“未来15年仍是我国核电发展的重要战略机遇期，到2035年，我国核电在运和在建装机容量将达到2亿千瓦左右，发电量约占全国发电量的10%左右。” 4月14日，在中国核能行业协会举办的“中国核能可持续发展论坛”上，该协会副理事长兼秘书长张廷克作出预测。
中国核能行业协会当天发布的《中国核能发展报告2021》指出，在碳达峰、碳中和目标下，我国能源电力系统清洁化、低碳化转型将提速，核能作为近零排放的清洁能源，预计保持较快发展态势，自主三代核电会按照每年6-8台的核准节奏，实现规模化批量化发展。预计到2025年，我国核电在运装机7000万千瓦左右，在建约5000万千瓦；到2030年，核电在运装机容量达到1.2亿千瓦，核电发电量约占全国发电量的8%。
针对上述预期，参会专家普遍认为，“十四五”期间核能产业发展不仅要扩大规模，更要加快由核电向核能综合利用的转型，同时通过科技创新和产业协同，推进核安全治理现代化，不断提升核能的安全性和经济性，拓展产业发展空间。
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量质并举 速效并重
近年来，我国核电建设在确保安全的前提下稳步发展，坚持量质并举、速效并重。“十三五”期间，国内核电机组保持安全稳定运行，新投入商运机组20台，新增装机容量2344.7万千瓦，核能发电占比由2016年的3.5%提升至2020年的约5%；新开工核电机组11台，装机容量1260.4万千瓦，在建机组装机容量保持全球第一。
张廷克指出，核电产业链长、技术密集、科技含量高、投资强度大，经过多年连续不间断地建设、运营，我国已具备较高水平的核电全产业链能力和迈向核电强国的产业基础。
国家核安全局副局长郭承站介绍，过去五年，华龙一号、AP1000、EPR全球首堆在我国相继建成投产，国和一号、高温气冷堆等自主技术示范工程建设进展顺利，我国核电建设率先迈入三代时代。“另外，小型堆、四代堆等新一代核能系统研发与国际水平基本同步，新一代‘人造太阳’装置建成并实现了首次放电。”
“高温气冷堆、钠冷快堆等四代技术正在建设示范工程，预计分别于今年和2025年前建成投运，另外多种小堆技术也基本具备示范条件。”国家能源局总经济师郭智透露。
据了解，“十三五”期间，我国核电装备制造国产化和自主化能力不断提升，掌握了一批具有自主知识产权的核电关键设备制造技术，三代自主核电综合国产化率达到了88%以上，形成了每年8—10台套核电主设备供货能力，建设施工能力保持了全球领先。
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综合利用 小堆蓄力
我国核能产业实现规模化发展的同时，也面临转型挑战，即从发展核电向核能综合利用拓展，借助大堆、小堆两条路径，打破单一发电的“天花板”。
张廷克表示，随着核电技术的不断突破和安全性、经济性提升，大型核电机组综合利用范围将进一步扩大，小型模块化反应堆也将在供电、供热、工业制氢、海水淡化等多个应用领域迎来重要发展机遇。“核电发展还将带动国内装备制造业、建筑安装行业发展，促进我国创新能力提升。”
大型堆方面，批量化、型谱化研发建设正在推进。今年《政府工作报告》明确提出，“在确保安全的前提下积极有序发展核电”。不久前发布的“十四五”规划也指出， “安全稳妥推动沿海核电建设。”
对于小型堆，中国核能行业协会专家委常务副主任赵成昆介绍，为扩大核能应用范围，适应低碳能源发展需求，过去十年我国陆续开发出面向不同应用领域和市场需求的小型堆，部分技术已经具备开展示范的工程条件。
资料显示，目前我国正在开发和落地建设、适用陆地和海洋应用的小型堆共有10种，几乎全部为压水堆，大部分处于设计阶段。赵成昆认为，目前小型堆最大的应用市场在工业和居民供热领域。另外，海水淡化、制氢以及海洋开发能源供给均有较好前景。
“供热是全球最大的终端能源消费领域，追求电力低碳化的同时，需要兼顾供热领域的低碳化，核能利用尤其是小型堆在该领域市场空间广阔。” 赵成昆指出，“小型堆建设周期短，在选址方面灵活性较大，安全性好，很适宜作为供热热源。”
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补齐短板 降本增效
从核电到核能，再到参与新型电力系统运转，核能产业亟需补齐短板。
“一方面，受制于国内技术能力和工艺制造水平，少数技术含量高、工艺难度高的关键设备或核心零部件的设计制造技术仍未掌握；另一方面，国内企业具备一定研发能力，但由于技术人才短缺、产品市场份额小，加上核电设备质保管理体系严格，导致自主研发意愿不强。”中国核能行业协会专家委政策研究组组长黄峰直言我国在先进核电技术方面的软肋。
黄峰指出，基础能力薄弱是制约先进核电技术自主化发展的最大短板，另外部分已经国产化的设备难以在工程实践中得到推广应用。“如仪控设备等，因为配套设施不健全，加之高昂的研发及转换成本与成熟产品市场价格存在矛盾，企业行业存在壁垒，信息不对称，资源缺乏统筹协调。”
成本是决定竞争力的关键因素，也是市场选择的核心考量。作为我国新建核电的主力堆型，三代核电经济性及市场竞争力备受关注。中国核能行业协会副理事长、中核集团副总经理曹述栋指出，三代核电建设投资若控制在1.3万元/千瓦以内，与其他清洁能源相比才更具竞争力，但目前的造价在1.7万元/千瓦左右，仍有下降空间。
对于小堆推广落地较慢的困境，赵成昆认为，小堆的经济性一定程度上影响了投资者的参与热情。“当前需要努力实现小堆系统要求简化，向标准化、批量化、模块化等方向发展，以有效提高其竞争力。目前国内尚不具备一套相对完整的适用于模块化小堆发展的法规标准和用户要求，这些法规标准涉及项目核准、安全评审、核应急以及安保等领域，需逐步补充和完善。”
评论：核能技术创新要快马加鞭
文丨朱学蕊
看展看势，更看挑战！
中国国际核电工业展自2011年至今已今举办六届，见证了中国核电产业调整蜕变、加速自主创新的十年。期间， AP1000和EPR全球首堆先后投产，三门一期、海阳一期、台山一期项目全面建成；采用华龙一号自主三代核电技术的全球首堆投产发电，位于沿海四省的后续项目开启了华龙一号批量化建设；国和一号自主三代核电研发完成，示范工程开工建设；高温气冷堆示范工程顺利实现全面调试，预计今年年内并网发电。可以说，我国核电技术实现了由二代向三代的跨越，而且，以此为带动，设计研发、材料攻关、装备制造、建设安装、产业协同等产业链各个环节均实现了飞跃。
作为国家名片和国之重器，核电的诸多创新成果，亮相历届核电展，足以振奋人心。然而，展览也悄然传递出这样的信号：核电产业的创新节奏和速度似乎放缓了，产品和技术迭代的活跃度，以及市场主体的亢奋度，远不及 “风光储”这样的新兴产业。
作为技术密集、科技含量高的国家战略性产业，核电产业科技创新的势头缘何没那么强劲了？原因应该是多方面的。
首先，与“风光”等新能源产业相比，核电产业投资大、研发和建设周期长，产业链联动效应明显。一般情况下，单个项目投资动辄上百亿，而且需要5年左右的时间建成，整体性能的考验周期也在一年以上，导致创新成本高，创新周期长，创新成果显现较慢。例如，华龙一号三代核电技术从初始研发到开工建设，历程长达近20年。国和一号也是历经十年时间，才完成引进、消化、吸收和再创新任务。
另外，相关设备研发制造紧密依托项目本身，全周期投资和成果落地也并非一蹴而就。过去十年，核电关键设备和材料取得了重大突破，综合国产化率超过了85%，制造企业付出了巨大努力。但即便如此，还有少数技术含量高、工艺难度大的关键设备或核心零部件的设计制造技术没有掌握，短板依然存在。
其次，任何一个产业要持续创新，都离不开产业规模和市场需求的支撑，核电更是如此。过去十年，我国核电发展政策几经调整，总体在相对谨慎的政策引导中稳步发展，业主和制造企业最直观的感受就是项目少、订单少，甚至有些大型制造企业在用其他业务支撑核电业务生存，有些民营制造企业更是受核电业务拖累，陷入生存危机而一蹶不振，不得不感叹“活都活不下去了，还哪有心思去创新？”反观风电、光伏、储能等新能源产业，因为产业发展快、市场需求大，刺激基础材料、整机、电池等产品的创新研发频率明显加快，尤其在新型电力系统建设的背景下，“风光储”在市场蓬勃度和产品更新方面，可以说竞争已经白热化。所以，通过展览可以管中窥豹，市场和产业规模是激励创新的核心钥匙，而核电这些年恰恰错失了。
第三，产业协同不够，或者说产业壁垒的存在，很大程度上制约了创新的意愿和程度。正如业内专家所言，部分已经国产化的设备难以在工程实践中得到推广应用，有些设备因研发及转换成本高昂而与成熟产品市场价格存在矛盾，导致无法应用，加之企业之间各自为政，关起门来搞研发，优质资源无法统筹协调，导致好技术、好成果只能当展品，无法成为产品，更无法创造价值。
创新驱动发展，创新引领变革。碳达峰、碳中和目标赋予中国能源产业结构调整和绿色发展新的历史使命，也给所有低碳能源带来新的历史机遇。在此背景下，核能要与“风光”等可再生能源同台竞技，必须客观认识到科技创新的紧迫性和客观制约条件，尽快补短板、强软肋，以求更多发展空间，助力低碳能源体系建立和社会经济绿色发展。