安哥拉1、2號核電機組

4月14日，我國和巴西簽訂《中華人民共和國和巴西聯(lián)邦共和國關(guān)于深化全面戰(zhàn)略伙伴關(guān)系的聯(lián)合聲明》強調(diào)，“雙方同意積極鼓勵兩國企業(yè)到對方國家開展投資，特別是在基礎(chǔ)設(shè)施、能源轉(zhuǎn)型、物流、能源、礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及高科技領(lǐng)域”。中國和巴西都是擁有核電并計劃擴大核電規(guī)模的國家，上述聯(lián)合聲明的簽署為雙方在核電領(lǐng)域合作做了頂層設(shè)計。《中國核工業(yè)》雜志特約中核戰(zhàn)略規(guī)劃研究總院高級工程師李言瑞撰稿，概述巴西核工業(yè)，供廣大讀者參考。

巴西能源電力與在運核電情況

根據(jù)BP世界能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2021年巴西一次能源消費相當于4.3億噸標煤，2012~2021年十年間年均增長率為0.6%。巴西人口2.14億，人均一次能源消費約2.01噸標煤。

2021年，巴西總發(fā)電量為6544億千瓦時。其中，水電是巴西第一大電力來源，水電發(fā)電量為3628億千瓦時，在全國電力結(jié)構(gòu)中占比55.4%。巴西燃氣發(fā)電量為869億千瓦時、風電發(fā)電量為723億千瓦時、光伏發(fā)電量為717億千瓦時、燃煤發(fā)電量為241億千瓦時、燃油發(fā)電量為219億千瓦時、核電發(fā)電量為147億千瓦時。人均全社會用電量約為2580千瓦時/人。由于國土面積大部分位于熱帶雨林地區(qū)，巴西有豐富的水電資源，水電也成為了巴西最大的電力來源。巴西水電在國家電力結(jié)構(gòu)中的占比僅次于加拿大，位居世界第二位。水電占比大，也使得巴西在干旱的年份也容易出現(xiàn)用電短缺情況，為此巴西積極發(fā)展核電等電力形式，減少對水電的過分依賴。

巴西電力結(jié)構(gòu)情況

巴西電力集團是國內(nèi)最大電力公司，具有發(fā)電、輸電和配電業(yè)務，政府持股51%。巴西電力集團下設(shè)西塞弗電力公司、福納斯電力公司、伊萊特蘇勒電力公司、伊萊特諾特電力公司、CGTEE電力公司和巴西核電公司等6家電力公司。巴西電力公司為巴西提供了40%的電力，其他國有電力公司提供20%的電力，剩余的40%的電力由民營企業(yè)供應。

巴西核電公司運營是國內(nèi)核電項目的運營商，運營著國內(nèi)唯一的核電站安哥拉核電站。安哥拉核電站在運核電機組2臺，總裝機容量為188.4萬千瓦。核電在巴西國家電力結(jié)構(gòu)中的占比約為2.2%，在全球33個具有運行核電的國家和地區(qū)中位居倒數(shù)第三。

安哥拉核電站1號機組

安哥拉核電站1號機組在投運的前幾年里由于核蒸汽供應系統(tǒng)問題不斷而關(guān)停數(shù)年。在投運起初的15年里，安哥拉1號機組負荷因子僅為25%，1999年以后該機組運行情況大為改觀，2021年負荷因子達到90.8%。巴西電力公司2018年向國際原子能機構(gòu)提出安哥拉1號機組運行壽期由40年延壽至60年的安全審查請求。國際原子能機構(gòu)就安全審查得出的結(jié)論：巴西電力公司為機組延壽工作做了及時充分的準備工作，鼓勵開展機組延壽工作。2020年2月，巴西核電公司與西屋公司就安哥拉1號機組延壽工作開展磋商，同年10月簽署延壽合作協(xié)議。

安哥拉核電站2號機組土建工作始于1976年，但是由于經(jīng)濟和資金問題以及及國內(nèi)電力需求降低，建設(shè)工作曾中止了一段時間，直到2000年才建成投運。

巴西核電發(fā)展及計劃

1.在建核電機組

巴西在建核電機組1臺，為安哥拉核電站3號機組，裝機容量135萬千瓦。安哥拉3號機組是2號機組的姊妹機組，采用德國Konovi核電技術(shù)，但是3號機組建設(shè)過程要曲折得多。

安哥拉3號機組于1984年開始土建工作，但是在1986年正式開工前中止建設(shè)。2006年，巴西政府宣布將完成安哥拉3號機組建設(shè)工作，并計劃于2015年在該廠址再開工建設(shè)4臺百萬千瓦級核電機組。2007年6月和7月，巴西國家原子能委員會和總統(tǒng)分別批準安哥拉3號機組重新開工申請。2008年，巴西核電公司與當時的阿海琺公司就安哥拉3號機組簽署價值17億美元的合同，包括完成機組建設(shè)工作、提供數(shù)字化控制系統(tǒng)與部分設(shè)備，以及包括工程監(jiān)理、機組調(diào)試等在內(nèi)的服務內(nèi)容。2009年3月，巴西環(huán)保部門批準安哥拉3號機組重啟建設(shè)的申請。2010年6月，在獲得國家原子能委員會頒發(fā)的建造許可證后，安哥拉3號機組正式澆筑核島第一罐混凝土，原計劃2015年底建成，建設(shè)工期66個月。2014年2月，巴西核電公司賦予當?shù)貎杉移髽I(yè)電力設(shè)備供應和安裝合同，總價值14.56億美元。2015年，由于經(jīng)濟問題，巴西核電公司中止與上述兩家企業(yè)的合同。2016年，由于資金問題，安哥拉3號機組中止建設(shè)工作，此時該機組已完工65%。

2017年3月，巴西政府宣布擬在2018年完成安哥拉3號機組建設(shè)工作的全球招標。當時中核集團、國家電投、俄羅斯原子能公司、韓國水利水電公司、三菱重工—阿海琺聯(lián)合體等國際知名公司都表達了對完成安哥拉3號機組建設(shè)工作的興趣。盡管巴西核電公司都與上述企業(yè)開展過磋商，并簽訂相關(guān)協(xié)議，但是最終在2022年2月還是將完成安哥拉3號機組剩余工作的合同授予了巴西國內(nèi)的三家企業(yè)(Ferreira Guedes、Matricial和ADtranz)組成的聯(lián)合體。2022年11月，安哥拉3號機組重新開工建設(shè)，預計2028年投入商業(yè)運行。

在建的安哥拉3號機組

安哥拉3號機組獲得了國家金融機構(gòu)有力的貸款支持。2010年12月，巴西聯(lián)邦開發(fā)銀行為安哥拉3號機組貸款36億美元，占當時預計全部建造費用60億美元的60%。2012年12月，巴西聯(lián)邦儲蓄銀行為安哥拉3號機組貸款18.6億美元，此時該機組預計全部建造費用為75.9億美元。

2.核電計劃

巴西計劃在其他兩座核電廠址上共建造8臺核電機組，總裝機容量為1000萬~1260萬千瓦。一座核電廠址位于該國東北部伯南布哥州的弗朗西斯河上，建造4臺機組，總裝機容量600萬~660萬千瓦。另一座核電廠址位于該國東南部米納斯吉拉斯州，也建造4臺核電機組，總裝機容量400萬~600萬千瓦，這是一座內(nèi)陸核電站。

中核集團、俄羅斯原子能公司、韓國水利核電公司、西屋公司對巴西新核電項目表達了興趣。2022年1月，巴西在新的《十年期能源行業(yè)規(guī)劃》稱，該國計劃于2031年在東南部建成一臺100萬千瓦級核電機組。根據(jù)該規(guī)劃及安哥拉3號機組建成，巴西2031年核電發(fā)電量將從現(xiàn)在的147億千瓦時增長至340億千瓦時，核電在電力結(jié)構(gòu)中的占比也將從2.2%增長至4.0%左右。巴西礦產(chǎn)能源部正委托巴西電力能源研究中心開展新核電廠址選址工作。

巴西核工業(yè)發(fā)展歷程

巴西核工業(yè)起始于1951年，在當時新成立的國家原子能委員會領(lǐng)導下開展工作。1964~1985年，巴西核工業(yè)在軍政府時期開始加速發(fā)展。1970年，巴西向全球招標建設(shè)國內(nèi)第一座核電站。西屋公司被授予安哥拉核電站1號機組的合同，采用交鑰匙模式建設(shè)。1975年，巴西制定了核電技術(shù)自主化政策，計劃采用引進消化吸收再創(chuàng)新的模式實現(xiàn)核電技術(shù)自主化。巴西與當時的西德簽訂15年建成8臺130萬千瓦級核電機組的協(xié)議，前2臺機組很快開始建設(shè)，設(shè)備主要由西門子公司供應。根據(jù)技轉(zhuǎn)協(xié)議，剩余的6臺機組設(shè)備本地化率要達到90%。為了實現(xiàn)這個目標，巴西成立了包含核電建設(shè)和核燃料循環(huán)業(yè)務在內(nèi)的巴西核電公司。

然而，巴西經(jīng)濟因素導致前兩臺核電機組建造工作中斷，隨后在20世紀80年代末期，整個合作協(xié)議被中止了。1988年，新成立的巴西原子能工業(yè)公司接手了巴西核電公司的核燃料循環(huán)業(yè)務。安哥拉2、3號機組的建造工作由福納斯電力公司接手。巴西Nuclen公司仍然是安哥拉2號和3號機組的工程設(shè)計公司。1995年，安哥拉2號機組重新開工建設(shè)。1997年，福納斯和Nuclen公司合并成立巴西核電公司，作為核電站建設(shè)和運營公司。2015年，巴西政府表示安哥拉3號機組是政府出資建設(shè)的最后一臺核電機組，后續(xù)機組將采用私募資金的方式建造。巴西核電裝備公司為核電機組供應主要設(shè)備。巴西核電裝備公司和巴西原子能工業(yè)公司是平級關(guān)系，都隸屬于巴西國家原子能委員會，直接向巴西國家科技部報告。巴西核電公司隸屬于巴西電力公司，受巴西礦產(chǎn)能源部領(lǐng)導。

巴西鈾資源和燃料循環(huán)

露天開采的卡埃蒂特鈾礦

經(jīng)過上世紀70~80年代勘探，巴西已經(jīng)探明的鈾資源儲量為21萬噸。巴西有三個主要的鈾礦，分別是1997年關(guān)停的米納斯吉拉斯州卡達斯鈾礦、1999年開始運行的巴伊亞州卡埃蒂特鈾礦和計劃要開采的塞阿拉州圣基塔利亞鈾礦。

1.鈾礦開采

巴西鈾礦開采權(quán)歸政府所有，自1982年開始開采國內(nèi)鈾礦，目前正在運行的鈾礦是卡埃蒂特鈾礦，這是一個交代巖型鈾礦，鈾產(chǎn)能為340噸/年。2012年前，卡埃蒂特鈾礦采用露天開采方式，之后采用堆浸開采方式。卡埃蒂特鈾礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)有17個鈾礦床，鈾儲量達9.91萬噸。2017年1月，巴西原子能工業(yè)公司宣布將在同年10月開采卡埃蒂特區(qū)的恩熱紐鈾礦，不過直到2020年12月才正式啟動開采。恩熱紐鈾礦是一個露天鈾礦，鈾產(chǎn)能為200~300噸/年。2020年巴西國內(nèi)產(chǎn)鈾為15噸。2020年1月，巴西礦產(chǎn)能源部長表示，將加大對巴西原子能工業(yè)公司支持，使卡埃蒂特市的鈾礦產(chǎn)能在2023年達到360噸/年。巴西政府鼓勵國家原子能工業(yè)公司與民間企業(yè)合作，在2024年將塞阿拉州的圣塔奎特亞鈾礦產(chǎn)能達到1600噸/年。

2.鈾轉(zhuǎn)換

除了少許鈾精礦之外，巴西其他所有的鈾礦都委托法國歐安諾轉(zhuǎn)化。絕大部分轉(zhuǎn)化來的UF6委托給歐洲鈾濃縮公司進行濃縮。但是，現(xiàn)在巴西雷森迪鈾濃縮廠的產(chǎn)能明顯增加。

3.鈾濃縮

巴西大多數(shù)的鈾濃縮工作委托歐洲鈾濃縮公司或美國完成。20世紀80年代，巴西海軍啟動核動力推進計劃，計劃1989年完成離心機研發(fā)工作。巴西阿拉馬爾試驗中心建成的小型鈾濃縮示范廠，可以為核潛艇提供豐度低于20%的濃縮鈾。借助于阿拉馬爾試驗中心的鈾濃縮技術(shù)，巴西原子能工業(yè)公司在雷森迪建造了鈾濃縮廠。

巴西雷森迪鈾濃縮廠

巴西的鈾濃縮離心機是國產(chǎn)的，與歐洲鈾濃縮公司的技術(shù)相似。雷森迪鈾濃縮廠旨在為安哥拉核電站提供所需要的分離功。雷森迪鈾濃縮廠一期建設(shè)工程始于2006年，將滿足安哥拉1號機組80%的分離功需求。雷森迪鈾濃縮廠的一期和二期工程預計需要投資7.3億美元。2016年6月，巴西原子能工業(yè)公司與阿根廷原子能委員會簽署向CAREM小堆提供4噸濃縮鈾合同。

4.燃料制造

巴西原子能工業(yè)公司燃料元件制造廠位于雷森迪，由德國西門子公司設(shè)計，每年可生產(chǎn)160噸UO2芯塊和280噸燃料組件。

5.放射性廢物管理

巴西國家原子能委員會負責處理處置放射性廢物。2001年巴西頒布的《放射性廢物處理處置法》規(guī)定了中低放射性廢物的處置辦法，包括處置庫選址、建造和運行。這些問題的長期解決方案將在安哥拉3號機組投運前完成。巴西對乏燃料采用等等看的模式，目前沒有將乏燃料當作高放廢物直接處置掉。在乏燃料決定后處理或直接深地質(zhì)處置之前，暫時貯存在安哥拉核電站內(nèi)。巴西研究堆都使用低濃鈾，產(chǎn)生的乏燃料全部被送回原廠。

巴西核能研究與開發(fā)

巴西國家原子能委員會研究發(fā)展局負責核燃料循環(huán)、反應堆技術(shù)研發(fā)、同位素生產(chǎn)和相關(guān)研發(fā)工作。巴西有5個與核相關(guān)的研究中心，開展不同的研究工作。巴西核能研究院位于圣保羅市，擁有2座研究堆(其中一座是5MWt的泳池堆)和一臺回旋加速器，可以生產(chǎn)放射性同位素。2013年5月，阿根廷INVAP公司獲得為巴西建造RA-10研究堆和多功能研究堆的合同。這兩個研究堆的參考堆型都是澳大利亞的OPAL研究堆，將用于生產(chǎn)醫(yī)用放射性同位素、先進核燃料和材料輻照試驗，以及中子研究。根據(jù)巴西與阿根廷在2012年1月簽署的相關(guān)協(xié)議，巴西Intertechne研究院為多功能研究堆開展廠房、系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施的概念和初步設(shè)計。2018年，多用途研究堆在圣保羅州伊佩羅市開工建設(shè)。

阿拉馬爾研究中心

巴西核電實驗室正在阿拉馬爾研究中心為巴西海軍建造一座陸上模式堆。巴西核電裝備公司為陸上模式堆提供壓力容器。曾有報道稱，該模式堆將作為巴西東北地區(qū)小型核電站的參考堆型。2020年10月，陸上模式堆開始設(shè)備安裝工作。該陸上模式堆、發(fā)電機、電動機以及核潛艇上使用的其他系統(tǒng)都將在阿拉馬爾研究中心測試試驗。巴西是第四代核能系統(tǒng)論壇(GIF)和國際原子能機構(gòu)革新性反應堆和核燃料國際合作項目(INPRO)的成員國。GIF和INPRO都在研發(fā)新一代反應堆和相關(guān)核能系統(tǒng)。巴西原子能委員會還參與了西屋公司一體化模塊式小堆IRIS的研發(fā)工作。2022年6月，巴西核電公司與法國電力公司續(xù)簽了2018年的合作備忘錄。

巴西核安全監(jiān)管與核不擴散

1.核安全監(jiān)管

1962年實施的《巴西聯(lián)邦核能政策》明確規(guī)定核材料屬于國家。1956年建立的巴西國家原子能委員會原先隸屬于總統(tǒng)戰(zhàn)略事務辦公室，現(xiàn)隸屬于巴西科技部。1974年通過立法的形式，將巴西國家原子能委員會明確為國家核能監(jiān)管機構(gòu)。國家原子能委員會輻射防護與安全局負責巴西國內(nèi)核設(shè)施的頒證和監(jiān)管工作。

2021年5月，巴西政府宣布將成立獨立于國家原子能委員會的新監(jiān)管結(jié)構(gòu)——國家核安全局。國家核安全局一旦成立，將在行政、技術(shù)和財政上獨立于巴西國家原子能委員會，并負責所有核設(shè)施和核活動的核安全、輻射防護和核安保工作。巴西國家原子能委員會將繼續(xù)負責核能的規(guī)劃、總體政策編制和宣貫工作。

巴西環(huán)境與可再生自然資源研究院聯(lián)合巴西國家原子能委員會為核設(shè)施頒發(fā)環(huán)境許可證。巴西環(huán)境與可再生自然資源研究院隸屬于巴西環(huán)境部。巴西國家科技委員會成立于1951年，負責巴西核技術(shù)的研發(fā)工作。

2.核不擴散

巴西是無核武器國家，于1967年成為《拉丁美洲禁止核武器條約》締約國，1995年簽署《國際核不擴散條約》，1998年正式成為《國際核不擴散條約》締約國。巴西與國際原子機構(gòu)簽有核安保協(xié)議。1985年，巴西與阿根廷簽署《核政策聯(lián)合宣言》，以解決全球越來越難以供應的核設(shè)備和核材料問題。在追求核燃料獨立的過程中，巴西堅決表示不會制造核武器。1988年巴西新憲法重新明確了不發(fā)展核武器。1991年，巴西與阿根廷聯(lián)合成立巴西—阿根廷核材料衡算和控制機構(gòu)。該機構(gòu)的成立推動了巴西、阿根廷、國際原子能機構(gòu)、巴西—阿根廷核材料衡算和控制機構(gòu)四方協(xié)議生效。根據(jù)四方協(xié)議，巴西和阿根廷承諾對于本國管轄及控制下的所有核活動執(zhí)行保障監(jiān)督，其唯一目的是確保核材料不被轉(zhuǎn)用于制造核武器。1996年，巴西成為核供應國集團成員。