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【行业观察】俄罗斯核能政策解析
文章来源:系统管理员 日期:2019年03月18日

  俄罗斯是世界能源生产和出口大国,也是澳门英皇在线手机版第一大原油进口来源国和极为重要的能源贸易合作伙伴。俄核能技术一直引领全球。俄罗斯政府指出,核能是国家高技术产业,符合生态安全、产业安全的最高要求,将继续扩大项目出口。俄希翼依靠本国成熟的核电技术为全球多个国家提供能源解决方案,带动装备等全产业链出口,实现本国利益的最大化。

  建立政企合一和集群化运作新模式

  核工业是俄核强国地位和国家安全、国民经济发展的保障。核能作为国家战略核心力量,其发展已纳入俄国家安全、经济发展及能源安全战略。俄核工业国家战略性地位和定位从未改变,历经70多年的发展已形成完整的产业体系,拥有1000余家企业和科研机构,从业人员约28万人。俄核能发展方向已明确为以技术领先一步和引领国际市场开发核心目标,将俄核能技术融入国际市场,依托国际市场持续发展。俄核能技术领先目标落实主要是以自主原创和科技创新为核心,集合俄罗斯国家原子能集团(ROSATOM)和各科研院所优势资源,推动核武、核动力舰艇、核电等尖端高科技技术的深度研发,以市场为导向,科研与产业融合发展。

  2007年12月,ROSATOM由政府机构国家原子能署改制为国家企业集团,同时兼具政府职能。企业集团的权利核心包括监管委员会和总经理,均由总统任命。实行总经理负责制,内部实行板块化运作,组建了核武综合体和核与辐射、核能机械、核电、燃料、铀资源、核电工程、铀资源和技术出口、海外板块、核医学、科技创新、核动力舰船等板块。为了确保本领域的可持续发展目标,除满足国防订单和其它专业主营业务之外,积极推动多元化发展,布局可再生能源、储能、新材料、数字化、智慧城市、超级计算机、激光、油气领域机械装备制造、北冰洋航线运输等行业,打造全球化综合型核工业能源集团。

  全力竞争国际市场

  ROSATOM集团成立之初,便明确了核能领域国际市场开发和行业领先的战略发展目标,并计划通过高技术产品和服务出口方式,力争每年为俄带来35亿美金的外汇收入。

  目前,俄核能战略已确定为三个核心方向:一是增加国际市场份额,做世界核能市场的引领者;二是降低成本和流程改造,创造最有竞争力的产品;三是充分发挥民用核能项目的常识和技术,开发国内、国际市场需要的新产品。

  围绕三大核心目标,俄制定了国内上下一盘棋、以核能合作为抓手、全产业链密切配合、全球布局架构:从政府层面,总统、总理亲自推销,政府各部门支撑协作,通过政治、外交为海外市场开发保驾护航;从企业层面,集团统一指挥协调具体业务,各板块明确分工,合力对外,形成协同效应。采取政府信贷、EPC、BOO、合资参股、全产业链、全寿期服务等商业组合模式。

  俄通过独有成熟技术、全产业链一揽子解决方案、出口信贷等组合拳模式,目标锁定亚洲、拉美、非洲等地新兴市场和部分欧洲国家,取得了核电海外市场布局的重大成功。至2018年10月,ROSATOM海外在建项目25个,海外核电订单项目已达12个国家36台。其中,订单数量占国际市场份额的50%以上,10年期订单累计金额1330多亿美金,领先各竞争对手。

  俄当前签约核电项目主要分布在中国、伊朗、印度、土耳其、白俄罗斯、芬兰、匈牙利、孟加拉、约旦、埃及等国,并同乌兹别克斯坦、玻利维亚、埃塞俄比亚、赞比亚等国签署了各类合作协议,同塞尔维亚、塔吉克斯坦、保加利亚、印尼、哈萨克斯塔、南非、日本等国商谈深化核能合作事宜。

  稳步推进国内核电项目建设

  俄国内现有10座核电站,在运机组35台,其中VVER机组18台,石墨堆15台,快中子堆2台,核电总装机容量27.9GW,总发电量占国内发电总量的18.9%。2017年俄核能发电量近2030亿千瓦时,创历史最高纪录。除此之外,另有6台机组在建,俄首台浮动堆已经完成装料,计划于2019年底投运。根据俄国家电力规划,至2030年,核能发电将不低于18%,计划建造22台新机组,退役21台在运机组。

  基于老机组退役替代、国内电力需求弱于预期和新一代示范堆机组建设等因素,俄重点任务将放在开发国际市场,但国内也在稳步推进VVER-1200和VVER-TOI新一代机组建设。2017年2月27日,俄投运全球首台VVER-1200机组;2018年4月29日,俄开工建设全球首台VVER-TOI机组,并计划后续大规模建设该型号机组,以替代国内即将退役的石墨堆。除此之外,俄确定建造小堆示范堆,计划2019年确定场址。

  推进《突破》创新计划

  2010年俄启动国家重大核能专项《突破》科技创新计划,集中各科研院所精英力量,以快堆为载体,研发钠冷、铅冷、铅铋快堆,MOX燃料、乏燃料处理处置等项目,力争实现核电可持续发展和核燃料闭式循环目标。

  在快堆方面,俄BN-800机组于2015年12月并网发电,现装载20%的MOX燃料;BN-1200堆是俄最新提出的大型商用快堆技术,现初步设计和总体设计工作已经完成,相关试验验证工作已结束;中西伯利亚化学联合体建造BREST-OD-300铅冷试验示范快堆已开工建设,计划2026年投入商运;全球功率最大的多用途研究快堆MBIR也正在建设;另外,后处理中试厂已经能够生产出合格的MOX燃料组件,将逐步满足快堆MOX燃料的需要。俄方预测,俄快堆对VVER机组的乏燃料处理能力,2050年之前为130吨/年,2100年前可达650吨/年。

  除此之外,俄正在积极推动热核聚变堆技术研发,确定了高温气冷堆、钍燃料循环、盐熔堆研发方向。至此,《突破》计划全面展开。

  确定“双元”发展战略,布局核电未来

  当前俄国际市场商业订单以不同功率的VVER机组为主,后续将会过渡到热中子堆和快中子堆共存的局面,俄钠冷快堆将更接近商业应用,到本世纪中叶,快堆数量将会大幅增加,核电技术呈多元化发展趋势。

  为了落实核能技术“领先一步”和“双元”发展战略,俄正在加快国内快堆项目建设和国际市场布局,希翼在快堆技术和闭式燃料循环领域继续保持市场竞争优势和引领地位。

  当前,俄核能双元战略的主要任务是优化升级VVER技术和推动快堆的工业化运用。

  首先,加快推动商业快堆项目落地。商业快堆建设是俄“双元”发展战略的核心组成部分,俄BN-600原型快堆和BN-800商用示范快堆机组已分别于1980年4月和2016年10月31日建成投运。2017年,快堆发电量创历史最高纪录,达102亿千瓦时(2016年84亿千瓦时),其中BN-800机组发电量55.7亿千瓦时, BN-600机组发电46.3亿千瓦时。目前,BN-600机组正在进行医用钴-60同位素的生产准备,BN-800计划2019年全部更换为铀钚混合燃料。BN-1200机组是在已安全运行30多年BN-600以及BN-800的基础上设计研发的大型商用快堆,更加注重固有安全性和非能动安全系统的使用,其安全性和经济性符合第4代核能系统要求,将完全按照商业标准建设运营。根据俄核能发展规划,2035年之前将建造3台BN-1200快堆机组。2018年初,ROSATOM向普京总统报告称,后续计划组合推广热中子堆和快堆技术,准备2020年后国内建造首台1200MW快堆机组。

  其次,不断优化升级VVER技术。VVER是本世纪内俄国内和全球的重点核电技术,也是确保俄全球市场存在的核心技术。为了抢占核电市场制高点,俄不失时机,推出了VVER-1000、VVER-1200(AES-2006)三代核电技术,借助较为完备的政府+商业运作模式强势进入国际市场,赢得了不少核电订单。

  2017年,ROSATOM批准VVER技术优化计划,确定了优先发展目标:一是基于VVER-1200建造和运行经验,向VVER-TOI技术过渡,推动VVER-TOI项目在俄国内和国外的建设;二是研发VVER四代超级反应堆;三是以俄海外市场为目标,研发100~700MW中小功率反应堆,并计划2年内完成VVER-TOI项目的基准设计;5年内根据VVER-1200(AES-2006)建设和调试经验,在具体厂址完善VVER-TOI项目设计,并通过各具体要素基准的改进和标准化解决方案来降低基建和运行费用,支撑国际市场竞争能力,首堆已在库尔斯克第二核电站开工建设;10年内将研发超级VVER谱调节堆;20年内研发VVER-SKD(超临界压水堆)技术。

  VVER-TOI是俄VVER-1200(AES-2006)的优化升级版,又称标准化、优化和信息化VVER堆和VVER-1300堆,其额定热功率3300兆瓦,燃料功率分布因子0.93,设计增加了非能动安全系统,空气作为最终热阱,可实现停堆后72小时无人工干预;反应堆压力容器采用抗辐照脆化材料,设计寿命可达60年;可实现24个月换料周期;并采用模块化建设,建设周期可缩短至40个月,造价经济性和安全性极大提升。

  超级VVER谱调节堆又称超级反应堆,其设计的主要目的是提升俄VVER技术的经济性,减少对天然铀的使用,满足各类市场需求。

  VVER-SKD是超级堆的创新版本,又称VVER超临界压水堆,属于四代核电技术。主要特点是超临界蒸汽参数和中子调节谱。采用双回路或单回路反应堆快速共振谱设计思路,主要优势在于建设费用低、建设周期短,热效率可达41%~43%。

  另外,基于460余台压水堆核动力舰船建造经验研发的VBER反应堆装置,计划建造700MW的陆基和水上浮动堆核电站,以满足国内边远地区和国际市场需求。

  为了落实国家北极地区能源和矿产资源开发战略,确保北冰洋航线可靠安全,俄于2017年调整了压水堆核动力破冰船发展计划,增加了破冰船建造数量。目前,俄在运4艘核动力破冰船, 3艘60MW级破冰船处于不同的建造阶段,计划2019~2021年投运。按计划还将新开工建造2艘60MW级破冰船。此外120MW级核动力破冰船已完成研发,计划2020年在远东地区建造。预计到2035年还需要8艘类似舰船, 俄罗斯将在2035年建成一支总数达到15艘左右的核动力破冰船队。

  延伸阅读:俄罗斯能源现状和政策

  俄能源现状及主要数据

  俄罗斯石油探明储量65亿吨,占全球的1/7;天然气储量48万亿立方米,占全球储量的1/3;煤炭探明储量1933亿吨,占全球的1/5;水力资源居世界第二位;铀资源占世界总储量的14%,居世界第七位;风能全球第一,太阳能、地热、潮汐能等资源也非常丰富。俄推动能源强国政策主要基于本国丰富的资源储备和国际市场需求。

  同2000年相比,2017年俄石油、天然气生产和出口幅度都在稳定增长,煤炭呈阶跃式增长,发电量增长相对缓慢。石油生产增长了41%,平均每年增长2.4%,天然气增长15.5%,年均增长近1%,煤炭生产增长65.5%,年均增长3.7%,电力生产增长22.6%,年均增长1.25%。石油出口增长44%,年均增长2.58%;天然气出口增长14%,年均增长0.82%;煤炭出口增长314%,年均增长17.4%。比较整个周期,无论是产量还出口量,石油都比天然气增长幅度大,但是近几年则是天然气比石油增长幅度大。与2015年相比,2017年天然气生产增长9%,出口增长6%。

  未来,俄能源快速和可持续增长主要依靠天然气、优质煤炭、核电和电力出口,这从俄政府2030年能源战略规划目标也得到佐证。

  2017年,俄石油开采量5.468亿吨,居世界第一位,占比12.4%;天然气开采量6911亿立方米,居世界第二位,占比18.5%;煤炭开采量4.089亿吨,世界排名第六位,占比5.3%;发电量10737亿千瓦时,世界排名第四位,占比4.3%;核能发电2030亿千瓦时,占国内总发电量的18.9%;可再生能源也已形成产业规模,正在挤压传统能源空间,2017年新投运300兆瓦,预计2024年新能源装机可达5200~5400兆瓦,投资需求超过7000亿卢布。在俄2017年财政收入中,能源占比近40%。俄外贸出口,能源占比2/3。俄政府已经基本实现了“重能源化”的战略方针。

  未来能源发展趋势与评价

  结合当前国际政治、经济环境和复杂的制裁局势,俄能源发展面临机遇和挑战。

  能源强势出口格局不改,重点拓展亚太地区。俄制定了能源国际市场开发目标:将俄各能源企业融入国际市场,维持对欧洲的天然气出口,加大亚太地区开发力度,更快进入亚洲能源市场。其目标为:至2030年全球石油市场占比10%,天然气市场占比20%,LNG出口增至800亿~900亿立方米/年。

  融入国际市场的能源发展政策符合俄能源超级大国的核心利益。当前,正在加大对远东、北极地区的能源资源开发和管道、造船、交通运输、输电线路等配套设施建设,规划北冰洋海上航线和亚太、印度洋管道、陆路能源通道,未来能源发展市场将聚焦亚太地区。俄以远东地区为支点,将加强同中国、日本、韩国、朝鲜的区域合作,加大国内资源开发力度,重点开发东西伯利亚、远东地区能源资源,引进外资、采用先进技术、改造产业结构、改善运输条件。计划通过欧亚经济联盟、上合组织、金砖国家、欧佩克等国际合作平台,将国内能源战略同“欧亚经济联盟”和“一带一路”沿线国家对接,互联互通、协同发展。

  未来,俄能源将会出现单边强势出口局面。俄能源产业已经完全绑定国际市场:石油、天然气、核能、LNG、煤炭包括电力等优势资源将会基于国内的出口激励政策,加大内部开发和资源整合力度,更多涌向国际市场;核能和天然气会凭借地缘政治和经济竞争优势将会继续起引领;煤炭预计会通过远东地区合作开发实现爆发式增长。亚洲将成为俄重点开发市场。

  继续保持常规燃料能源优势,核能和可再生能源地位进一步提升、多元化发展。俄经济一直面临着复苏和多元化支撑发展的问题,需要改变GDP对石油、天然气能源过度依赖的局面。相对煤炭、石油化石燃料,天然气相对低碳,天然气还会有较大幅度发展。根据俄《2030年能源战略》规划, 2022~2030年,俄将转向发展非常规能源,首先是核能和可再生资源,包括太阳能、风能和水能。这从俄当前推进核能和风能的战略布局和力度已初见端倪。从俄目前推进态势和速度来看,俄制定的核能《突破》项目、“双元战略”、核动力破冰船队和国际核电市场领先地位等主要战略目标将在2030年基本实现。这将是一个新的重大转折点,意味着核能在未来能源结构中占据愈来愈重要的地位。同时,可再生能源,包括风能、光伏、水电将会在此期间快速发展,形成多元支撑格局。

  俄2030年石油领域的规划相对保守,2017年俄石油开采量已超过5.4亿吨,超过了2030年的规划值。尽管俄石油开采条件日趋恶劣,秋明地区部分油田产量下降,但仍有新的油田不断投产,特别是东西伯利亚等地区油田的投产将会推动俄石油产量有一定的增长,很难出现大幅减产。从目前状况分析,石油规划每年出口增长不到2%,天然气规划每年出口增长2.3%,这个目标比较现实,其目标能否实现主要取决于市场需求的变动和石油、天然气的经济竞争能力。2017年俄经济增长1.5%,2018年增长1.7%,电力规划与2017年相比,至2030年将增长51.2%。因此,大家认为,这个电力规划比较激进,要实现其目标有很大的难度。但从另一方面来看,由于能源结构升级,以电作为动力、取暖的二次能源的比例将会大幅增加,其电力增长目标也有需求基础。根据2030年电力增长规划,按核电占比18%测算,核电发电量将达到3960亿千瓦时。2017年核电发电量为2030亿千瓦时,至2030年核电还有增长1930亿千瓦时的空间。

  俄能源发展面临巨大的挑战。俄能源生产与出口几乎支撑了俄国民经济的半壁江山,但俄政府也意识到,能源发展面临巨大的挑战,经济结构单一,资源出口型经济存在很大的弊端。如果不能合理应对,长期以往下去,俄将始终摆脱不了低水平重复生产、资源供应国、效率低下、经济结构畸形的态势。

  俄已意识到,需要综合平衡发展国民经济,未雨绸缪,经济发展需要寻求更多的支点。从宏观方面考虑,俄国家经济面临结构转型。2018年5月7日普京发布了“5月命令”,该命令围绕2024年前进入全球前五大经济体总目标确定了9个领域发展任务和举措。经济政策的重点方向之一是摆脱油气的严重依赖,经济去原材料化,发展数字经济。在制造业、农业、服务业中培育具有全球竞争力的非原材料行业,其商品和服务出口在GDP中的比重不低于20%;实现非原材料非能源商品年出口额达到2500亿美金。调整经济结构,实现经济转型,发展数字经济,创新经济模式,促使制造业、农业、服务业、数字经济、创新经济成为国民经济的重要支撑行业,使能源成为国民经济众多支点之一,这是新一届政府的基本国策。改变能源单一出口局面,减小和摆脱对能源原材料的出口依赖也意味着后续俄能源产品的升级换代和市场更大的溢价空间。

  从能源行业可持续发展考虑,为保证国家能源安全,扩大巩固国际市场地位,提高国际能源市场的占有率,为俄经济转型发展提供强力支撑,开发扩大新的生产基地在可预见的未来仍然是俄罗斯能源发展的常态和核心。在此前提下,绿色、低碳、能源结构转型代表俄能源发展的方向。逐渐减少化石燃料比例,强化核能、可再生能源在能源结构中的比例的地位,大幅增加发电量,加大二次能源的使用力度和范围已成为俄能源转型的必然趋势。

  相关资料来源:普京2018年10月3日《俄罗斯能源周》发言、俄罗斯《2030年能源战略》、俄统计局、俄能源部、俄海关总署、俄国家原子能企业等

  (编辑王潮腾为中核福建三明核电有限企业原副总经理、现中核霞浦核电有限企业顾问。李玉东单位:中核江苏核电有限企业)

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