中英核電後端市場合作機遇
- 2022-12-21
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- 來源：能源雜誌
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在中國落實“2030年碳達峰、2060年碳中和”戰略目標的過程中，核電無疑會扮演着重要的角色。黨的二十大報告和國家“十四五”規劃都明確提出积極安全有序發展核電，為“雙碳”目標下我國核能發展指明了方向。
截至2021年底，中國大陸共有在建和運行核電機組71台，其中併網運行機組53台，裝機容量為54646.95MWe(額定裝機容量)。隨着核電裝機容量的持續增加，與核電建設運行相關的放射物安全處理、乏燃料運輸等問題也成為核電行業、乃至國內各方關注的焦點。而且中國核電經過三十多年的發展，核電站退役相關事宜也開始被提上議事日程。
英國是全世界最早進行核電商業化的國家。1956年10月17日，英女王伊麗莎白二世親手啟動了科爾德霍爾核電站，該電站位於坎布里亞郡塞拉菲爾德村附近，是世界上最早的商業化規模運營的核電站。
在超過60年的核電發展歷史中，英國政府以及相關企業積累了大量放射物安全處理、乏燃料運輸、核電站退役方面的經驗。
面對中國核設施退役、廢物處理及運輸方面潛在的市場空間，中英兩國產業間的互補優勢，或許會成為雙方能源合作的全新增長點。
自上世紀80年代末起，國內開始對絕大部分老舊核設施全面開展退役工作。由於涉及放射性物質的處置，核設施退役無疑是一個複雜的科學過程。中國目前退役治理活動主要針對早期老舊核設施、放化實驗室、研究堆等，目前尚無核電廠工程退役實踐。
2021年12月15日零時15分，中國大陸自主設計、建造、調試、運營的首座核電站——秦山核電站迎來安全發電30年的重要歷史時刻——初始設計壽命30年的秦山核電廠1號機組前期獲得延續運行許可后，正式開始延長服役，可再增20年。儘管秦山核電站順利延長服役，但核電站退役問題確實已需提上議事日程。
如果說核電站的退役是需要長遠規劃的事物，那麼放射性廢物處理和乏燃料運輸則是目前中國核電後端市場中更迫切需要提升的內容。
為實現放射性廢物最小化的管理要求，中國核電站放射性廢物處理在減少廢物源項、引進先進技術和集中處理模式等方面開展了大量的工程實踐與研究，取得了卓有成效的成果。但在放射性廢物處理方面也存在一些急需解決的問題，而且中國三代核電發展對廢物最小化提出了更高的要求。
在乏燃料循環處理方面，中國也在积極推進商用后處理廠工程，對放射性廢物的檢測、分類、處理、去污解控、智能化水平等均提出了更高的要求，且部分技術(如廢氣去除C-14技術、廢液除氚技術、蒸汽裂解等)在中國大陸尚無成熟工程應用。中國核電廠址在總體的廢物最小化綜合治理策略和代價利益分析方面還存在一定的提升空間。
乏燃料在核電站和后處理廠間的運輸是核燃料閉式循環體系的重要一環。隨着部分核電站乏燃料水池的逐漸滿容，將乏燃料外運進行離堆貯存或進一步后處理的需求日益突出。根據中國核電的建設運行情況及核電站服役壽命，在可預見的未來，中國大陸乏燃料運輸的需求量將會持續大規模增長。
2022年9月14日，國常會決定核准福建漳州二期和廣東廉江一期核電項目。這是繼今年4月國常會核准3個核電項目之後，年內第二次核准新的核電項目。
在“雙碳”目標、電力保供、新基建等多重因素聯合作用下，我國核電很可能會進入更快的發展軌道。而與之相對應的是，我們在核電站退役、放射性廢物處理、乏燃料運輸等方面技術經驗相對不足。
而作為一個核電全球最早商業化運營的國家，英國在核電後端市場方面的經驗可以為中國提供相關的借鑒。
英國最早的核電站退役發生在近20年前。建成於1956年，並於1960年開始發電的塞拉菲爾德核電站於2003年停止發電，之後便進入了退役和拆除程序。近年來，塞拉菲爾德核電站利用機器人拆卸、再處理、分類揀選和凈化廢物設備等各種手續，目前已取得了眾多寶貴的退役經驗。
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2022年8月，欣克利角B核電站正式關閉。在46年的運行生涯中，這家位於薩默塞特的核電站生產了311太瓦時的低碳電力。該核電站的設計運行壽命為25年，在達到設計時限后，核電站延長服役了21年。
英國在上述核電站退役中積累了的大量經驗，在核電後端市場擁有雄厚的實力。
事實上，核電在英國能源發展歷史和未來的能源戰略中都佔據着重要地位。2020年，英國政府發布《綠色工業革命10點計劃》，提出了3.85億英鎊的核電基金用於先進核技術。此外英國政府還將投資2.15億英鎊用於小型模塊化反應堆的建設和研發。英國政府希望撬動3億英鎊的私人機構投資，並承諾1.7億英鎊用於未來的模塊化反應堆建設。
2022年，英國最新的能源安全戰略中也提到要擴大核電規模，提出了2050年核電裝機增加3倍達到24GW的目標。核電在發電量中的比例也將從15%上升到25%。
支撐英國宏大核電目標的，是核電技術實力、國際合作及本土企業在核電後端市場中的豐富經驗。KUKA Systems UK Ltd有着超過15年的核電產業項目經驗，具備核電站退役等多種核電技術實力，例如核退役過程中核廢料的分類、處理、裝箱的解決方案，並且深度參与了欣克利角、布拉德韋爾、威爾法等多個英國核電項目。
除了KUKA這樣的國際知名企業，英國本土還有許多服務於核電行業的中小企業。它們深耕部分關鍵技術環節，在經過多年積累后，形成了強大的技術實力。
Innovative Physics(創新物理)成立於2002年，這個由17名高素質物理學家、數據分析師和工程師組成的團隊，在技術和創新產業擁有累計超過100年的研發經驗，與亞洲、歐洲、加拿大和美國的政府部門及商業領袖合作。
2013年，IPL受日本公司委託開始研發伽馬射線成像設備，讓人們能夠直觀的看到輻射，定位輻射，保證人員和設備安全。例如他們的放射性廢物自動分揀系統，使用3D成像LiDar技術、伽馬成像技術，並結合机械臂，對作業區四平方米範圍內的放射性廢物進行分揀分類。
LiDar技術精確地收集視野範圍內的所有距離信息，在系統中實現三維建模;伽馬成像技術，獲得放射性數據;並通過AI算法識別高中低級別放射性廢物，同時識別單一核素及混合核素的數量，以確定污染類型;該系統控制机械臂精確地抓取放射性廢物，並實現放射性廢物的實時自動分類。系統操作簡單，人為干預少，與手工分揀相比，大大降低了輻射暴露風險，提高了廢物分類效率。
BEP Surface Technologies公司的歷史可以追溯至1970年，這家最早從事研磨服務、鍍膜的企業，在技術創新和工藝進步的基礎上，逐漸掌握了核燃料安全封隔技術，成為核廢料處理領域的高精尖企業。
比BEP更年輕、僅有數十名員工的Createc則是將先進機器人、計算機成像、智能傳感器新技術應用到了核電後端市場當中。Createc幫助廢物管理專業人員及早了解他們的廢物庫存，以便他們能夠就回收、廢物流和存儲策略做出明智的決策。作為機器人專家，Createc還可以提供遠程檢查、表徵和廢物回收方面的支持。回收廢物后，ISO Sort技術可以自動將廢物分類並隔離到專用容器中。新技術的應用大大降低了核電後端市場的處理成本，並且大大提高了安全性，促進了行業發展。
而傳統的工程諮詢公司——例如EASL——也利用其在工程設計、諮詢等方面的經驗，提升核電後端市場的技術實力。為核電站提供更加全方位的服務。
不論是“小而美”的企業，還是大型公司，都在核電後端市場中有着豐富的經驗與技術積累。這些都會是未來中英核電領域合作的基石。更重要是的，中英雙方已經在在乏燃料運輸領域有着長達數十年的交流合作，合作內容涉及乏燃料運輸領域的各個方面。
早在1996年至1998年期間，中國中核清原公司和英國BNFL公司合作開展了“中國核運輸系統設計研究”。2014年，中國國家原子能機構、中核集團與英國能源與氣候變化部、國際核能服務公司(INS)，在英國倫敦共同簽署了《關於加強民用核工業燃料循環全產業鏈合作的諒解備忘錄》。
此後兩年，中英雙方共同制定了《聯合工作計劃表》，並舉行了多次會議，就運輸體系建設持續深入交流。2017年，交通運輸部、中國鐵路總公司、中核集團等單位與多家英方企業就乏燃料公海鐵聯運體系建設工作進行交流研討。
中英雙方在核電技術、市場、經驗等方面有着無與倫比的互補性，在實現碳中和的道路上，核電對雙方都有着巨大意義。相信在不久的將來，中英兩國在核電領域的合作會結出更豐碩的成果。
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