GCNR研报 | 图解《世界核电厂运行实绩报告》(下)
图6展示了自1970年代以来全球核反应堆平均容量因子在过去几十年中的逐步提升的长期趋势。不同颜色代表了不同容量因子区间的反应堆所占的比例。从1970年到2023年,核反应堆的平均容量因子显著提升。特别是在1990年之后,容量因子为80-90%和>90%的反应堆比例大幅增加,说明全球核电站的运行效率不断提高。
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1970年至1989年:许多核反应堆的容量因子集中在50-70%的区间,低于70%的反应堆占比较大,这可能是由于当时技术不够成熟,核电站的运营效率较低。
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1990年至2019年:容量因子大于80%的反应堆比例大幅增加,特别是超过90%的反应堆占比显著上升。这说明核电站的运营效率有了显著提高,核反应堆的高效运行成为常态,技术的进步和运营管理的优化是主要原因。
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2020年至2023年:核反应堆的容量因子继续保持在较高水平。大多数核反应堆的容量因数都集中在80-90%和>90%的区间,表明全球核电站运行效率的持续高效,反映了现代核电技术的成熟和稳定。
表2 2023年开工建设的反应堆汇总表
2023年,全球新开工建设了六座大型压水堆,其中五座位于中国,一座位于埃及的El Dabaa核电站。四座反应堆(三门4号机组, 海阳4号机组, 廉江1号机组, 徐大堡 1号机组)采用CAP1000型号。埃及El Dabaa 3号机组采用VVER-1200,中国的陆丰6号机组采用华龙一号。这些反应堆的设计净容量较大,从1000MWe到1224MWe不等。显示出新一轮核电建设的高效能和技术先进性。这些反应堆的建设开始日期在2023年3月到11月之间。例如,中国三门4号机组和海阳4号机组在2023年3月和4月开工,而埃及的El Dabaa 3号机组则在5月开工。
表3 2023年底按国别划分的在建机组
截至2023年底,全球在建的核反应堆总数为61座,比2022年增加1座。这些在建反应堆主要分为压水堆(PWR)、沸水堆(BWR)、快中子堆(FBR)和重水堆(PHWR)等类型。在建反应堆主要集中在中国和印度等国,尤其是中国在建反应堆数量最多,表明其核电建设的持续增长。表3按国家和反应堆类型分类统计了截至2023年底全球在建的核反应堆数量。
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中国:中国有26座核反应堆在建,其中24座为压水堆(PWR),比2022年增加了4座。
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印度:印度共有8座反应堆在建,包括4座压水堆和3座重水堆。
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俄罗斯:俄罗斯有3座反应堆在建,包括2座压水堆和1座快中子堆。
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埃及:埃及有3座核反应堆在建,比2022年增加了1座。
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日本:日本有2座沸水堆在建。
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其他国家:阿根廷、巴西、法国、伊朗、土耳其等国家也各有1至4座核反应堆在建。还有一些国家在建反应堆数量有所减少,如斯洛伐克、南韩、英国和美国等。
表4 2023年反应堆并网情况汇总表
2023年,全球共有五座核反应堆首次并网发电,涉及中国、斯洛伐克、美国、白俄罗斯和韩国。这些反应堆大多采用先进的压水反应堆技术,展现了全球核电发展的多样性和持续增长。核反应堆的建设时间跨度较长,从开始建设到并网时间通常需要数年。例如,Vogtle 3号机组用了10年时间完成从建设到并网的全过程,而Mochovce 3号机组由于历史原因,建设中断了多年,最终在2023年成功并网。各核电站详细信息如下:
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防城港3号机组(中国):采用华龙一号技术,设计功率为1105MWe。建设开始于2015年12月24日,并于2023年1月10日首次并网。
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Mochovce 3号机组(斯洛伐克):采用VVER-440/V-213技术,设计功率为440MWe。建设早在1987年开始,但由于中断直到2015年重新启动,最终在2023年1月31日首次并网。
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Vogtle 3号机组(美国):采用AP1000技术,设计功率为1117MWe。建设于2013年3月2日启动,2023年3月31日首次并网。
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Ostrovets 2号机组(白俄罗斯):采用VVER V-1200/V-491技术,设计功率为1110MWe。建设开始于2014年4月27日,并于2023年5月13日首次并网。
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Shin-Hanul 2号机组(韩国):采用APR-1400技术,设计功率为1340MWe。建设于2013年6月19日开始,并于2023年12月21日首次并网。
图7 2023年并网发电新机组建设时间
2023年并网的五座核反应堆的建设时间较长,反映出核电项目的复杂性和长期性。与之前几年相比,2023年的反应堆建设时间有所增加,这可能与项目规模、选址的挑战和技术要求等因素有关。图7显示,2023年并网的核反应堆平均建设时间显著高于近年来的平均水平。2021年的中位数建设时间为88个月,2022年为89个月,而2023年为121个月。Shin Hanul 2号机组和Ostrovets 2号机组的建设时间都比这些地点的第一座反应堆要长。
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Shin Hanul 2号(韩国):建设时间最长,耗时126个月。
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Ostrovets 2号(白俄罗斯):建设耗时109个月。
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Vogtle 3号(美国):建设时间为121个月。
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Mochovce 3号(斯洛伐克):虽然其建设始于1987年,但实际建设时间为36个月,原因是其建设在中途暂停并在2015年重新启动。
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防城港3号(中国):建设时间为85个月。
图8 1986年开始建设的反应堆的运行状况
自1986年以来,核反应堆的建设趋势呈现波动,特别是在1986至1990年期间,由于受切尔诺贝利核电站事故影响一些项目被中断,最近几年才重新启动建设。图8展示了自1986年以来开始建设的核反应堆的运营状态,分为在建(绿色)、已投运(蓝色)和永久关闭(红色)的反应堆数量。
从2009年起,核反应堆建设显著增加,特别是在2010年,新增了多个核反应堆建设项目。但受福岛核事故影响,新建项目又一度停止。2017年后新的核反应堆建设又逐渐增多。大多数在建的核反应堆是在最近7年内启动的,还有一些中断多年的反应堆项目又重新启动,如斯洛伐克的Mochovce 3号、4号机组分别于1986年和1987年开建,1990年停建,2015年才重新启动。Mochovce 3号机组已于2023年1月并网,Mochovce 4号机组仍在建设中。
表5 2023年关停的反应堆
2023年关闭的五座核反应堆分别来自比利时、中国台湾和德国。这些反应堆在全球核电历史上运行多年,但由于去核政策原因而被永久关闭,表5展示了2023年永久关闭的五座核反应堆的详细信息。
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Tihange 2号(比利时):采用WH 3-loop技术,容量为1008MWe,1982年10月13日并网,2023年2月1日关闭。
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Kuosheng 2号(中国台湾):采用BWR-6技术,容量为985MWe,1982年6月29日并网,2023年3月14日关闭。
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Emsland(德国):采用Konvoi技术,容量为1335MWe,1988年4月19日并网,2023年4月15日关闭。
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Isar 2号(德国):采用Konvoi技术,容量为1410MWe,1988年1月22日并网,2023年4月15日关闭。
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Neckarwestheim 2号(德国):采用Konvoi技术,容量为1310MWe,1989年1月3日并网,2023年4月15日关闭。
图9 1954年至2023年反应堆的首次并网和关停情况
图9展示了核电发展的历史趋势,反映了自1954年至2023年全球核反应堆首次并网和永久关闭的数量变化。从1954年开始,核反应堆的并网数量(绿色)逐渐增加,尤其是在1970年至1989年达到了高峰期,每年并网的反应堆数量有时超过20座。特别是1985年至1986年,核电建设热潮达到顶峰,随后并网数量开始减少。自1990年以来,全球核电的扩展速度放缓,并且永久关闭(红色)的反应堆数量逐渐增加,特别是在一些实施核能淘汰政策的国家和地区,永久关闭的反应堆数量显著超过新并网的反应堆数量。2023年,有五座核反应堆并网,同时也有五座核反应堆永久关闭,因此2023年的全球可运行核反应堆数量没有净变化。
(续完)
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