中國的海上浮動核電站時代已經來臨。
最近,中船重工和中海油已經與國內核電巨頭牽手開發這種核電站。
海上浮動核電站也稱海洋核動力平臺,是小型核反應堆與船舶工程的有機結合,可為海洋石油開采和偏遠島嶼提供安全、有效的能源供給,也可用于大功率船舶和海水淡化領域。
近日,中國國家原子能機構主任、國家國防科技工業局局長許哲達在國內首部涉核領域的《中國的核應急》白皮書發布會上透露,中國的海上浮動核電站正在規劃當中。他說,中國致力于建設海洋強國,所以海洋資源一定要充分地挖掘利用。
海洋核動力平臺屬國內首創。盡管中國核動力平臺的研發已有近50年歷史,已擁有多艘核動力艦船,民用核動力船舶建造尚無先例?!斑@在技術上已經沒有問題。”接受《第一財經日報》記者采訪的中國工程院院士、輻射防護和環境保護專家潘自強說。
哪里需要去哪里
目前中船重工七一九所已完成了海洋核動力平臺的兩種技術方案。一種為浮動式核電站,即將核電站布置于浮動式平臺上;另一種為可潛式核電站,除滿足浮動式核電站性能要求外,還可滿足在惡劣海況下,平臺下潛至水下工作的需求。
“總體上說,海上浮動核電站與陸地上的核電站沒有什么區別?!迸俗詮妼Ρ緢笥浾哒f,它們的區別是,前者主要是在海上。
海上浮動核電站的技術原理非常簡單,好比是把一個在縮小版的陸地核電站移植到船舶身上。當然,由于陸地環境和海洋環境存在巨大差異,相關的技術要求自然有異。這意味著,海上浮動核電站在設計、建造和運行方面還需解決諸多的技術難題。
即便和國內成熟的核動力潛艇技術相比,海上浮動核電站在裝置等方面也與前者有著技術上的差異。中核集團一位專家向本報記者分析,以核動力破冰船來說,破冰船本身的結構與潛艇和航母都不一樣,目前中國計劃打造的核動力破冰船,其整個結構的設計以及相關方案還在進行中。
中核集團在2014年稱,破冰船作為極地考察不可缺少的工具,中核集團將全力以赴推動破冰船研發項目。
海上浮動核電站的最大特點是可以在浩瀚的海洋之中自由移動,能夠達到“哪里需要到哪里去”的要求。它既可以為近岸的大型港口工業基地提供電力,也可以為遠洋作業的海上石油、天然氣開采平臺提供電力。
有業內人士分析,發展海洋浮動核電站技術,將有助于提升中國的遠洋海上資源開發能力,比如在遠離大陸數百甚至上千公里的西沙群島、南沙群島等南海海域的海上資源開采。與此同時,海洋浮動核電站還可以作為應對各種緊急情況的備用電源,為遭受自然災害襲擊的地區提供電源,從而提升中國面對災害時的應急能力。
核動力是利用可控核反應來獲取能量而得到動力。這種動力之強大和持久,使得其他動力在其面前都會黯然失色。比如,前蘇聯在1954年制造的一艘命名為“列寧號”的核動力破冰船,其動力心臟是一個壓水式核反應堆,這艘核動力破冰船帶上10千克鈾,就相當于帶上25000噸標準煤。
公開資料顯示,俄羅斯是目前世界上正在建設海上浮動核電站的國家。2010年1月,“羅蒙諾索夫院士”號在圣彼得堡波羅的海船廠開建。俄羅斯正在擬建造8座海上浮動核電站,為其濱海城市的供電、供熱和海水淡化工程等提供能源。
核電專家溫鴻均對本報記者說,在海上進行資源開發,利用核動力發電比利用石油發電實惠得多。
千億元市場
“中船重工是我國拿到海上核電路條的第一家企業。”《中國證券報》最近引述中船重工資產經營管理有限公司總經理吳忠的話說,中船重工七一九所將會依托其自身的優勢資源,用5年的時間建成國內最強的海洋核動力平臺產業集團。
吳忠稱,僅就海上石油鉆采方面的需求而言,未來市場規模就逾1000億元。根據測算,渤海灣每年將形成500億元的核動力裝備制造產值,而南海的規模則會更多。
報道還引述中船重工七一九所副總工程師朱涵超的話說,中船重工的海洋核動力平臺示范工程建設投資約為30億元。建成后,在全壽期40年內通過售電可實現銷售收入約226億元。為滿足渤海油田的能源需求,集團將先后批量建設近20座海洋核動力平臺。
中船重工海上浮動核電站的反應堆技術則由中核集團和中廣核等核電企業提供。2015年12月30日,國家發改委復函同意中廣核申報的ACPR50S海洋核動力平臺納入能源科技創新“十三五”規劃。
中廣核研發的ACPR50S海上小型堆技術,單堆熱功率為200MW,相當于陸上百萬級千瓦的核反應堆的1/5,可為海上油氣田開采、海島開發等領域的供電、供熱和海水淡化提供電力。該公司正在開展ACPR50S小型堆示范項目的初步設計工作,預計2017年啟動示范項目建設,2020年建成發電。
中核集團研發海上小型堆形技術名叫ACP100S。2015年5月的第三屆能源論壇上,中國核動力研究設計院多用途模塊化小堆總設計師宋丹戎稱,用于海上石油開采方案的浮動式核電站ACP100S已完成總體方案設計,其設計、試驗、關鍵設備研制等環節均已貫通,可很快具備工程應用條件。
ACP100S計劃2016年完成工程初步設計,工程開工;2017年,完成工程主系統施工設計,船體下水;2018年,完成電站主設備安裝;2019年,電站建造調試完成,并投入運行。
宋丹戎稱,ACP100S結構緊湊、重量集中、重心低、抗傾斜,搖擺能力和抗沖能力強,反應堆相關的主設備均開展過抗沖擊試驗。設計時,充分考慮海上臺風、海冰、雪載荷等對核動力裝置的影響。反過來,反應堆也滿足國標對放射性排放的要求,其發電成本與現有海上油氣開采能源供應方式相比有較大的經濟優勢。