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近期，湖南省新能源及電工裝備產(chǎn)業(yè)工作小組對湖南省核電小堆產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況進(jìn)行了專題研究，調(diào)研報(bào)告獲曉明書記、偉明省長及建輝鏈長肯定批示，現(xiàn)將報(bào)告核心內(nèi)容解讀如下。

本次調(diào)研的背景是什么?

核電是全球第二大低碳電力能源，相對于大型核反應(yīng)堆，小堆不僅沒有建造周期長、建設(shè)成本高、選址要求嚴(yán)等問題，還因其體積小、固有安全性高、功率比大、適應(yīng)性好、核廢物量少、退役成本低等特點(diǎn)，日益受到世界主要核能國家的重點(diǎn)關(guān)注。據(jù)預(yù)測，到2030年全球?qū)⒔ㄔO(shè)43-96座小堆，到2035年，全球小堆裝機(jī)容量可達(dá)21-65GW。

2022年以來，我國每年均核準(zhǔn)10個(gè)左右的核電項(xiàng)目，持續(xù)刷新核電項(xiàng)目核準(zhǔn)記錄。據(jù)預(yù)測，到2035年左右，中國核電發(fā)展規(guī)模約2億千瓦左右，這相當(dāng)于我國沿海核電備選廠址極限總規(guī)模，預(yù)計(jì)內(nèi)陸核電建設(shè)將適時(shí)提上議程。

湖南缺煤、無油、乏氣，一次能源嚴(yán)重缺乏，新能源資源稟賦不足，能源對外依存度長期維持在80%左右。曉明書記曾指示，“湖南要發(fā)展人工智能產(chǎn)業(yè)，關(guān)鍵在算力，瓶頸在電力。小堆是值得研究的出路。建議組織專家做一些小堆前瞻性研究”。在此背景下，省新能源及電工裝備產(chǎn)業(yè)工作小組聯(lián)合南華大學(xué)等高校，前往益陽、岳陽、郴州、衡陽等市州發(fā)改委，開展本次深度調(diào)研。

湖南發(fā)展核電小堆具備哪些優(yōu)勢

以人工智能為重點(diǎn)的現(xiàn)代化建設(shè)有需求

當(dāng)前，我省正加快建設(shè)“4×4”現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系，需要發(fā)展堅(jiān)實(shí)的能源保障。

從人工智能算力基礎(chǔ)設(shè)施看，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我省長沙超算中心、長沙人工智能創(chuàng)新中心、智慧眼智算中心、中國電信中南智算中心、湖南移動長沙智算中心、長沙河西云數(shù)據(jù)中心、湖南移動株洲數(shù)據(jù)中心、云巢(東江湖)大數(shù)據(jù)中心等9個(gè)重點(diǎn)算力中心已有算力規(guī)模約1400P，年用電量約3.36億度，預(yù)計(jì)到2030年、2035年分別需年用電量約8.8億度、12.7億度。

從現(xiàn)代石化產(chǎn)業(yè)看，岳陽石化產(chǎn)業(yè)年用電量約14億度、年用氣量約1億方，隨著在建的100萬噸乙烯產(chǎn)線、17萬噸環(huán)氧樹脂、5萬噸環(huán)氧氯丙烷等產(chǎn)線陸續(xù)投產(chǎn)，用能需求還將進(jìn)一步上升。

從綠色低碳?xì)淠芄?yīng)看，氫能是未來能源供給體系中的重要組成，氫能裝備在氫燃料電池系統(tǒng)、氫能重卡、氫能船舶、氫能低空飛行器等方面加快布局，但我省氫源較少，綠電制氫成本較高，因此，核能高溫制氫可成為我省未來綠色低碳低成本氫能供應(yīng)的可靠保障。

以國防軍工為特色的產(chǎn)業(yè)發(fā)展有基礎(chǔ)

一是資源好。我省是我國核工業(yè)的重要發(fā)源地和功勛之地。上世紀(jì)60年代，我省建設(shè)核工業(yè)第一批“五廠三礦”的712礦、711礦和272廠，為我國第一顆原子彈成功爆炸提供了高質(zhì)量的鈾產(chǎn)品。

二是啟動早。70年代，我省啟動核電前期工作。岳陽華容小墨山和益陽桃花江2個(gè)廠址已于2005年通過電力規(guī)劃總院預(yù)評審。桃花江核電站被譽(yù)為“內(nèi)陸第一核電”，并于2008年正式獲得國家發(fā)改委“同意開展前期工作”的批復(fù)。

三是產(chǎn)品廣。衡陽白沙綠島軍民融合產(chǎn)業(yè)示范區(qū)由中核集團(tuán)與省政府共建，重點(diǎn)發(fā)展綜合鈾核燃料生產(chǎn)、核材料配套產(chǎn)業(yè)、節(jié)能環(huán)保、軍民融合科技開發(fā)等產(chǎn)業(yè)。中核272鈾業(yè)有限公司建有國內(nèi)第一條鈾水冶純化生產(chǎn)線。湖南鐳目科技有限公司核電硼化物材料、測控技術(shù)、智能信息、智能機(jī)器人等多方面處于世界領(lǐng)先水平。湖南省核地質(zhì)調(diào)查所在放射性礦產(chǎn)資源勘查、放射性環(huán)境調(diào)查、監(jiān)測領(lǐng)域技術(shù)力量雄厚。湖南漢華京電科技有限公司、長沙水泵廠、金杯電纜、恒飛電纜、長沙電纜、特變電工衡變等省內(nèi)企業(yè)均有成熟產(chǎn)品應(yīng)用于核電站。

以南華大學(xué)為關(guān)鍵的科技創(chuàng)新有支撐

據(jù)了解，我省南華大學(xué)、中南大學(xué)、長沙理工大學(xué)等多所高校都有核電研究和技術(shù)創(chuàng)新力量，特別是南華大學(xué)擁有擁有國內(nèi)最齊全、層次最完整、培養(yǎng)規(guī)模最大的“核特色”學(xué)科專業(yè)群。

一方面是有特色學(xué)科。建有核能與核安全示范型國際科技合作基地、國家核應(yīng)急宣傳和培訓(xùn)基地、國家核應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援隊(duì)、“先進(jìn)核能技術(shù)設(shè)計(jì)與安全”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等，設(shè)有反應(yīng)堆與核動力、核技術(shù)及應(yīng)用、輻射防護(hù)與核安全、核安全與核應(yīng)急技術(shù)、核燃料循環(huán)學(xué)科五個(gè)核特色學(xué)科，為我國核工業(yè)系統(tǒng)培養(yǎng)了5萬余名人才。

另一方面注重技術(shù)創(chuàng)新。先后承擔(dān)“863”計(jì)劃項(xiàng)目、“973”計(jì)劃項(xiàng)目、國家科技重大專項(xiàng)課題、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國防基礎(chǔ)研究計(jì)劃、核能開發(fā)專項(xiàng)等科研項(xiàng)目3000余項(xiàng);獲得國家級科技獎勵13項(xiàng)，省部級科技獎勵300余項(xiàng)、省部級優(yōu)秀社科成果獎20余項(xiàng)。學(xué)校設(shè)計(jì)了可服務(wù)于石化能源替代、偏遠(yuǎn)地區(qū)供電、災(zāi)害與應(yīng)急保障、電力推進(jìn)系統(tǒng)等多種場景分體式車載移動微型核電源“哪吒”，顯著提升了我國核電微型堆的安全性、機(jī)動靈活性、負(fù)載能力和運(yùn)輸便捷性。

湖南發(fā)展核電小堆存在哪些不足

1.缺乏政策支持

2011年日本福島核事故以來，我國內(nèi)陸核電一直處于停滯狀態(tài)。近年來，雖然小堆技術(shù)快速發(fā)展，其小型化、多用途、更為靈活的核能利用方式更多受到業(yè)內(nèi)的認(rèn)可，但我國目前在運(yùn)在建的小堆項(xiàng)目仍局限于沿海地區(qū)，個(gè)別內(nèi)陸省份落地了研究堆且功率不大。

2.缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

小堆現(xiàn)有技術(shù)路線眾多、行業(yè)規(guī)范不統(tǒng)一，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)管體系尚不完善，目前國家沒有針對小堆修改相關(guān)規(guī)定，若完全以大型核電站的規(guī)定要求進(jìn)行選址建設(shè)，不僅將浪費(fèi)寶貴的大型核電站廠址資源，也在一定程度上削弱了小堆的競爭力。

3.缺乏平臺支撐

核電是政策依賴型、技術(shù)密集型的重資產(chǎn)型產(chǎn)業(yè)，涉及學(xué)科眾多，尤其在核電小堆發(fā)展的初始階段，其設(shè)計(jì)理論、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用場景、建設(shè)規(guī)范、運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)管體系等一系列基礎(chǔ)性問題需進(jìn)一步解決，但我省目前還缺乏專門的研究平臺進(jìn)行專業(yè)攻關(guān)。

湖南省核電小堆發(fā)展的前景分析

具體分析核電小堆總體發(fā)展趨勢、技術(shù)創(chuàng)新水平、清潔低碳要求等因素，我們認(rèn)為，核電小堆在未來5至10年將進(jìn)入大發(fā)展時(shí)期，我省可以立足實(shí)際，積極搶位發(fā)展。

1.從內(nèi)陸核電政策放開看。

當(dāng)前，我國核能發(fā)電量占全國總發(fā)電量的4.86%，而國際平均水平約10%。研究表明：預(yù)計(jì)到2035年，核能發(fā)電量在我國發(fā)電量占比將達(dá)到10%左右;到2060年，核電發(fā)電量占比達(dá)到18%左右。綜合考慮未來10年內(nèi)沿海核電廠址裝機(jī)容量將達(dá)到極限，疊加小堆技術(shù)突破，預(yù)計(jì)5年左右，內(nèi)陸省份的核電小堆政策將逐步放開。我省應(yīng)搶抓機(jī)遇，提前進(jìn)行戰(zhàn)略布局，夯實(shí)小堆快速發(fā)展基礎(chǔ)。值得注意的是，相較內(nèi)陸部分兄弟省份，我省核電小堆產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚未進(jìn)入第一方陣，且與第一方陣差距有拉大態(tài)勢，如甘肅武威釷基熔鹽堆實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是首個(gè)內(nèi)陸核電項(xiàng)目，江西、四川等內(nèi)陸省份均在大力推動小堆項(xiàng)目落地，但我省尚未有核電小堆項(xiàng)目開展實(shí)質(zhì)性工作。

圖1：我國沿海核電廠址用盡時(shí)間預(yù)測

2.從核電小堆技術(shù)發(fā)展看。

壓水堆方面，中核集團(tuán)玲龍一號作為全球首個(gè)陸上商用核電小堆，已于2021年在海南昌江開工，預(yù)計(jì)2025年竣工。氣冷堆方面，華能集團(tuán)示范項(xiàng)目山東石島灣核電站已于2023年投入運(yùn)行，目前正在籌建商用項(xiàng)目。熔鹽堆方面，中科院上海應(yīng)用物理研究所全球首個(gè)實(shí)驗(yàn)堆項(xiàng)目已于2021年在甘肅武威達(dá)臨界，首個(gè)熔鹽堆示范項(xiàng)目已完成選址、即將開工，預(yù)計(jì)2029年竣工。預(yù)計(jì)3至5年內(nèi)，壓水堆、氣冷堆、熔鹽堆等小堆技術(shù)可具備商用條件。經(jīng)前期溝通，中核集團(tuán)、華能集團(tuán)、中科院上海應(yīng)用物理研究所、國電投集團(tuán)等均表示愿意推動將其掌握的先進(jìn)小堆項(xiàng)目落地湖南。

圖2：我國主要小堆技術(shù)路線進(jìn)展

3.從湖南省清潔能源結(jié)構(gòu)看。

一方面，發(fā)展核電小堆符合國家雙碳目標(biāo)要求。去年12月，我國參與發(fā)表了《凈零需要核能》聲明，強(qiáng)調(diào)推進(jìn)小堆等技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)步，將核能作為構(gòu)建清潔低碳能源體系、實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的重要選擇。

另一方面，發(fā)展核電小堆符合能源系統(tǒng)低成本要求。據(jù)測算，能源系統(tǒng)中清潔能源裝機(jī)達(dá)70%左右時(shí)，最低成本的發(fā)電組合是擁有10%左右的核電發(fā)電量。對應(yīng)我省2035年電源情況看，擁有600萬千瓦左右核電裝機(jī)時(shí)，年核電發(fā)電量約450億度，能源系統(tǒng)總成本最低。