中国首座第四代核电站商运:高温气冷堆技术全球领跑
2023年12月6日,中国华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程正式投入商业运行,标志着我国成为全球首个实现第四代核电技术商业化应用的国家12。该工程位于山东荣成,是我国具有完全自主知识产权的国家科技重大专项成果,设备国产化率达93.4%,首台套设备超过2200台(套)34。
技术突破与安全特性
高温气冷堆作为第四代先进核电技术,其核心优势在于固有安全性:即使丧失所有冷却能力,反应堆仍能依靠陶瓷包裹燃料元件和氦气冷却剂保持安全状态,避免堆芯熔毁和放射性物质外泄34。该技术还具备多用途性,可同时发电、供热、制氢,为化工、冶金等行业提供高温蒸汽4。
产业链与全球影响
示范工程集聚了500余家单位联合攻关,攻克了多项世界级技术难题,如电磁轴承主氦风机、螺旋管式直流蒸发器等关键设备均为全球首创35。2024年8月,国务院核准的江苏徐圩核能供热发电厂进一步创新,将高温气冷堆与压水堆耦合,为石化产业提供低碳工业蒸汽6。目前,机组可利用率达75%,未来目标提升至90%以上7。
战略意义
从2006年立项到2023年商运,该项目历时17年,推动中国核电技术从“跟跑”到“领跑”58。其成功不仅助力“双碳”目标实现,更通过技术输出(如与乌兹别克斯坦合作修复壁画)深化国际能源合作
全球第四代核电站技术发展现状
中国在第四代核电技术领域处于全球领先地位,2023年12月全球首座第四代核电站——华能石岛湾高温气冷堆核电站投入商业运行,标志着中国在高温气冷堆技术上实现重大突破12。该技术采用石墨和陶瓷包覆颗粒燃料,具备固有安全性(事故下可自动停堆)和93.4%的设备国产化率,目前机组可利用率达75%,未来目标提升至90%以上34。此外,中国在钍基熔盐堆(甘肃武威实验堆)和钠冷快堆等方向也取得进展15。
国际竞争格局
美国:通过“先进反应堆示范计划”支持钠冷快堆(如泰拉能源的Natrium项目)和熔盐堆研发,首堆计划2028年建成15。
欧洲:法国聚焦钠冷快堆和超高温气冷堆,计划2040年前商业化;英国提出2050年核电装机翻四倍的目标16。
俄罗斯:以快堆技术为主,计划2042年前新增38台机组,核电占比提升至24%6。
技术特点与优势
第四代核电技术(如高温气冷堆、钠冷快堆)通过模块化设计、燃料循环利用和“本质安全”特性,实现三大突破:
安全性:依赖物理原理自动停堆,避免人为干预失效13;
经济性:燃料利用率提升,度电成本有望低于火电17;
环保性:核废料半衰期缩短,部分技术可“负废料”运行15。
中国核电规模与规划
截至2025年,中国在运及核准在建核电机组达102台、装机1.13亿千瓦,规模居全球第一28。2025年目标在运装机6500万千瓦,并推进高温气冷堆、钍基熔盐堆等示范工程
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