中国的海上浮动核电站时代已经来临。

最近,中船重工和中海油已经与国内核电巨头牵手开发这种核电站。

海上浮动核电站也称海洋核动力平台,是小型核反应堆与船舶工程的有机结合,可为海洋石油开采和偏远岛屿提供安全、有效的能源供给,也可用于大功率船舶和海水淡化领域。

近日,中国国家原子能机构主任、国家国防科技工业局局长许哲达在国内首部涉核领域的《中国的核应急》白皮书发布会上透露,中国的海上浮动核电站正在规划当中。他说,中国致力于建设海洋强国,所以海洋资源一定要充分地挖掘利用。

海洋核动力平台属国内首创。尽管中国核动力平台的研发已有近50年历史,已拥有多艘核动力舰船,民用核动力船舶建造尚无先例。“这在技术上已经没有问题。”接受《第一财经日报》记者采访的中国工程院院士、辐射防护和环境保护专家潘自强说。

我国唯一自主知识产权的海上浮动核电站立项(资料图)

哪里需要去哪里

目前中船重工七一九所已完成了海洋核动力平台的两种技术方案。一种为浮动式核电站,即将核电站布置于浮动式平台上;另一种为可潜式核电站,除满足浮动式核电站性能要求外,还可满足在恶劣海况下,平台下潜至水下工作的需求。

“总体上说,海上浮动核电站与陆地上的核电站没有什么区别。”潘自强对本报记者说,它们的区别是,前者主要是在海上。

海上浮动核电站的技术原理非常简单,好比是把一个在缩小版的陆地核电站移植到船舶身上。当然,由于陆地环境和海洋环境存在巨大差异,相关的技术要求自然有异。这意味着,海上浮动核电站在设计、建造和运行方面还需解决诸多的技术难题。

即便和国内成熟的核动力潜艇技术相比,海上浮动核电站在装置等方面也与前者有着技术上的差异。中核集团一位专家向本报记者分析,以核动力破冰船来说,破冰船本身的结构与潜艇和航母都不一样,目前中国计划打造的核动力破冰船,其整个结构的设计以及相关方案还在进行中。

中核集团在2014年称,破冰船作为极地考察不可缺少的工具,中核集团将全力以赴推动破冰船研发项目。

海上浮动核电站的最大特点是可以在浩瀚的海洋之中自由移动,能够达到“哪里需要到哪里去”的要求。它既可以为近岸的大型港口工业基地提供电力,也可以为远洋作业的海上石油、天然气开采平台提供电力。

有业内人士分析,发展海洋浮动核电站技术,将有助于提升中国的远洋海上资源开发能力,比如在远离大陆数百甚至上千公里的西沙群岛、南沙群岛等南海海域的海上资源开采。与此同时,海洋浮动核电站还可以作为应对各种紧急情况的备用电源,为遭受自然灾害袭击的地区提供电源,从而提升中国面对灾害时的应急能力。

核动力是利用可控核反应来获取能量而得到动力。这种动力之强大和持久,使得其他动力在其面前都会黯然失色。比如,前苏联在1954年制造的一艘命名为“列宁号”的核动力破冰船,其动力心脏是一个压水式核反应堆,这艘核动力破冰船带上10千克铀,就相当于带上25000吨标准煤。

公开资料显示,俄罗斯是目前世界上正在建设海上浮动核电站的国家。2010年1月,“罗蒙诺索夫院士”号在圣彼得堡波罗的海船厂开建。俄罗斯正在拟建造8座海上浮动核电站,为其滨海城市的供电、供热和海水淡化工程等提供能源。

核电专家温鸿均对本报记者说,在海上进行资源开发,利用核动力发电比利用石油发电实惠得多。

千亿元市场

“中船重工是我国拿到海上核电路条的第一家企业。”《中国证券报》最近引述中船重工资产经营管理有限公司总经理吴忠的话说,中船重工七一九所将会依托其自身的优势资源,用5年的时间建成国内最强的海洋核动力平台产业集团。

吴忠称,仅就海上石油钻采方面的需求而言,未来市场规模就逾1000亿元。根据测算,渤海湾每年将形成500亿元的核动力装备制造产值,而南海的规模则会更多。

报道还引述中船重工七一九所副总工程师朱涵超的话说,中船重工的海洋核动力平台示范工程建设投资约为30亿元。建成后,在全寿期40年内通过售电可实现销售收入约226亿元。为满足渤海油田的能源需求,集团将先后批量建设近20座海洋核动力平台。

中船重工海上浮动核电站的反应堆技术则由中核集团和中广核等核电企业提供。2015年12月30日,国家发改委复函同意中广核申报的ACPR50S海洋核动力平台纳入能源科技创新“十三五”规划。

中广核研发的ACPR50S海上小型堆技术,单堆热功率为200MW,相当于陆上百万级千瓦的核反应堆的1/5,可为海上油气田开采、海岛开发等领域的供电、供热和海水淡化提供电力。该公司正在开展ACPR50S小型堆示范项目的初步设计工作,预计2017年启动示范项目建设,2020年建成发电。

中核集团研发海上小型堆形技术名叫ACP100S。2015年5月的第三届能源论坛上,中国核动力研究设计院多用途模块化小堆总设计师宋丹戎称,用于海上石油开采方案的浮动式核电站ACP100S已完成总体方案设计,其设计、试验、关键设备研制等环节均已贯通,可很快具备工程应用条件。

ACP100S计划2016年完成工程初步设计,工程开工;2017年,完成工程主系统施工设计,船体下水;2018年,完成电站主设备安装;2019年,电站建造调试完成,并投入运行。

宋丹戎称,ACP100S结构紧凑、重量集中、重心低、抗倾斜,摇摆能力和抗冲能力强,反应堆相关的主设备均开展过抗冲击试验。设计时,充分考虑海上台风、海冰、雪载荷等对核动力装置的影响。反过来,反应堆也满足国标对放射性排放的要求,其发电成本与现有海上油气开采能源供应方式相比有较大的经济优势。