各种各样的发电方式.doc

. 各种电力发电方式（一） 电力工业是国民经济的重要基础工业，是国家经济发展战略中的重点和先导产业，它的发展是社会进步和人民生活水平不断提高的需要，中国作为一个电力大国，电力来源很多，有火电、水电、风电、太阳能、核电等，这里为同学们简要介绍一下。1、火力发电 火力发电（thermal power，thermoelectricity power generation），利用可燃物在燃烧时产生的热能，通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式。中国的煤炭资源丰富，1990年产煤10.9亿吨，其中发电用煤仅占12%。火力发电仍有巨大潜力最早的火力发电是1875年在巴黎北火车站的火电厂实现的。随着发电机、汽轮机制造技术的完善，输变电技术的改进，特别是电力系统的出现以及社会电气化对电能的需求，20世纪30年代以后，火力发电进入大发展的时期。火力发电机组的容量由200兆瓦级提高到300600兆瓦级（50年代中期），到1973年，最大的火电机组达1300兆瓦。大机组、大电厂使火力发电的热效率大为提高，每千瓦的建设投资和发电成本也不断降低。到80年代后期，世界最大火电厂是日本的鹿儿岛火电厂，容量为4400兆瓦。但机组过大又带来可靠性、可用率的降低，因而到90年代初，火力发电单机容量稳定在300700兆瓦。，其所占中国总装机容量约在70%以上。火力发电所使用的煤，占工业用煤的50%以上。目前我国发电供热用煤占全国煤炭生产总量的50%左右。大约全国90%的SO2排放由煤电产生，80%的CO2排放量由煤电排放。1 2、风力发电 风力发电是把风的动能转为电能。 风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74109MW，其中可利用的风能为2107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风很早就被人们利用-主要是通过风车来抽水、磨面等，而现在，人们感兴趣的是如何利用风来发电。风力发电图 风能是一种潜力很大的新能源，十八世纪初 ，横扫英法两国的一次狂暴大风，吹毁了四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船，并有数千人受到伤害，二十五万株大树连根拔起。仅就拔树一事而论，风在数秒钟内就发出了一千万马力(即750万千瓦；一马力等于075千瓦)的功率!有人估计过，地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所提供能量的三分之一。因此，国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源。利用风力发电的尝试，早在二十世纪初就已经开始了。三十年代，丹麦、瑞典、苏联和美国应用航空工业的旋翼技术，成功地研制了一些小型风力发电装置。这种小型风力发电机，广泛在多风的海岛和偏僻的乡村使用，它所获得的电力成本比小型内燃机的发电成本低得多。不过，当时的发电量较低，大都在5千瓦以下。内蒙古草原上的风力发电机目前，据了解，国外已生 产出15，40，45，100，225千瓦的风力发电机了。1978年1月，美国在新墨西哥州的克莱顿镇建成的200千瓦风力发电机，其叶片直径为38米，发电量足够60户居民用电。而1978年初夏，在丹麦日德兰半岛西海岸投入运行的风力发电装置，其发电量则达2000千瓦，风车高57米，所发电量的75%送入电网，其余供给附近的一所学校用。1979年上半年，美国在北卡罗来纳州的蓝岭山，又建成了一座世界上最大的发电用的风车。这个风车有十层楼高，风车钢叶片的直径60米；叶片安装在一个塔型建筑物上，因此风车可自由转动并从任何一个方向获得电力；风力时速在38公里以上时，发电能力也可达2000千瓦。由于这个丘陵地区的平均风力时速只有29公里，因此风车不能全部运动。据估计，即使全年只有一半时间运转，它就能够满足北卡罗来纳州七个县1%到2%的用电需要。 3、水力发电 水力发电站是利用水位差产生的强大水流所具有的动能进行发电的电站，简称“水电站”。利用河流的水能推动水轮机带动发电机组而发电的工业企业。优点：不用燃料、成本低、不污染环境、机电设备制造简单、操作灵活等。同时发电水工建筑物可与防洪、灌溉、给水、航运、养殖等事业结合，实行水利资源综合利用。缺点：基建投资大、建设周期长、受自然条件局限等。三峡水电站水力发电的基本原理是利用水位落差 ，配合水轮发电机产生电力，也就是利用水 的位能转为水轮的机械能，再以机械能推动发电机，而得到电力。科学家们以此水位落差的天然条件，有效的利用流力工程及机械物理等，精心搭配以达到最高的发电量，供人们使用廉价又无污染的电力。而低位水通过吸收阳光进行水循环分布在地球各处，从而回复高位水源。于1882年，首先记载应用水力发电的地方是美国威斯康辛州。到如今，水力发电的规模从第三世界乡间所用几十瓦的微小型，到大城市供电用几百万瓦的都有。4、潮汐能发电在海湾或感潮河口，可见到海水或江水每天有两次的涨落现象，早上 潮汐发电 的称为潮，晚上的称为汐。潮汐作为一种自然现象，为人类的航海、捕捞和晒盐提供了方便。这种现象主要是由月球、太阳的引潮力以及地球自转效应所造成的。涨潮时，大量海水汹涌而来，具有很大的动能；同时，水位逐渐升高，动能转化为势能。落潮时，海水奔腾而归，水位陆续下降，势能又转化为动能。海水在运动时所具有的动能和势能统称为潮汐能。潮汐是一种蕴藏量极大、取之不尽、用之不竭、不需开采和运输、洁净无污染的可再生能源。建设潮汐电站，不需要移民，不淹没土地，没有环境污染问题，还可以结合潮汐发电发展围垦、水生养殖和海洋化工等综合利用项目。2 潮汐发电利用 潮汐能的主要利用方式是潮汐发电。潮汐发电与普通水利发电原理类似，通过出水库，在涨潮时将海水储存 潮汐发电原理图 在水库内，以势能的形式保存，然后，在落潮时放出海水，利用高、低潮位之间的落差，推动水轮机旋转，带动发电机发电。差别在于海水与河水不同，蓄积的海水落差不大，但流量较大，并且呈间歇性，从而潮汐发电的水轮机结构要适合低水头、大流量的特点。潮汐发电是水力发电的一种。在有条件的海湾或感潮口建筑堤坝、闸门和厂房，围成水库，水库水位与外海潮位之间形成一定的潮差(即工作水头)，从而可驱动水轮发电机组发电。与潮汐发电相关的技术进步极为迅速，已开发出多种将潮汐能转变为机械能的机械设备，如螺旋浆式水轮机、轴流式水轮5、地热发电 地热发电是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术。其基本原理与火力发电类似，也是根据能量转换原理，首先把地热能转换为机械能，再把机械能转换为电能。地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程或称为地热发电。 1904年，意大利托斯卡纳的拉德瑞罗，第一次用地热驱动0.75马力的小发电机投入运转，并提供5个100瓦的电灯照明，随后建造了第一座500千瓦的小型地热电站。地热能是来自地球深处的可再生热能，它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。地下水深处的循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后，把热量从地下深处带至近表层。地热能的储量比人们所利用的能量总量还要多，大部分集中分布在构造板块边缘一带。地热能不但是无污染的清洁能源，而且如果热量提取速度不超过补充的速度，那么 地热发电 热能还是可再生的。随着化石能源的紧缺、环境压力的加大，人们对于清结可再生的绿色能源越来越重视，但地热能在很久以前就被人类所利用。早在20世纪40年代，意大利的皮也罗吉诺尼康蒂王子在拉德雷罗首次把天然的地热蒸汽用于发电。地热发电，是利用液压或爆破碎裂法将水注入到岩层中，产生高温水蒸气，然后将蒸汽抽出地面推动涡轮机转动，从而发电。在这过程中，将一部分未利用的蒸汽或者废气经过冷凝器处理还原为水回灌到地下，循环往复。简而言之，地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转变过程。针对温度不同的地热资源，地热发电有4种基本发电方式，即直接蒸汽发电法、扩容（闪蒸法）发电法、中间介质（双循环式）发电法和全流循环式发电法。地热发电至今已有近百年的历史了，新西兰、菲律宾、美国、日本等国都先后投入到地热发电的大潮中，其中美国地热发电的装机容量居世界首位。在美国，大部分的地热发电机组都集中在盖瑟斯地热电站。盖瑟斯地热电站位于加利福尼亚州旧金山以北约20公里的索诺马地区。1920年在该地区发现温泉群、喷气孔等热显示，1958年投入多个地热井和多台汽轮发电机组，至1985年电站装机容量已达到1361兆瓦。20世纪70年代初，在国家科委的支持下，中国各地涌现出大量地热电站。6、生物质发电生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行的发电，是可再生能源发电的一种，包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。生物质发电燃烧发电、直接燃烧发电是将生物质在锅炉中直接燃烧，生产蒸汽带动蒸汽轮机及发电机发电。生物质直接燃烧发电的关键技术包括生物质原料预处理、锅炉防腐、锅炉的原料适用性及燃料效率、蒸汽轮机效率等技术。生物质发电混合发电 生物质还可以与煤混合作为燃料发电，称为生物质混合燃烧发电技术。混合燃烧方式主要有两种。一种是生物质直接与煤混合后投入燃烧，该方式对于燃料处理和燃烧设备要求较高，不是所有燃煤发电厂都能采用；一种是生物质气化产生的燃气与煤混合燃烧，这种混合燃烧系统中燃烧，产生的蒸汽一同送入汽轮机发电机组。生物质发电气化发电生物质气化发电技术是指生物质在气化炉中转化为气体燃料，经净化后直接进入燃气机中燃烧发电或者直接进入燃料电池发电。气化发电的关键技术之一是燃气净化，气化出来的燃气都含有一定的杂质，包括灰分、焦炭和焦油等，需经过净化系统把杂质除去，以保证发电设备的正常运行。生物质发电沼气发电沼气发电是随着沼气综合利用技术的不断发展而出现的一项沼气利用技术，其主要原理是利用工农业或城镇生活中的大量有机废弃物经厌氧发酵处理产生的沼气驱动发电机组发电。用于沼气发电的设备主要为内燃机，一般由柴油机组或者天然气机组改造而成。生物质发电垃圾发电垃圾发电包括垃圾焚烧发电和垃圾气化发电，其不仅可以解决垃圾处理的问题，同时还可以回收利用垃圾中的能量，节约资源，垃圾焚烧发电是利用垃圾在焚烧锅炉中燃烧放出的热量将水加热获得过热蒸汽，推动汽轮机带动发电机发电。垃圾焚烧技术主要有层状燃烧技术、流化床燃烧技术、旋转燃烧技术等。发展起来的气化熔融焚烧技术，包括垃圾在450640温度下的气化和含碳灰渣在1300以上的熔融燃烧两个过程，垃圾处理彻底，过程洁净，并可以回收部分资源，被认为是最具有前景的垃圾发电技术。生物质发电有待扶持国家在生物质能发电的上网电价上给予了扶持，每千瓦时电价比火电高两角钱左右，但是，我国的扶植力度与欧美国家比还是有差距。欧洲一些国家除了电价，在税收上的扶持力度更大。欧洲一些电厂之所以经营得好，有很重要的一条，人家的原料不仅不付钱，而且 生物质发电厂 由于秸秆是按照垃圾处理，还要征收垃圾处理费，因此可以良性发展。我国与国外情况不同，一方面要通过发电避免农民焚烧秸秆引起污染等社会问题，一方面又要通过发电扶助农民。基于以上两点，不仅秸秆收购价格不能过低，而且随着此类项目的增多，收购价格还在上升。如国家在确定生物质能发电的上网电价补贴时，秸秆每吨价格被定在100元左右，而秸秆实际收购价格已达200300元/吨，如此高的原料成本增加了企业成本预算，以山东秸秆发电的上网电价为例，实际成本在0.65元/千瓦时左右，脱硫标杆上网电价(0.344元/千瓦时)加上政府补贴电价(0.25元/千瓦时)，总计为0.594元/千瓦时，亏损显而易见。亏损的状态迫使部分生物质能企业停产，因此国家在税收等政策上进一步加大扶持力度就显得非常重要。此外，在生物质发电项目布局上国家也应该更科学规划，有序建设，避免一哄而上。如果布局太密集，势必会加大秸秆的收购和运输半径，而且还会导致原料价格上升，企业的效益就会受到更大的影响。生物质发电发展意义1.增加我国清洁能源比重2.改善环境3增加农民收入，缩小城乡差距7、树木发电树木发电是因为树木和附近土壤中PH值不同，在树木自身新陈代谢的作用下，可以产生电流。并且通过一种电压提转换器，用来储存树上产生的电流能源，待储备足够的能源后，可以定时释放出1.1V的电压。1前景树木可以通过这些电子传感器监测他们自身的生理状态和周围的即时环境，并且随着时代的发展，电子元件会越来越小，耗能也越来越低，树木产生的电流在不久的将来极有可能被广泛的应用。重要意义2005年全国人大通过了可再生能源开发利用法 ，国家发改委计划到2020年可再生能源发电装机1亿kW，其中生物质能源为1000万2000万kW。利用林木生物质(灌木、枝桠材、木材加工废料等)发电是利用可再生能源的一个重要组成部分，而且它还是一种清洁能源。中国引入林木生物质发电是当前发展的必然结果。首先，它是解决环境污染的重要途径。由于火力发电厂大量排放二氧化碳、二氧化硫等污染物，导致我国的大气污染较为严重。据统计，中国目前电力企业二氧化碳的排放量为6亿t，二氧化硫的排放量为900万t，烟尘排放量为350万t。随着我国经济建设的不断发展，二氧化碳排放量将日渐增多。据专家预测，到2010年，中国的二氧化碳排放量将达到13亿t，未来我国的减排压力非常大。而以林木生物质为原料的林木生物质发电在消耗过程中排放的二氧化碳量就是树木生长过程中从大气中吸收的二氧化碳量，二者保持碳平衡。同时，伴随它而来的是大面积营造能源林、灌木林，并对林木实施修枝抚育经营，这样可以有效增加森林面积和提高森林生态系统吸收二氧化碳的功能及碳汇作用。因此，开发利用林木生物质发电是目前解决环境污染的有效措施之一。其次，它是改善我国生态环境的需要。开发利用林木生物质发电可有效促进造林绿化和防治土地退化，有利于提高那些不适宜发展农业的土地资源利用率。中国目前还有4600亿m2宜林地，有不宜发展农业的边远性和废弃地资源10000亿m2。若将这些土地资源中的50%营造种植能源灌木林，就可使森林覆盖率提高0.5个百分点，大大提高造林治理速度。再次，它是中国现有电力能源供应的必要补充。中国是一个电力短缺的国家，尽管各种类型的发电厂都开足马力投入工作，但是依然满足不了我国各地区对电力能源的需求，拉闸限电现象时有发生。因此发展林木生物质发电，可以作为现有发电形式的补充，既减轻电力短缺的压力，又可以使我国的发电形式多元化，降低对其中某种能源的依赖程度。各种电力发电方式（二）8、温差发电温差发电，利用海水的温差进行发电。海洋不同水层之间的温差很大，一般表层水温度比深层或底层水高得多。发电原理是，温水流入蒸发室之后，在低压下海水沸腾变为流动蒸气或丙烷等蒸发气体作为流体，推动透平机旋转，启动交流电机发电；用过的废蒸气进入冷凝室被海洋深层水冷却凝结，再进行循环。据估算，海洋温差能一年约能发电15108=15亿千瓦。案例美国科学家发现，鲨鱼鼻子里的一种胶体能把海水温度的变化转换成电信号，传送给神经细胞，使鲨鱼能够感知细微的温度变化，从而准确地找到食物，科学家猜测，其他动物体内也可能存在类似的胶体.这种因温差而产生电流的性质与半导体材料的热电效应类似，人工合成这种胶体，有望在微电子工业领域获得应用。 温差发电 美国旧金山大学的一位科学家在2003年1月30日出版的英国自然杂志上报告说，他从鲨鱼鼻子的皮肤小孔里提取了一种与普通明胶相似的胶体，发现它对温度非常敏感，0.1的温度变化都会使它产生明显的电压变化。鲨鱼鼻子的皮肤小孔布满了对电流非常敏感的神经细胞.海水的温度变化使胶体内产生电流，刺激神经，使鲨鱼感知到温度差异.科学家认为，借助这种胶体，鲨鱼能感知到0.001的温度变化，这有利于它们在海水中觅食。哺乳动物靠细胞表面的离子通道感知温度：外界温度变化导致带电的离子进出通道，产生电流，刺激神经，从而使动物感知冷暖.与哺乳动物的这种方式不同，鲨鱼利用胶体，不需要离子通道也能感知温度变化。9、太阳能发电原理 太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置.光生伏特效应：假设光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被接纳，具有足够能量的光子可以在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激起，致使发作电子空穴对。界面层临近的电子和空穴在复合之前，将经由空间电荷的电场结果被相互分别。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。经由界面层的电荷分别，将在P区和N区之间发作一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.50.6V。经由光照在界面层发作的电子空穴对越多，电流越大。界面层接纳的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中组成的电流也越大。优点太阳能发电被称为最理想的新能源。无枯竭危险；安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）；不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；能源质量高；使用者从感情上容易接受；建设周期短，获取能源花费的时间短。太阳能发电原理缺点 照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。以目前的科学技术来讲，利用太阳能来发电，设备成本高，太阳能利用率却较低，不能广泛应用，目前主要用在一些特殊环境下，如卫星等磁流体发电磁流体发电（magnetohydrodynamic power generation）过流动的导电流体与磁场相互作用而产生电能。磁流体发电技术就是用燃料（石油、天然气、燃煤、核能等）直接加热成易于电离的气体，使之在2000的高温下电离成导电的离子流，然后让其在磁场中高速流动时，切割磁力线，产生感应电动势，即由热能直接转换成电流，由于无需经过机械转换环节，所以称之为直接发电，其燃料利用率得到显著提高，这种技术也称为等离子体发电技术。10、核能发电核能发电 英文：nuclear electric power generation 利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外（见轻水堆），其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热，在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一回路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱和蒸汽，经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。核能发电简介核能发电是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电，它是实现低碳发电的一种重要方式。国际原子能机构2011年1月公布的数据显示，全球正在运行的核电机组共442座，核电发电量约占全球发电总量的16%。拥有核电机组最多的国家依次为：美国、法国、日本和俄罗斯1 。核能发电利用铀燃料进行核分裂连锁反应所产生的热，2 将水加 热成高温高压，核反应所放出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量要高很多（相差约百万倍），而所需要的燃料体积与火力电厂相比少很多。核能发电所使用的的铀235纯度只约占3%4%，其余皆为无法产生核分裂的铀238。3 举例而言，核电厂每年要用掉50吨的核燃料，只要2支标准货柜就可以运载。如果换成燃煤，则需要515万吨，每天要用20吨的大卡车运705车才够。如果使用天然气，需要143万吨，相当于每天烧掉20万桶家用瓦斯。换算起来，刚好接近全台湾692万户的瓦斯用量。优势世界上有比较丰富的核资源，核燃料有铀、钍氘、锂、硼等等，世界上铀的储量约为417万吨。地球上可供开发的核燃料资源，可提供的能量是矿石燃料的十多万倍。核能应用作为缓和世界能源危机的一种经济有效的措施有许多的优点：其一核燃料具有许多优点，如体积小而能量大，核能比化学能大几百万倍；1000克铀释放的能量相当于2400吨标准煤释放的能量；一座100万千瓦的大型烧煤电站，每年需原煤300400万吨，运这些煤需要2760列火车，相当于每天8列火车，还要运走4000万吨灰渣。同功率的压水堆核电站，一年仅耗铀含量为3%的低浓缩铀燃料28吨；每一磅铀的成本，约为20美元，换算成1千瓦发电经费是0001美元左右，这和传统发电成本比较，便宜许多；而且，由于核燃料的运输量小，所以核电站就可建在最需要的工业区附近。核电站的基本建设投资一般是同等火电站的一倍半到两倍，不过它的核燃料费用却要比煤便宜得多，运行维修费用也比火电站少，如果掌握了核聚变反应技术，使用海水作燃料，则更是取之不尽，用之方便。其二是污染少。火 核能发电 电站不断地向大气里排放二氧化硫和氧化氮等有害物质，同时煤里的少量铀、钛和镭等放射性物质，也会随着烟尘飘落到火电站的周围，污染环境。而核电站设置了层层屏障，基本上不排放污染环境的物质，就是放射性污染也比烧煤电站少得多。据统计，核电站正常运行的时候，一年给居民带来的放射性影响，还不到一次X光透视所受的剂量。其三是安全性强。从第一座核电站建成以来，全世界投入运行的核电站达400多座，30多年来基本上是安全正常的。虽然有1979年美国三里岛压水堆核电站事故和1986年苏联切尔诺贝利石墨沸水堆核电站事故，但这两次事故都是由于人为因素造成的。随着压 水堆的进一步改进，核电站有可能会变得更加安全能源危机困扰中国能源危机的紧迫性何在？中国科学院院士、核反应堆工程专家王大中曾用一组数据作出过说明：中国已成为世界第二大能源生产与消费国、第一大煤炭生产与消费国、第二大石油消费国及石油进口国、第二大电力生产国。根据2020年中国GDP翻两番的发展目标估计，国内约需发电装机容量8亿9亿千瓦，而已有装机容量仅为4亿千瓦。但在现有的发电结构中，单煤电就占了其中的74%。这也意味着若电力需求再翻一番，每年用煤就将超过16亿吨，而长距离的煤炭输送将加剧环境和运输压力。另外，在南方的冰灾中，光是因交通运输困难，电煤供应紧张，造成的缺煤停机超过3700万千瓦，19个省区拉闸限电。而如此大电煤消耗，二氧化硫和烟尘排放量每年分别新增500万吨和5326万吨以上。另外，水电受到客观条件的限制，其开发难度相当大。而太阳能、生物能等可再生能源开发遇到核心技术的瓶颈，其使用成本极高。因此，在未来的30年内，这些新能源不具备成为中国主力能源的条件。所以，清洁、高效的核电成了备选。1957年，人类开始建设核电站并利用核能发电，到核电约占全世界电力的16%。但自1986年前苏联发生切尔诺贝利核电站核燃料泄漏事件以来，核电成了许多人心中的恶魔，中国也不例外。全球核电业就开始进入低潮。根据国际原子能机构的统计，2000年年底，全球正在运行的核动力堆共有438座，到了2003年3月，增加至441座，仅增3座。 但现实的能源危机改变了这一切。在能源危机的背景下，人们对生存的渴求战胜了对恐惧的担忧，欧美国家被冻结30多年的核电计划也纷纷解冻。而此间，受多种因素的影响，中国的核电发展战略也正在由“适度”转向“积极”。核能发电核电工业战略性转向“在过去的30多年中，虽然是采取单个安排、分散建设的形式进行，在筹建 核能发电 个别核电项目时从来没有放到全国电力规划的大框架下考量，但中国仍是世界上少数拥有比较完整核工业体系的国家之一”，在谈及中国核电发展历程时，唐红键说。不过，这一背景在当时切合了中国一直贯彻“适度发展”的战略。这期间，中国核电工业历史上最具标志性的事情在广东电力设计研究院的参与下完成。2005年，在时任国务院副总理曾培炎的主持下，岭澳二期核电项目相关设计合同签署。“这标志着中国已具备了百万千瓦级大型核电站的设计能力。”这一次，在常规岛的设计项目上，广东电力设计研究院揽下了近3亿元人民币的设计合同，“要是交给外国人，光设计费起码就得12亿元”。但在唐红键看来，中国核电发展战略的转型迹象早已显现。“在2003年11月，国家核电领导办公室就改成了国家核电自主化工作领导小组，大力发展核电的思路可以说已初见端倪。”到了2004年9月1日，中国国防科工委副主任、国家原子能机构主任张华祝在国务院新闻办新闻发布会上透露，中国政府对进一步推动核电发展作出了新的决策，将加快核能发展，逐步提高核能在能源供应总量中的比例。从“适当发展”到“加快发展”，此时，中国核电工业转向的明确性不言而喻。从“适度发展”到“加快发展”，中国核电工业走过了30年。而在此期间法国核电发电量占到了其国内总发电量的78%，日本占国内总发电量的30%。相比之下，中国核电只占2%，实在是少得可怜。截至目前，中国已建成投产4个核电站，11台机组，装机842万千瓦。此外，全国已经开工建设的有22台机组。而从20世纪50年代以来，世界各国共建造了440多个核电站，发电量已占世界总发电量的16%。因此，要想填平鸿沟，中国注定有许多路要走。但随着2007年11月2日，国家发改委正式对外发布中国核电发展专题规划（2005-2020年），中国核电产业发展目标逐渐清晰。核能发电15年4500亿元大生意规划确定，到2020年，中国核电运行装机容量争取达到4000万千瓦；核电年发电量达到2600亿2800亿千瓦时。在建和运行核电容量1696.8万千瓦的基础上，新投产核电装机容量约2300万千瓦。同时，考虑核电的后续发展，2020年末在建核电容量应保持1800万千瓦左右。这就是说，如果规划得以实施，核电将占中国全部发电装机容量的4%左右，发电量占全国发电量的6%。这也意味着，在未来十几年间，将新开工建设30台以上的百万千瓦级核电机组。其实，在此时，国际核电发展大环境已经降温，而中国新近宣布发展核电，在国外许多人看来扮演了“填空者”的角色，一跃成为未来10年全球最大的新增核电市场。国际原子能机构前总干事布利克斯认为，中国核电发展的形势对世界核电工业是个巨大的鼓舞。既然不是纸上谈兵，那么规划了就意味着投入。与核能“高贵”的身份相衬，核电厂的造价也同样“高高在上”。火电每千瓦投资为4000元，而核电投资为13302000美元，约合人民币为1.1万1.65万元，两者相差高达2.754.1倍。另外，核电建设周期相对较长，其建设周期一般为70个月（约6年），如果控制不好，将达到8090个月。与此相对，火电一般为30多个月。因此有专家估计，为了完成这些投资将耗费至少5000亿元人民币。这个数目与规划中的估算大抵相当，“按照15年内新开工建设和投产的核电建设规模大致估算，核电项目建设资金需求总量约为4500亿元人民币”。不过，这只是核电站的建设费用，核燃料的采购和核废料处理等其他费用并不包括其中。还有一个问题是，“涨价”可能将是中国不得不面对的问题。俄罗斯核能建设与出口公司代表耶西波娃曾表示，“新的核电项目的合同价格已经不可能跟十年前签署的田湾一期项目一样了”。根据俄方专家的预测，未来5年，与核电建设相关的设备和主要原料等价格将上涨200%。核能发电“内陆第一”暂无期4500亿元！绝对是笔大生意！在无数看客注目的同时，各地政府首先动了凡心。此间，内陆各省为了争上内陆第一核电站而拼得“头破血流”。毕竟，不管是从能源供应还是经济发展角度，核电的诱惑实在无法抵挡。相关资料显示，全国已有21个省、市提出要上马核电项目，据说很多省已为此努力了十多年。在所有这些争上核电的内陆省份中，热情最高的莫过于湖北、湖南和江西。有种说法是，湖南早在上世纪80年代就开始核电站的相关研究与申请，湖北在1988年已经开始核电的前期准备工作。不过，这些省份真正表达要上马核电意图是2005年。在那年的全国两会期间，湖南、湖北、四川等省份的代表团都谈到了本省发展核电的迫切愿望。但当时，这些内陆省份的申请，国家发改委一个都没批。因此，为了建设“内陆第一个核电站”，各省份开始极力游说甚至“明争暗斗”。“最冲动的首先是地方政府，一个核电站投资几百亿元，只要建在那，不管谁来投资，几百亿元投进去了，经济肯定发展起来了。”唐红键说。按照唐红键的说法，过去中国的核电站之所以大多建在沿海地区，一是因为核电站需要大量的水进行冷却，而靠近大海水资源丰富，大型核电机组运输也比较便利，二是沿海地区经济发达，能够承受数百亿元的投资，以及适当的高电价。事实上，许多西方国家的核电项目，大部分都建在内陆河边。因此，在中国积极发展核电的背景下，内陆一些水资源丰富、三面环山、一面是水的核电站选址也被提上了议事日程。全国两会期间，时任国家发改委副主任的张国宝曾表示，国家已允许内陆地区的湖南、湖北、江西三省以三代核电技术为基础开展核电站建设的前期准备工作。只是要真正建立内陆第一座核电站，还需等待。因为制定的国家核电中长期发展规划，在未来的13年中，中国将新增投产的2300万千瓦核电站中，主要安排在浙江、江苏、广东、山东、辽宁和福建6个沿海省兴建，而且早先已经在这几个省确定了13个优先选择的厂址。规划甚至明确，中西部多个省份期待已久的中国首个内陆核电站开工建设时间被排在了2016年（“十三五”开始）以后。核能发电结论总的来说，在能源经济方面看来，发展核电不能盲目。要使核能在促进我国社会、经济、环境协调发展方面起作用。需要考虑的因素众多，如核电站布局、核电技术、核电人才等。我国的核电技术储备力量不足，应该积极引进技术，开发新一代核电技术，如快中子堆、高温气冷堆等。同时要加强核电科学相关基础技术的研究和开发，进而能够形成自主知识产权，提高我国核电的综合竞争力;我国核电起步较晚，且由于过去20年全世界核电低潮以及其他原因。导致我国核能人力资源的缺乏，为满足核电的需求，特别是在2020年能够实现核电的战略目标。迫切需求大批核电人才，这就要求国家相关单位加快核电人才的培养。只有全面考虑了核电发展的影响因素，核电才能积极健康地发展。核能发电相关信息2011年，日本福岛核电站事故影响了全球核电发展的步伐。当年德国和日本共减少了180太瓦时的核能发电量，核能发电占全球发电总量的比例下降为12%。此外，福岛核事故也促使一些国家纷纷重新审视和调整了各自的核电政策。1 2011年，德国宣布所有的核电站都将按计划在2022年全部停运，它将成为近25年来首个放弃核能发电的主要工业化国家，意大利和瑞士也相继宣布将全面放弃核电。2012年9月，日本政府在其出台的“可再生能源及环境战略”草案中，提出“早日摆脱依赖核电”的目标。计划分两个阶段实现“零核电”，2030年核电发电比例低于15%，此后再力争废除核电。1 美国、法国等国家则坚持发展核电的既定方针。美国核管理委员会提出了一系列建议，希望核电站有能力应对超出原设计标准的意外情况，包括长时间电力中断和多座反应堆同时受损。2012年2月，该委员会批准佐治亚州一座核电站可修建两个新的核反应堆，这是美国30多年来首次批准新建核反应堆。法国的核电占全国用电量的75%，是世界上核电使用比例最高的国家。法国政府表示不会放弃核电，认为采用核电是确保其能源独立必不可少的条件。英国也坚持继续发展核电。在其最新提出的核电建设计划中，准备新建总装机容量达1600万千瓦的核电站，并计划在2050年之前重新建设22座反应堆，以替代目前正在运行的20个反应堆。俄罗斯国内18%的电力供应来自核电，预计到2020年俄罗斯的核电装机将增加一倍。印度核能发电占全国电力供应的3%，它计划2030年将这一比例提高到13%，2050年达到25%。1 核电站的安全性和核能发电的成本是制约核电发展的两个重要因素。在美国，一座核电厂的正常运营成本是每兆瓦时23美元,其中包括每兆瓦时1美元的核废料基金，用于支付核燃料处理费用。据估算，每座核电厂退役的成本为5000万美元，其中包括废弃核燃料处置费用和核电站现场恢复费用。尽管核能发电存在潜在的安全隐患，甚至可能涉及核武器扩散问题，但面对全球变暖带来的严峻挑战，人类依然需要以积极稳妥的方式发展核电。1 第三代核能发电厂较之前的核电厂更为安全可靠。一旦核反应堆发生紧急关闭的情况，在无法从外部获得应急电力和冷却水的情况下，新反应堆可以安全地冷却3天。其最终目标是实现被动式安全，在反应堆突然关闭时不需要外界的主动控制就可以基本保证反应堆的安全。1 新建核电厂的均化成本约为每兆瓦时100到120美元，虽与天然气发电相比缺乏竞争力，但低于配备CCS技术的化石燃料电厂的成本。另一个挑战是，一座发电量为1.0到1.5GW的反应堆在配置冷却系统和电力配送设备后的体积较大。这种核发应堆的建设成本包括核工程设计费、采购和建造费、运营和维护费以及退役处理费等，每千瓦容量的平均成本约为6000到6600美元，相当于天然气发电平均成本的6倍。因此，建造这样一座核反应堆的总造价大约为60亿到100亿美元。此外，巨大的财务风险、建造风险和运营许可证被耽搁等因素都会增加核电厂的建设成本。1 应美国核管制委员会的要求，美能源部积极推进装机容量为80到300百万瓦的小型模块化核反应堆开发和设计认证的研究。采用这种核反应堆，利用核能的方式可以更加安全。未来的核电厂可以由十几个经济可靠型的小型模块化反应堆组成，而不是采用以前一次性建造一个大型核反应堆的做法。与此同时，随着获得核电站运营许可证和建造工期延误等方面风险的减少，发展中小型核反应堆可能代表未来核电发展的一种新模式。1 早在2011年5月美能源部就成立了“先进轻水反应堆模拟仿真联盟”，利用超级计算机来研究轻水反应堆的性能，并开发高度复杂的模型来进行模拟仿真，以加快传统核反应堆及小型模块化反应堆的开发和设计认证进程。美国又宣布了一项为期5年、总金额达4.52亿美元的成本分摊计划，以支持首批两个小型模块化反应堆的设计、设计认证和许可证申请工作。17 / 17