核电站已于2023年投入运行,目前正在筹建商用项目。熔盐堆方面,中科院上海应用物理研究所全球首个实验堆项目已于2021年在甘肃武威达临界,首个熔盐堆示范项目已完成选址、即将开工,预计2029年竣工。预计3至5年内,压水堆、气冷堆、熔盐堆等小堆技术可具备商用条件。经前期沟通,中核集团、华能集团、中科院上海应用物理研究所、国电投集团等均表示愿意推动将其掌握的先进小堆项目落地湖南。

图2:我国主要小堆技术路线进展

3.从我省清洁能源结构看。

一方面,发展核电小堆符合国家双碳目标要求。去年12月,我国参与发表了《净零需要核能》声明,强调推进小堆等技术创新进步,将核能作为构建清洁低碳能源体系、实现碳达峰碳中和目标的重要选择。

另一方面,发展核电小堆符合能源系统低成本要求。据测算,能源系统中清洁能源装机达70%左右时,最低成本的发电组合是拥有10%左右的核电发电量。对应我省2035年电源情况看,拥有600万千瓦左右核电装机时,年核电发电量约450亿度,能源系统总成本最低。

图3:我省全社会年用电量及电源情况预测

湖南省发展核电小堆的对策建议

核电小堆是未来能源发展的大趋势,围绕加快布局核电小堆产业,抢占未来能源产业发展新赛道,我们提出五个一批工作建议。

五个一批

谋划一批示范项目

创新一批应用场景

打造一批研究平台

扶持一批重点企业

强化一批保障措施

资讯来源:湖南新能源及电工装备产业工作小组

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