深圳市区以东约40公里的大鹏半岛有着深圳唯一的国家级地质公园,火山岩、沙滩、海蚀崖等景观吸引了诸多市民周末郊游。在附近,一座家喻户晓的发电设施却鲜有居民踏足,这就是大亚湾核电站。
大亚湾核电站1994年投入商运,后来邻近建设了岭澳核电站一期、二期项目,以上统称为大亚湾核电基地。目前,基地3座核电站的6台核电机组总装机容量超过612万千瓦,这也是世界上最大的压水堆核电基地之一。
大亚湾核电站
作为国内核电领域的“老前辈”,大亚湾核电基地培养出了我国核能“黄金一代”,现今世界核能领域名列前茅的中国广核集团(以下简称中广核)也是在此基础上发展而来。
如今,当《每日经济新闻》记者于近日走进大亚湾核电站时,它已经安全稳定运行了30年。截至2024年12月31日,大亚湾核电基地六台机组累计上网电量9846.7亿度,等效减少标煤消耗超2.9亿吨,减排二氧化碳超8亿吨,环保效益相当于植树造林约221.6万公顷,可覆盖约20个香港陆地面积,为满足粤港澳大湾区电力供应、推动大湾区低碳能源转型发挥了积极作用。
“可抵御9级以下地震”
记者了解到,核电站是一种重资本、长建设周期的项目,前期建设投入大、回报较慢。实际上,建成投入使用之后,核电是不折不扣的现金奶牛,从中广核控股的中国广核(SZ003816)公司财报来看,售电业务回报长期稳定。
2023年和2024年上半年,中国广核分别实现营业收入825.49亿元和393.77亿元,其中销售电力收入分别为625.17亿元和303.74亿元,2024年上半年的电力销售毛利率在48.73%。有研究资料显示,2016年至2023年,中国广核ROE(净资产收益率)均值为11.61%。
岭澳核电站
核能发电清洁、高效,优势众多,其原理也并没有想象中复杂,和燃煤发电相似,本质上就是“锅炉烧开水”。“反应堆堆芯产生的能量将水在高压下加热到325℃,高温水通过管道进入蒸汽发生器,另一回路的冷水在此碰撞热水形成热蒸汽,两条回路互相独立,不直接接触,由产生的蒸汽推动汽轮机旋转发电。”中广核方面表示。
“华龙一号”核电机组反应堆厂房模型(左)和汽轮发电机厂房模型(右)
在大众眼中,核电站的安全性一直是最受关注的议题之一。迄今为止,人类历史上发生过三次较大的核事故,最近一次的2011年日本福岛核电站事故后,全球各国都放缓了核电核准与建设,直到2019年我国才每年均有新核准机组。
那么,核电站是如何保障安全的?
中广核方面介绍,核燃料棒由二氧化铀燃料芯块组成,每264根燃料棒构成一个组件,大亚湾核电站堆芯中共有157个核燃料组件。“核电站发电的热量来源于核裂变链式反应,我们有硼制成的控制棒,它可以吸收中子,将控制棒从上面插下去就能降低功率,达到停车的效果。”
在记者走访过程中,中广核不止一次提到了安全措施:大亚湾核电站反应堆厂房最外侧建有近1米厚的预应力钢筋混凝土构成的核岛安全壳,在堆芯设计上还有燃料包壳和压力壳,三层屏障保护着反应堆运转,避免放射性物质向环境释放。针对生产中可能遇到的突发情况,电厂还制定了各类应急预案,建设配备应急设施和资源装备,并定期检查维护,以确保随时可用。
此外,每18个月左右,大亚湾核电站就要进行一次大修,这被称为“换料大修”,相当于为核电机组做全身体检。
核燃料组件
当年建设的大亚湾核电站还属于第二代核电技术,目前,我国具有完整自主知识产权的三代核电技术“华龙一号”在安全性上又有多种升级。比如,“华龙一号”采用单反应堆设计,相较于大亚湾核电站的双反应堆,有利于减少维护工作量和失误风险。“华龙一号”还采用了双层安全壳设计,总厚度可达3.1米,甚至可以抵御大型商用飞机的撞击和9级以下地震。
资料显示,日本福岛核电站事故就因冷却系统停止运转,导致反应堆过热、堆芯熔毁。为吸取经验,“华龙一号”反应堆厂房顶部还设计了一圈高位水箱,即使冷却系统主备用电源失去电力,冷却水也能在重力作用下灌入堆芯,在72小时内保证堆芯温度。
2024年,大亚湾核电站完成了首个30年大修,7000多位核电人奋战近200天,共成功实施近200项技术改进,“而立之年”的大亚湾核电站将再次焕发出青春气息。目前,距大亚湾核电站初始设计寿命40年还有约10年时间,中广核正着手安排大亚湾核电站两台机组延寿相关材料及准备工作。
选址、建设难
2024年是核电“加速跑”的年份。当年8月,国务院常务会议决定核准江苏徐圩一期工程等五个核电项目,共计11台核电机组,核准规模为近年来新高。
而在提出建设大亚湾核电站的70年代,核电建设、运营经验都是0,如何建设核电站,资金、技术又从哪里来,个个都是“难念的经”。
在大亚湾核电基地的科技馆中,记者看到,一张张泛黄文件和老照片,述说着核电站选址、建设的艰难历程。
历史资料显示,1978年12月4日,邓小平同志访问法国,期间计划从法国引进两座核电站设备,预计投资为31.38亿美元。然而,当时中国的外汇储备仅有1.67亿美元,资金短缺成为建设核电站的主要难题。为解决资金难题和外汇缺口,中广核开创了“借贷建设、售电还贷、合资经营”的模式,打开了利用外资建设重大基础设施的新大门。
大亚湾核电站厂址原貌
从1983年开始,勘探队伍经历四年选址,综合考虑地质、水文、人口密度、自然灾害和地理需求等多方面因素后,核电站最终选址在大亚湾区域。“大亚湾核电站建立在一整块花岗岩上面,地基非常稳,而且周围没有地震带,自然灾害也非常少。”
1987年8月7日,大亚湾核电站正式开工建设。确保核电站长期安全运行的关键,是要有一支优秀的生产运行队伍。运营人才的短缺,让大亚湾核电管理层在电站建设伊始,就有意识地推动技术人才高起点培养。
1989年4月、1989年9月、1990年9月,中广核经过层层选拔后派出三批共计110余名学员远赴法国学习培训,他们被称为核电“黄金人”。“为什么叫黄金人?当时平均每个人学费是130万法郎,如果按当时的金价折算成等值的黄金,其重量接近一个成年人的体重。”中广核介绍,学成归来的“黄金人”在我国核电事业发展中也发挥着黄金般的作用。
经过几年摸索,以及和国际承建商合作,1994年,大亚湾核电站正式投入商用,这标志着中国核电事业完成了起步。中央彼时定下策略:成立一个大集团,用建成的核电站养活下一个核电站,当年就组建了中国广东核电集团,也就是中国广核集团的前身。
如今,中广核已经成为世界领先的核能公司,截至2024年12月30日,旗下上市公司中国广核管理28台在运核电机组和16台在建核电机组(包含中广核委托管理的8台机组)。
2024年5月25日,广西防城港核电站4号机组投入商运,标志着中广核“华龙一号”示范工程全面建成。如今,“华龙一号”已成为我国在建核电机组的主流型号。从大亚湾核电站时期的设备国产化率不足1%,到“华龙一号”带动上下游5400多家核电设备企业实现400多项关键设备自主化,我国已实现了核电整机设备100%国产化能力。
未来几年,核电还将迎来更多机遇。2024年12月15日,在2025年全国能源工作会议上,国家能源局党组书记、局长王宏志表示,目前我国核电在运在建规模升至世界第一。2025年,我国将核准开工一批条件成熟的沿海核电项目,稳步推进在建核电工程建设。到2025年底,在运核电装机将达到6500万千瓦。
插图及封面图片来源:每经记者 孔泽思 摄