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中华人民共和国核工业

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秦山核电厂的1号及2号机组（第1期工程），采用欧洲压水反应堆（EPR）设计机组，个别发电容量为1,750百万瓦。
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中国核能发电量（太瓦时）[1][2][3][4][5]
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4
5
6
1999
2005
2010
2015
2022
中国核能发电量在该国总发电量中的占比 (%)[6][1][2]

中国核能发电（英语：Nuclear power in China）总装置容量和发电量均为世界第三，约占全球核能发电量的十分之一。截至2023年2月，中国已有55座营运中的核电厂，装置容量57吉瓦（GW，一吉瓦为十亿瓦特），在建电厂有22座，装置容量24吉瓦，规划中的电厂70多座，装置容量88吉瓦。该国约5%的电力由核能提供。[7]该国的核能发电厂在2022年发电量为417太瓦时（TWh，一兆（万亿）瓦时） ，[8]中国于2022年9月有53座核能发电厂，总装置容量为55.6吉瓦。[9]该国于2019年的核能发电量达348.1太瓦时，占国家总发电量的4.9%。[2]

由于人们对空气质量、气候变化和化石燃料资源有限日益升高的担忧，而将核能视为煤碳的替代能源。[10][11] 中国广核集团明确表示将在2035年再额外增设150个核子反应堆，装置容量达200吉瓦。[12][13]

中国有两家主要核电公司 - 中国核工业集团（主要在中国东北部地区营运）和中国广核集团（旧名中国广东核电集团有限公司，主要在中国东南地区营运）。[14]

中国的目标是尽力实现核子反应堆制造和设计自主化，同时也鼓励参与国际合作和技术输入。如华龙一号（先进压水反应堆）是该国近期的主流技术，此反应堆也计划用于出口。[15][16]中国计划于2030年在一带一路沿线国家建造多达30座核子反应堆。[17][18][19]预定快中子反应堆于21世纪中叶将成为主流技术，在2100年的装置容量将可达到1,400吉瓦。[20][21][22]中国也透过参与国际热核聚变实验反应堆（ITER）计划以开发核聚变反应堆，在合肥市建造一座名为全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST，又称为人造太阳，或东方超环）的实验核聚变反应堆，[23]并研究开发钍燃料循环（英语：thorium fuel cycle），作为核聚变反应堆的潜在替代方案。 [24]

历史[编辑]

1950年–1958年[编辑]

中国政府于冷战时期之会发展核能发电的最初动机，在很大程度上是出于能源安全的考量。[25]于1950年-1958年期间，中国核能发电建设严重依赖苏联提供协助。[26]于此期间的第一个措施是成立中苏有色金属和稀有金属公司（China-Soviet Union Nonferrous Metals and Rare Metals Corporation ）及第一个中央原子研究机构（位于北京市，隶属中国科学院中国原子能科学研究院）而启动。[27]中国于1955年2月在苏联的援助下于新疆建立一个生产武器级铀-235和钚的化学分离厂，并于当年4月成立长春原子能研究所。[26]《中苏原子能合作条约》于1955年4月29日签署， 由苏联提供一实验性核子反应堆及回旋加速器供中国使用。[28]中国核工业集团公司（CNNC）于同年成立。 除这些合作计划之外，中国也派遣留学生前往苏联学习。[26]1958年12月，核电发展成为《1956年—1967年科学技术发展远景规划（简称"十二年科技规划"）》中的首要重点。[26]

1959年–1963年[编辑]

第二阶段的特点是该国致力让核能发电技术完全自给自足。[26]苏联于1959年6月正式全面终止对华核能援助，并将所有苏联技术人员撤出中国。[29]中国核能发电虽然因此而有停滞，但仍继续进行大量研究及投资。中国共产党中央委员会为快速加强其核能工业，决定将更多的资源专门用于核能相关活动。[30]据此，中国原子能科学研究院开始在各省、主要城市、自治区设立分支研究机构。[26]截至1963年底，中国已建成四十多个用于萃取铀和钍的化学分离厂。[26]该国于1961年至1962年之间的核子发展取得重大成就，奠定未来的应用基础。 中国于1959年至1963年之间在兰州市建造一座采用大型（300百万瓦）的气体扩散法铀分离装置，[31]估计在这座工厂的投资超过15亿美元。[26]

1964年迄今[编辑]

秦山核电厂，位于中国浙江省。

中国在核能的发展于1950年代有爆炸性进展，但在文化大革命（1966年-1976年）期间放缓。[26]中国于1970年2月8日发布第一个核能发电规划，设立"728研究所"（现称为上海核工程研究设计院）。[32]

第一座自主设计的核能发电厂 - 秦山核电厂于1984年开始兴建，于1991年12月15日成功并入电网。[33][34]此反应堆的型号为CNP-300（英语：CNP-300）（为一种欧洲压水反应堆设计）。

中国在1978年开始改革开放后，电力需求大增，必须持续扩大电力生产。[35]第十五规划（2001年-2005年）中叙明能源政策的关键是"保障能源安全，优化能源结构，提高能源效率，保护生态环境。"[35]中国于2013年提出的核能安全计划中表示该国于2016年之后将仅会装置第三代反应堆，而在2016年之前仍会装置极少数第二代反应堆。[36]

中国于2014年仍计划在2020年前拥有58吉瓦的核能发电装置容量。[37]但因2011年发生的日本[福岛第一核电厂事故]]之后而重新评估，从2015年起动工的电厂数量很少，前述的发电容量目标并未达成。[38]

中国于2019年制定迄2035年核能发电装置容量，新目标定为200吉瓦，占该国总发电量2,600吉瓦的7.7%。[2]截至2020年12月，中国大陆营运中的核能发电机组总数达到49座，总装置容量为51吉吨，排名世界第三，发电量位居世界第二。在建发电机组16座，在建机组数和装置容量连续多年均位居世界第一。[33]中国预计至2035年将该国的核能发电量达到总发电量的10%。[39]

中国年度净核能发电量 (2014年-2023年)[40]
Year gigawatts
2014年
19.0
2015年
26.8
2016年
31.4
2017年
34.5
2018年
42.8
2019年
45.5
2020年
47.5
2021年
50.0
2022年
52.1
2023年
53.2

中国在2014年至2023年期间新增超过34吉瓦的核能发电装置。该国截至2024年4月的营运中核子反应堆数量达到55座，净容量计为53.2吉瓦。尽管看似成长迅速，但中国核能发电量迄2022年仅占中国总发电量的5%左右，远低于美国核能发电量在发电结构中的占比（约为18%）。燃煤发电仍在中国占有主导地位，但中国政府仍致力发展核能发电以及其他形式的能源，以满足不断增长的电力需求，也同时对环境问题进行处理。[41]

安全与监管[编辑]

中国国家核安全局（NNSA）隶属于国家原子能机构（CAEA），是该国的许可和监管机构，也负责协调与维护与安全相关的国际协议。NNSA成立于1984年，直接对国务院负责。在西屋电气公司设计与销售的第三代反应堆AP1000方面，NNSA与美国核能管理委员会保持密切联系。该国自1984年起即是国际原子能总署（IAEA）成员。[39]

截至2011年10月，中国已邀请并接待IAEA的运行安全审查小组（OSART）12次，每个工厂一般每年均会经由外部组织进行安全审查一次，或是经由OSART、WANO（World Association of Nuclear Operators，世界核能发电协会）同行审查或者是经由CNEA（China Nuclear Energy Association）同行审查（中国核电技术研究院也加入审查）。[42]

在日本福岛第一核电厂事故发生后，中国于2011年3月16日宣布冻结所有新建核电厂审批，并对现有反应堆进行"全面安全检查"。.[43][44]虽然生态环境部副部长张力军表示中国的整体核能战略将会持续进行，[44]但一些评论人士表示，由此增加额外的安全相关成本和公众舆论，可能会导致人们重新考虑扩大再生能源计划（参见中华人民共和国可再生能源）。[44][45]

中国目前储存用过核燃料（SNF）的设施所余的容量仅足以用到2020年代中期，该国需要制定新的处置SNF政策以为因应。[46]

中国于2017年颁布新法，强化国家核子安全局（NNSA）的权力，创造新的"机制"、确立更明确的"分工"和更多的资讯揭露。[47]

IAEA署长拉斐尔·马里亚诺·格罗西于2023年5月前往中国进行其任内首次正式访问，与中国核能监管机构国家原子能机构签署多项协议。格罗西表示，"中国是IAEA最重要的合作伙伴之一，也是全球核能领域的领导者"。[39]

反应堆技术[编辑]

引进者[编辑]

加拿大重水铀反应堆（CANDU反应堆）[编辑]

装置两座加拿大原子能有限公司（AECL）制造的728百万瓦（MW） CANDU-6反应堆的秦山核电厂于1998年开始兴建（第二期工程）。第一个反应堆于2002年开始发电，第二个于2003年开始发电。CANDU反应堆使用低浓度再处理铀作为燃料，因此有助于降低中国用过核燃料的储存问题。[48]

水-水高能反应堆（VVER）[编辑]

田湾核电厂的头两部反应堆机组，型号为VVER-1000。

俄罗斯原子能出口公司是位于江苏省连云港市田湾核电厂AES-91核电机组（第三代）的总承包商和设备供应商，该发电厂使用已经充分验证的水-水高能反应堆（VVER-1000），型号为V-428，发电装置容量为1,060百万瓦，于1999年开始建造。田湾核电厂机组于2012年扩建的部分使用相同的VVER-1000反应堆。

中国核工业集团公司于2019年3月7日与俄罗斯原子能出口公司签署建造四座VVER-1200型核能发电机组的详细合同，田湾核电厂将装置两部，位于辽宁省葫芦岛市徐大堡核电站也将装置两部。兴建工程将于2021年5月开始，所有机组预计在2026年至2028年期间投入商业营运。[49]

欧洲压水反应堆（EPR）[编辑]

中国于2007年与法国阿海珐公司就欧洲压水反应堆（EPR，第三代反应堆）开始谈判。位于广东省的台山核电厂将装设两座阿海珐1,660百万瓦EPR反应堆，于2009年动工。

AP1000[编辑]

另一座位于浙江省的三门核电厂。

美国西屋电器公司建造的AP1000反应堆预计将成为中国转向第三代反应堆技术的主要基础。四座AP1000中的第一座预定于2018年7月发电连网。[50]

但当西屋电气公司于2017年宣告破产后，中国于2019年决定在漳州核电厂改装中国自主开发的第三代反应堆 - 华龙一号，而非AP1000。[51]

中国自主开发[编辑]

CNP / ACP系列[编辑]

主条目：CNP / ACP核子反应堆（英语：CNP / ACP nuclear reactors）

CNP反应堆（第二代），以及后续的第三代ACP反应堆是中国核工业集团公司开发的一系列核子反应堆，是目前华龙一号的前身。

CNP反应堆最早的型号是CNP-300压水反应堆（英语：CNP-300），是中国第一个自主开发的反应堆。

CNP-600是此系列反应堆中的较大型版本，是在CNP-300[52]和大亚湾核电厂使用的M310反应堆（法国技术）的基础上开发而来，大亚湾核电厂装设的是M310反应堆。[53][54]CNP-600机组安装在海南省昌江核电站，有两机组，分别于2015年和2016年投入运作。后继的第三代ACP-600型反应堆也开发成功，但未曾装置使用。

西屋电器公司和法马通（此公司经历并购后成为今日的阿海珐）从1990年代开始协助中国开发CNP-1000（CNP反应堆的三回路1,000百万瓦型号）。随后在福清核电站装置4座CNP-1000机组。 而CNP-1000的进一步开发停止，转而支持西屋电器的ACP-1000。

中国于2013年宣布自主研发出ACP-1000（第三代反应堆），中国当局声称拥有该设计的全部知识产权。但在华龙一号开发成功后，迄今尚无建造ACP-1000反应堆的纪录。中国核工业集团原计划在福清核电站5号和6号反应堆装设ACP-1000反应堆，但后来改用华龙一号。[55]

CPR-1000 / ACPR-1000[编辑]

主条目：CPR-1000

CPR-1000是中国广核集团开发的第二代反应堆。它是中国装置数量最多的反应堆，已有22座在运行中。这种反应堆是中国在1990年代引进的法国900百万瓦三冷却回路反应堆为基础而开发出，目前大部分零件已在中国制造。但知识产权仍由阿海珐保留，中国广核集团自行开发的CPR-1000，其海外销售因此受到限制。[10]

中国第一座使用CPR-1000反应堆的是广东省大鹏湾岭澳核电厂3号机组，于2010年7月15日并网供电。[56]此型号反应堆的设计是随着中国零件水准不断提升而逐步完成。中国广核集团总经理舒国刚表示："一开始，我们仅有能力建造大亚湾核电厂的1%，其余全是外国公司建造。经过我们努力吸收知识，后来的岭澳核电厂二期工程的55%、红沿河核电站的70%、宁德核电厂的80%以及阳江核电厂的90%均为我们所承建。"[57]

中国广核集团于2010年发表ACPR1000反应堆设计，这是由CPR-1000转向第三代反应堆的设计进化，也将取代原先受知识产权限制的组件。中国广核集团的目标是到2013年能独立外销ACPR1000。[58]中国正在建造一些ACPR1000反应堆，但在出口方面，则决定由华龙一号取代。

华龙一号[编辑]

主条目：华龙一号
华龙一号（HPR1000）的主动和被动安全系统设计。[59]
红线-主动系统
绿线-被动系统
IRWST − 反应堆内再装料水储存槽。

华龙一号由中国核工业集团公司和中国广核集团公司联合研制，以中国核工业集团三回路ACP1000反应堆和中国广核集团ACPR1000反应堆为基础，而后者又以法国M310反应堆为基础而来。[60]

中国广核集团基于法国设计的M310压水式反应堆，开发出改良的第二代压水式反应堆，称为CPR-1000。[61]CPR-1000在中国目前兴建的反应堆中占有很大比例。而M310的基础设计则参考法国格拉沃利讷核电站的5号和6号机组。[62]中国广核集团于2014年初宣布CPR-1000由初步设计转向细部设计，输出功率为1,150百万瓦，设计使用寿命为60年，采用双安全壳，包含被动和主动安全系统。中国核工业集团的177燃料组件设计受到保留。[42]

设计整合后，两家公司保留自己的供应链，各自的华龙一号的型号将略有不同（中国广核集团建造的机组将保留ACPR1000的一些功能），但设计被认为是已标准化，约85%的零件将在中国国内制造。[63]

华龙一号的设计发电量为1,170百万瓦，净发电量为1,090百万瓦，设计使用寿命为60年，并将采用双安全壳，同时有被动和主动安全系统。[59]反应堆采用177个组装核心设计，换燃料棒周期为18个月。电厂利用率高达90%。中核工业集团表示，其主被动安全系统、双层安全壳等技术符合国际最高安全标准。[64]

华龙一号现在在很大程度上被视为将取代中国以前所有的反应堆，并已开始出口到海外。[65]

华龙二号[编辑]

中核工业集团计划在2024年开始建造华龙一号的后续版本，名为"华龙二号"。采用与华龙一号类似的技术，建造时间从5年缩短至4年，建造成本将会降低，每千瓦成本从17,000元人民币降低到13,000元人民币左右，降幅约为四分之一。[66][67]

CAP1400 (国和一号)[编辑]

主条目：Reactor designs（英语：State Nuclear Power Technology Corporation）

由国家电力投资集团于2020年9月推出根据西屋AP1000的设计，命名为国和一号（CAP1400）的反应堆，希望更能广泛部署。[68]

截至2023年，国务院核准兴建6座CAP1400，分别为海阳核电站3号及4号机组、廉江核电站1号及2号机组与三门核电站3号及4号机组。[69][70]三门核电站3号机组于2022年6月正式开工，海阳核电站3号机组于2022年7月正式动工。

第四代反应堆[编辑]

位于清华大学中的10兆瓦高温气冷实验反应堆（HTR-10）控制室。

中国正在开发几种第四代反应堆。 HTR-PM（高温气冷反应堆）正在建造中。 HTR-PM是AVR核反应堆（英语：AVR reactor）的后代，它部分也采用中国早期的10兆瓦高温气冷实验反应堆设计。另外也有钠冷快中子反应堆（CFR-600（英语：CFR-600））在兴建中。

ACP100小型模块化反应堆[编辑]

中国核工业集团公司于2019年7月宣布将于年底前在现有昌江核电厂西北侧开始建造示范小型模块化反应堆（ACP100）。 [71]ACP100于2010年开始设计，是第一个于2016年通过IAEA独立安全评估的小型模块化反应堆项目。此反应堆是可完全整合的反应堆模组，具有内部冷却系统，燃料棒更换周期为2年，可产生385百万瓦(MWt) 的热和大约125百万瓦 (MWe) 的电力。此外，它还具有一些被动式核安全（英语：Passive nuclear safety）特性，且可安装在地面之下。[72][73]

核能发电厂[编辑]

中国大陆核电站分布（浏览）
 已投入运营  建设中  确认筹建
中国位于黑河—腾冲线以西的部分（黄色）缺乏足够的水为传统核子反应堆做冷却用途。

中国大多数核能发电厂均位于沿海地区，通常使用海水直流的方式进行冷却。 《纽约时报》报导称中国将许多核能发电厂建在大城市附近，而人们担心一旦发生事故，可能有数千万人会受到辐射的影响。[14]邻近大亚湾核电厂和岭澳核电厂，在75公里半径内约有2,800万人口，香港也包括在内。[74]

未来项目[编辑]

在福岛事故发生，以及随之而来的新核能发电厂审批暂停后，国务院于2012年10月通过的目标是到2020年的新设装置容量达到60吉瓦，有30吉瓦设施在兴建中。中国于2015年设定的核能发电目标为到2030年的装置容量达到150吉瓦，占全国总发电量近10%，到2050年的装置容量达到240吉瓦，占总发电量的15%。

然而中国核能发电厂建设计划在从2016年到2018年期间再度中断，在此两年中无新的批准案件。中国建造AP1000和欧洲压水反应堆的延误，加上AP1000设计者西屋电器公司在美国宣告破产，为未来发展的方向带来不确定性。此外由于中国有些地区的发电量有过剩现象，在中国政府逐步放开发电产业的同时，电价是否能让核能发电有利可图，变得越来越不确定。[75][76]

一项于2018年刊载在期刊《国际核子工程（Nuclear Engineering International）》上的分析报告显示中国于2030年的装置容量可能低于计划的90吉瓦。[77]截至2023年，中国已有核能发电容量52吉瓦在营运中，在建的容量有21吉瓦（见本文下表）

《彭博社》报导称2020年全国人民代表大会通过于未来，每年建造6至8座反应堆，彭博社认为可能采用的均为华龙一号设计。[78]中国于2019年制定到2035年，核能发电新目标装置容量达到200吉瓦，占总发电量2,600吉瓦中的7.7%。[2]

独立电力生产商[编辑]

第一个成功获利的大型商业项目是大亚湾核电厂，由香港中电集团持股25%，70%的电力提供香港使用，占香港电力供应的20%。

为取得到2020年核能发电量达80吉瓦目标所需资金，中国开始向中国五大电力公司出让核电项目的部分股权：

前述五大电力公司与中国核工业集团和中国广核集团这一样，都是国资委之下的国有中央企业。然而这五大电力公司的不同之处是它们在香港设有上市子公司，并拥有广泛的地热能、水力和风能发电投资组合。

中国核电站概要[编辑]

有关每个反应器的详细信息，请参阅全球商用核反应堆列表#中国（英语：List of commercial nuclear reactors#China）。

中国核电站概要[79][6]
Nuclear power plant operational reactors reactors under construction reactors planned total
units net capacity
(百万瓦)		 units net capacity
(百万瓦)		 units net capacity
(百万瓦)		 units net capacity
(百万瓦)
白龙（英语：Guangxi Bailong Nuclear Power Project） — — 6 6,600 6 6,600
昌江 2 1,202 3 2,400 — 5 3,602
CEFR 1 20 — — 1 20
大亚湾 2 1,888 — — 2 1,888
防城港 3 3,090 1 1,090 2 2,200 6 6,380
方家山 2 2,024 — — 2 2,024
福清 6 6,000 — — 6 6,000
海阳 2 2,300 2 2,300 2 2,300 6 6,900
红沿河 6 6,366 — 6 6,366
惠州太平岭 — 2 2,232 2 2,200 4 4,432
岭澳 4 3,914 — — 4 3,914
陆丰 — 2 2,200 4 5,500 6 6,600
宁德 4 4,072 — 2 2,200 6 6,272
彭泽核电厂（彭泽） — — 2 2,200 2 2,200
秦山 7 4,110 — — 7 4,110
三澳[80] — 2 2,200 4 4,400 6 6,600
三门 2 2,314 2 2,314 4 4,628
石岛湾 1 200 2 2,800 — 3 3,000
台山 2 3,320 — — 2 3,320
桃花江 — — 4 4,400 4 4,400
田湾 6 6,080 2 2,200 — 8 8,280
咸宁 — — 2 2,200 2 2,200
霞浦 — 2 1,000 — 2 1,000
徐大堡 — 2 2,200 2 2,300 4 4,500
阳江 6 6,120 — — 6 6,120
漳州 — 2 2,200 4 4,400 6 6,600
Total 55 53,020 24 25,136 41 47,100 120 121,000

给定地点运行中/正在建造/计划中的容量数字应理解为该点的所有反应堆总和，而非个别反应堆的数字。

核燃料循环[编辑]

中国正评估于戈壁沙漠兴建高放射性废弃物（HLW）储存库，可能从2041年左右开始在甘肃省的北山附近兴建。[81]

中国从2010年代左右开始持续努力于核燃料再处理。[82]虽然这些工厂表面上看来是民用工厂，但人们对这类技术具有的军民两用特性感到担忧，[83]有媒体文章出现如"专家表示中国核燃料再处理后可成为武器级材料"的标题。[84][85][86]中国也率先在秦山核电厂的加压重水反应堆中采用一种再处理铀/贫铀混合物的"天然铀当量"技术。[87]这个技术与韩国率先使用的"DUPIC"（直接将压水反应堆用过的燃料置于加拿大重水铀反应堆中使用）技术有所不同，中国的过程会将反应堆级钚分离出来作其他用途，反应堆则仅将用过燃料中的铀作为燃料。[88]

生产核燃料公司[编辑]

研究[编辑]

大亚湾核反应堆微中子实验，此计划于2011年12月投入使用，已于2020年12月12日退役。

中国科学院于2011年启动TMSR-SF（一种由球床反应堆衍生的技术）研发项目，目的在制造气冷反应器，计划中的小型原型反应器TMSR-LF[89]将设于甘肃省[90]民勤县的一个工业园区内。[91]

国家电力投资集团公司于2019年2月与吉林省白山市政府签署白山核能供热示范计划合作协议，该计划将采用中国核工集团生产的反应堆DHR-400（区域供热反应堆，400百万瓦热装置容量 )。[92][93]

公众抗议[编辑]

福岛核灾发生之后，中国深具雄心的核能发电厂扩建计划遭到民间抗议。预计在长江南岸附近兴建的一座核能发电厂引发一场"省际争论"。争议中的场址位于江西省彭泽县，位于长江对岸的安徽省望江县政府希望将此计划搁置。[94]

有1,000多人于2013年7月在广东省江门市政府前进行抗议，要求当局放弃一计划中的铀加工设施，此设施将用作核能发电厂的重要供应地（参见江门鹤山反核事件）。最终中国官员将此国营计划取消。[95]

到2014年，由于公众反对，促使中国监管机构制定公共和媒体支持核能发电计划，开发商实施外展计划，包括安排厂址实地参访和设置游客中心。[96]

彭博社于2020年报导称，由于民众反对，导致内河沿岸核能发电厂的建设停止，并于2013年至少有一在广东省的核能发电建厂计划遭到取消。[78]

参见[编辑]

维基共享资源上的相关多媒体资源：中华人民共和国核工业

参考文献[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 China's nuclear power generation rises in 2018 – Xinhua | English.news.cn. xinhuanet.com. [2019-05-02]. （原始内容存档于2019-05-02）. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 China's nuclear power output jumps 18% year on year. World Nuclear News. 2020-02-24. 
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