近日, 两个分别由欧洲和美国设计的核反应堆于中国三门核电站建成并投入运营. 它们分别是由法德两国公司设计, 位于台山核电厂的 1,400 兆瓦 EPR 反应堆, 和美国公司设计, 位于三门核电厂的 1,117 兆瓦 AP1000 反应堆.
三门核电站的 AP1000 可以算是建成最慢的核反应堆之一. 在其长达几十年的设计过程中, 出现了无数施工缺陷, 建设延误以及成本超支, 这不仅拖慢了进度, 也使开发人员付出了沉重的代价. 如今, AP1000 机组终于建成并投入运营, 虽然它采用了被动冷却和 EPR 飞机防撞壳等先进安全技术, 但就时间上来说, 还是来得太晚了一点.
两组反应堆都晚于计划上线, 距离实现完全商业化运营也还有好几个月的时间, 但它们真正的问题在于背后设计公司的经营困难.
图为在长达 9 年的建设工作完成后, 世界首个建成的 AP1000 机组成功接入电网. (图源: SNPTC)
计划延迟在核电市场上司空见惯, 比如原定于去年在阿拉伯联合酋长国投入运营的韩国核反应堆, 最近被推迟到 2019 年底或 2020 年初再接入当地电网. 但位于中国的 AP1000 和 EPR 则是与此完全不同的问题.
AP1000 在设计上可在意外停机时被动冷却, 理论上可以避免像日本福岛核电站那样的事故. 但由于施工上的问题, 特别是在佐治亚州和南卡罗来纳州所建的双反应堆电厂, AP1000 的开发商 Westinghouse(美国)于去年宣布破产. 虽然投资了 90 亿美元, 但 Westinghouse 还是因为经营问题最终放弃了正在南卡罗来纳州建造的 AP1000 反应堆, 选择保留佐治亚州的建设作业. Westinghouse 位于佐治亚州的工程于 2012 年启动, 预计将于 2022 年底完工, 建造费用将比预算高出 110 至 250 亿美元.
而由欧洲公司设计的 EPR 采用了双层混凝土护罩, 在强度上可抵挡飞机的撞击. 但在 2015 年 EPR 电厂欧洲建设的延迟导致法国核电巨头 Areva 解体. 虽然在 Areva 被法国电力公司接收后, 由法国和芬兰合作的一项位于芬兰的 EPR 项目原计划 2005 年开工 4 年完工, 但实际操作一直在向后拖延, 今年 6 月, 芬兰公司又宣布开工时间将从 2019 年 5 月推迟至下半年 9 月.
图为中国三门核电站1单元和2单元(图源: CNNC)
不得不说, EPR 和 AP1000 这两个陷入困境的项目, 已经说明美国和欧洲的公司正在失去核反应堆的建设和管理能力. 欧盟能源顾问, 法国核电专家 Mycle Schneider 说: '美国四个 AP1000 中的两个遭到遗弃, 芬兰的 EPR 比中国的电厂开工时间早得多却仍在建设, 这并非巧合. 中国的强大的劳动力能在完成一个项目后马上就能进行下一个项目, 因此他们的建设技术会变得越来越好, 但欧洲和北美的公司在近几十年内都没有建成过一座反应堆. '
欧美的拥核国家都已将这种核能力的丧失视为一种威胁. 白宫在 5 月的备忘录中提到了这一问题, 并指示能源部长 Rick Perry 强迫公用事业从美国无法盈利的核电厂和煤电厂购买电力. 该备忘录还指出, 包括核武器和海军舰艇推进技术在内的 '整个美国核工业' 需要强大的民间核产业作为支撑才能进一步发展.
此外, 75 名前美国军方, 业界和学界人士也于上月发信给能源部长 Rick Perry 强调这一问题, 信中引用了特朗普政府 2018 年的 '核态势评估报告' (2018 Nuclear Posture Review)中关于美国无法生产核武器浓缩铀的声明. 信中写道: '通过一个强大, 蓬勃发展的民间核能市场, 重建美国核能力将变得更容易也更经济. '
Mycle Schneider 认为, 目前核能产业对于中国的依赖正使全球其它地区的核能工业陷入不利局面. 如果在计算中刨去中国, 全球核产业正处于下降趋势.
Schneider 还认为, 由于中国在 18 个月内又会开工新的电厂, 其它地区与中国的核产业差距会被进一步扩大.
十多年来, AP1000 一直被认为是中国主流反应堆的主要替代者, 大多数正在运营的中国上一代反应堆采用的是 20 世纪 70 年代的法国设计. Areva 的 EPR 目前对中国来说只是备选之一, 政府现可能会等待第一批建成的反应堆运营一段时间后再决定是否开工建设新的反应堆.
一直以来, 核能的发展都落后于太阳能和风能. 正如 Schneider 所指出的那样, 2017 年全球范围内接入电网的新增核电发电能力仅为 3.3 吉瓦(包括中国的 3 个, 中国企业于巴基斯坦建造的 4 个), 这一数字与仅在中国就有 53 吉瓦的太阳能发电相形见绌.