中国核工业

**中華人民共和國核工業**自 20 世紀 50 年代中期開始，已經歷經數十年的發展。核工業是高度集成知識、技術、資金於一體的工業，故而發展核工業、研製核武器、建設核電站，不僅要求掌握現代科學技術的許多最新成果，還要求有強大的經濟力量和工業基礎。

中華人民共和國正在研發基於核分裂的第四代核反應爐，其中山東石島灣核電站一號機組已成功臨界，是世界上首座具有第四代反應爐的核電站。中國也通過國際熱核融合實驗反應爐（ITER）計劃參與核融合反應爐的開發。目前已在合肥構建了一個被稱為先進超導托卡馬克實驗裝置（EAST）的試驗性核融合反應爐；以及研究和開發釷燃料循環作為一個潛在的核分裂替代方法。

中國現有兩大核電公司，一個是主要經營北部的中國核工業集團公司，另一個是主要經營中國南部的中國廣核集團。隨著中國對能源需求的不斷增加、化石燃料消費所帶來的氣候變化以及化石燃料短缺，核電已被中國看成是傳統能源的替代品之一。2013 年，中國的「鈾濃縮技術」實現自主化和工業化應用，意味著中國核燃料的生產能力具備國際競爭力，2015 年 10 月，中廣核拿下英國核電項目 33% 的股權，標誌著華龍一號技術得到了歐洲已開發國家的認可。截止到 2021 年 12 月，中國在運行的核電機組達 54 個有容量 54GW，更多核反應爐已被規劃。

中國也計劃在 2030 年前，為「一帶一路」國家援建多達 30 座核電廠。在 2021 年的 COP26 上，中國宣布計劃將投入 4400 億，在 2035 年之前建造 150 座新的民用反應爐，進一步加快綠色能源轉型。

## 發展過程

1954 年蘇聯共產黨第一書記赫魯雪夫訪問中國時，中國共產黨主席毛澤東向其提出了核武器援助問題，赫魯雪夫委婉地拒絕了毛澤東的要求。1955 年，中國政府單方面決定開始原子彈、氫彈的預研。1957 年 4 月 24 日，聶榮臻召集陳賡、安東等人討論飛彈研究與仿製等問題，並說「搞飛彈事業不能平均使用力量，應遵照國務院總理周恩來講的以飛彈帶動其他的精神辦。」7 月，蘇聯方面同意向中國提供原子彈、飛彈樣品，並幫助中國建立核工廠。9 月 7 日，聶榮臻任團長，陳賡、宋任窮為副團長帶領中國政府工業代表團赴蘇聯，代表團其他成員有錢學森、李強、劉傑、萬毅、劉寅、王諍、張連奎等，就新技術援助問題進行會談。10 月 15 日，聶榮臻與蘇聯部長會議第一副主席別爾烏辛簽訂《中蘇國防新技術協定》。中蘇交惡後，蘇聯於 1960 年 7 月中斷了原子彈、氫彈方面的援助並撤出專家。不過中國已經得到了一些核武器的製造設備和許多技術援助，因此大大節省了研製時間，使中國在沒有西方工業底蘊的條件下也能迅速製出濃縮鈾。
1964 年 10 月 16 日，中國第一顆原子彈爆炸；1967 年 6 月 17 日，中國第一顆氫彈爆炸；1971 年 8 月，中國第一艘核潛艇試航。
在核反應爐方面，中國也取得了巨大的成績：

* 1985 年 3 月 20 日中國第一座自主設計和建造的核電廠 —— 秦山核電站在浙江海鹽開工，1991 年 12 月 15 日首次併網發電，並成為世界上第七個具備自主設計、自主建造、自主調試、和自主運營管理核電廠的國家。
* 1987 年中國第二座核電站大亞灣核電站開工建設，1994 年開始運營。這是中國第一個盈利的核電商業項目，其 70% 的電力出口香港，占香港電力供應的 20%。
* 1995 年 12 月中國實驗快堆立項，2010 年 7 月首次實現核臨界，從而成為世界上第 8 個擁有快堆技術的國家。
* 2006 年中國建成了世界上第一個 EAST 核融合實驗裝置，又稱人造太陽。
* 2011 年 1 月，中科院發布用釷燃料作為核分裂材料的科研方案。

2007 年國務院正式批准了國家發展改革委上報的《國家核電中長期發展規劃 (2005-2020 年)》。2008 年，發改委表示會在未來提高核電的比例，預計到 2020 年，裝機容量將超過 70 吉瓦，核電比例達到 4-5%。截至 2010 年底，中國正在運營的商業核電機組有 13 台，裝機容量為 1080 萬千瓦。另外，國家已批准核電機組 32 台，裝機容量 3486 萬千瓦；其中 25 台已開工建設，裝機容量 2773 萬千瓦。
2011 年初，中華人民共和國國務院辦公室建議，2020 年中國裝機容量不應超過 100GW，以避免燃料、設備和工人短缺，還表示中國將會改造全部第二代反應爐，並新建更可靠、更安全的第三代反應爐。

2011 年 3 月，日本福島第一核電站事故爆發，中華人民共和國國務院宣布停止審批核電站項目，並要求對全國核設施進行綜合安全檢查。雖然環保部副部長張力軍表明中國的核能源戰略將繼續，但是福島第一核電站事故導致社會輿論要求重新考慮核計劃。2012 年，中國政府恢復了核電站的建設，將 2020 年的目標保持在 40 吉瓦，長期規劃由 86 吉瓦調整為 70 至 75 吉瓦。

2013 年中共十八屆三中全會重新提出了在高安全標準下全面啟動 2020 年核能發展戰略，以確保更加清潔可靠的中國能源結構，避免燃煤電廠帶來的空氣污染。2013 年，中華人民共和國政府要求最大限度地在核反應爐技術製造和設計上自主開發，中國政府將建造更為先進的壓水堆如：CPR-1000 和 AP1000，以及更高溫度的反應爐如：球床反應爐，並計劃到本世紀中葉，完成快中子反應爐的開發。

2018 年 10 月，國家發改委表示，如果中國要在巴黎氣候協定將全球氣溫上升控制在 1.5°C 以下的目標發揮作用，到 2050 年中國的核電裝機容量必須增加到 554 GWe，在此期間核電在中國能源結構中的份額將從 4% 增加到 28%。

2021 年 9 月 12 日，山東石島灣核電站一號機組成功臨界，這是中華人民共和國第一座高溫氣冷堆商業核電站，也是世界上首座具有第四代反應爐的核電站。

羅馬尼亞國家核電公司曾計劃與中廣核集團合建該國切爾納沃德核電站兩個新核反應爐，但於 2020 年宣布放棄該計劃。

## 反應爐技術

### 聚變堆

* 慣性約束
* 磁約束

### 壓水反應爐

#### 第二代反應爐

* M310（法）：法國法瑪通公司的第二代核電技術，是 CPR 和 EPR 技術的前身。
* CP1000：中核集團在 M310 基礎上開發的第二代改進型反應爐。主要改進是「177 堆芯」、「單堆布置」和「雙層安全殼」，同時主要設備的國產化率達到了 80%-85%。
* CPR-1000：中廣核集團在 M310 基礎上開發的第二代改進型反應爐，由於法國阿海琺集團仍保留智慧財產權，限制了 CPR-1000 的海外銷售。截止 2010 年 6 月中國有十五機組正在建設，還有 15 個正在計劃。

#### 第三代反應爐

* ACPR1000：2010 年中國廣東核電集團有限公司宣布 ACPR1000 設計，希望將 CPR1000 提升到第三代的水平，這也將打破阿海琺仍保留 CPR1000 智慧財產權所帶的影響。中廣核的目的是能夠在 2013 年出口 ACPR1000。
* EPR（法）：為第三代反應爐。2007 中國與法國阿海琺公司開始了進口談判，現在 2 座反應爐建在台山，反應爐 4590 兆瓦，淨功率 1660 兆瓦。2008 年 10 月，阿海琺和中廣核宣布建立一個工程合資企業，合資公司中中方占有 55% 的股份。合資企業名稱為中琺國際核能工程有限公司，於 2013 年 4 月正式獨立運營。
* VVER（俄）：
  * 俄羅斯的 Atomstroyexport 公司為田灣核電站提供 AES-91 型核電機組和 VVER V-428 壓水堆。VVER-1000 屬於第三代反應爐，有 1060 兆瓦容量，由俄羅斯的 energoatom 公司負責維護。2012 年田灣核電站二期開工建設，將用同型號反應爐。
  * 2019 年 3 月 7 日，中國核工業集團與 Atomstroyexport 簽署了關於建設四座 VVER-1200s 的具體細節合同，其中兩個反應爐，一個位於田灣核電站，一個位於徐大堡核電站。建設工程將會在 2021 年 5 月開始，預計在 2026 年到 2028 年間，所有反應爐投入商業化運作。
* AP1000（美）：屬於第三代核反應爐，裝機容量 1250 兆瓦，將成為中國主要的反應爐類型。三門和海陽是世界上最先使用 AP1000 反應爐的核電站。這個技術在經過中國三門與海陽反應爐的驗證後才會大規模的部署。
* 國和一號（CAP1400）：
  * 在 2008 和 2009 美國西屋公司與國家核電技術有限公司及其他機構合作開發一個放大版本的 AP1000，大概 1400 兆瓦的能力，或可能是一個 1700 兆瓦的設計。中國將會對更大型的反應爐擁有自主智慧財產權。與美國西屋公司出口更大的反應爐成為可能。
  * 2009 年 12 月，一個中外合資企業開始在 10 兆瓦高溫氣冷實驗堆修建首個 CAP1400。
* 華龍一號（HPR1000）：是中國自主智慧財產權的第三代壓水堆核電站技術，由中國核工業集團及中國廣核集團聯合研發，是兩個集團分別研製的 ACP1000 與 ACPR1000 + 兩種三代核電技術融合的結果。「華龍一號」技術方案已被中國部分核電站機組採用，並出口巴基斯坦，計劃出口阿根廷和英國。
* 玲龍一號（ACP100）：是中國核工業建設集團推出的小型核反應爐，模塊化壓水堆，適用於分散式發電，ACP100 還能放置於船上成為浮動電站。

### 重水反應爐

* PHWR（加）：秦山三期工程採用加拿大提供的加拿大重水鈾反應爐（CANDU）技術。

### 高溫氣冷堆

* HTR：清華大學 10 兆瓦高溫氣冷實驗堆，石島灣核電站是此技術的一個 200 兆瓦商用示範項目。

## 組織

### 政府機構

* 國家原子能機構
* 國家核安全局（由生態環境部管理）

### 公司企業

* 中國核工業集團公司
* 中國廣核集團
* 國家電力投資集團
* 華能集團

### 核電站

中國大陸運行的核電機組，截至 2022 年 12 月 31 日共 55 台 （防城港核電廠 3 號機組尚未商轉），總運行裝機容量為 56985.74MWe。2022 年全國累計發電量為 83886.3 億千瓦時，核電機組累計發電量為 4177.86 億千瓦時，占全國累計發電量的 4.98%，核電設備平均利用率為 91.67%。

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## 參見

* 中華人民共和國能源政策
* 中華人民共和國能源結構
  * 中華人民共和國可再生能源
* 中華人民共和國核電站列表
* 各國核能政策
* 國家原子能機構
* 國家核安全局
* 北京核安保示範中心

## 參考文獻