1、電力發(fā)展概況
由于印度的核武器計(jì)劃,印度被排除在《核不擴(kuò)散條約》之外,因此34年來,印度基本上也被排除在核電廠和核材料貿(mào)易之外,這些在2009年之前阻礙了其民用核能的發(fā)展。
由于早期的貿(mào)易禁令和缺乏本土鈾,印度一直在努力開發(fā)核燃料循環(huán),利用國內(nèi)豐富的釷儲(chǔ)量。自2010年以來,印度民事責(zé)任法與國際公約之間的根本不相容限制了外國核技術(shù)的提供。
總發(fā)電量(2019年):1624 TWh;發(fā)電組合:煤炭1181 TWh(72%);水電站172 TWh(11%);風(fēng)電69.9 TWh(4%);天然氣64.9 TWh(4%);太陽能50.6 TWh(3%);核能46.5 TWh(3%);生物燃料和廢物32.6 TWh(2%);石油6.0 TWh;進(jìn)/出口:凈出口3.7 TWh(進(jìn)口5.8 TWh;出口9.5 TWh);總消費(fèi)量:1311 TWh;人均消費(fèi):約1000 TWh(2019年);
(來源:微信公眾號(hào)“嘿嘿能源heypower”ID:heiheinengyuan 作者:heypower)
2、能源政策
印度對(duì)進(jìn)口能源的依賴和能源部門改革的不一致性,導(dǎo)致國內(nèi)電力發(fā)展難以滿足不斷增長(zhǎng)的需求。英國石油公司2019年版的《能源展望》預(yù)測(cè),2017年至2040年間,印度的能源消耗將增長(zhǎng)156%。報(bào)告預(yù)測(cè),到2040年,該國的能源結(jié)構(gòu)將緩慢演變,化石燃料占2040年需求的79%,低于2017年的92%。實(shí)際上,2017年至2040年間,化石燃料的一次能源消耗預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)120%。
盡管2019年初印度計(jì)劃實(shí)現(xiàn)100%的家庭用電連接,但對(duì)更可靠的電力供應(yīng)的需求十分迫切。
2021年7月,根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)營公司消息,印度電力最大需求達(dá)到201 GWE。2021年11月底的總裝機(jī)容量為392 GWE,其中核電占6.78 GWE(1.7%)(印度電力部消息)。政府2012-2017年第12個(gè)五年計(jì)劃的目標(biāo)是在此期間增加94GWE,耗資2470億美元。
到2032年,該計(jì)劃要求總裝機(jī)容量達(dá)到700 GWe,以滿足7-9%的GDP增長(zhǎng),其中63 GWe為核電。經(jīng)合組織(OECD)的國際能源機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè),到2035年,印度將需要約1.6萬億美元的發(fā)電、輸電和配電投資。
2018年3月,政府表示,核容量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其63 GWe的目標(biāo),到2031年,總核容量可能約為22.5 GWe。2021年12月,印度原子能部長(zhǎng)重申了這一修訂目標(biāo)。
3、國內(nèi)環(huán)境
印度有五個(gè)電網(wǎng)——北部、東部、東北部、南部和西部。除南部電網(wǎng)外,所有電網(wǎng)在某種程度上都相互連接。
所有這些都由國有的印度電網(wǎng)公司(PGCI)運(yùn)營,總運(yùn)營95,000公里的輸電線路。
2012年7月的某天清晨,北方電網(wǎng)在35,669 MWe的負(fù)荷時(shí)出現(xiàn)故障,第二天,它加上其他兩個(gè)電網(wǎng)部分,再次出現(xiàn)故障,導(dǎo)致22個(gè)州的6億多人停電達(dá)一天。
畢馬威(KPMG)2007年的一份報(bào)告稱,印度輸電和配電(T&D)每年的損失超過60億美元。2012年的一份報(bào)告估計(jì),印度每年的損失為126億美元。
2010年的一項(xiàng)估計(jì)顯示,印度各州之間存在巨大差異,有些州的差異非常高,全國平均T&D損失為27%,遠(yuǎn)高于2001年設(shè)定的15%的目標(biāo),當(dāng)時(shí)的平均數(shù)字為34%。這其中很大一部分歸因于電力偷盜。
輸電裝機(jī)容量?jī)H為發(fā)電容量的13%左右。大約從2010年起,印度對(duì)其輸電網(wǎng)進(jìn)行了容量增加和效率升級(jí),以減少向負(fù)荷中心供電的技術(shù)損失。
2009年,國家負(fù)荷調(diào)度中心開始監(jiān)督區(qū)域負(fù)荷調(diào)度,安排和調(diào)度電力,并監(jiān)測(cè)國家電網(wǎng)的運(yùn)行情況。
到2013年底,全國五大區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián),實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行,效率更高。
自2002年以來,印度還將高壓直流(HVDC)線路的范圍和容量增加了一倍多,遠(yuǎn)距離損耗比交流線路少。印度的優(yōu)先事項(xiàng)是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和減貧。煤炭的重要性就凸顯出來,同時(shí)意味著難以再進(jìn)行二氧化碳減排工作。
因此,印度政府拒絕在2015年巴黎舉行的第21屆氣候變化締約方會(huì)議之前設(shè)定目標(biāo)。2014年9月,印度環(huán)境部長(zhǎng)表示,30年后,印度可能會(huì)出現(xiàn)二氧化碳排放量下降的可能。
4、印度電力工業(yè)
2013-2014年,NPCIL通過5.3 GWe的核容量提供了35 TWh的印度電力,總?cè)萘肯禂?shù)為83%,可用性為88%。
截至2014年12月,印度反應(yīng)堆運(yùn)行總堆時(shí)410年。由于化石燃料短缺,印度這種燃料狀況,也促使核電投資迅速發(fā)展,2050年核能目標(biāo)貢獻(xiàn)率是25%,預(yù)計(jì)將需要1094 GWe的基本負(fù)荷能力。對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的投資幾乎與對(duì)發(fā)電廠的投資一樣多。
大約從2004年開始,核電的目標(biāo)是到2020年提供20GWE,但在2007年,總理稱該目標(biāo)“合理”,并且能夠“隨著國際合作的開放而翻倍”然而,很明顯,即使是20 GWe的目標(biāo)也需要大量的鈾進(jìn)口和加快核電站建設(shè)。
2009年6月,NPCIL表示,他們的目標(biāo)是到2032年實(shí)現(xiàn)60 GWe的核電容量,包括40 GWe的壓水堆容量和7 GWe的新PHWR容量,所有這些燃料都由進(jìn)口鈾提供。
2010年末印度重申了2032年的目標(biāo),并在2011年增至63 GWe。但2011年12月,議會(huì)被告知更現(xiàn)實(shí)的目標(biāo)是2020-2021年達(dá)到14,600 MWe,2032年達(dá)到27,500 MWe。
“ⅩⅡ計(jì)劃[2012-17]提案……設(shè)想開始八座國產(chǎn)700 MW加壓重水反應(yīng)堆(PHWR)、兩座500 MW快增殖反應(yīng)堆(FBR)、一座300 MW先進(jìn)重水反應(yīng)堆(AHWR),還有與國外技術(shù)合作的1000 MW及以上的輕水反應(yīng)堆8座。這些核電反應(yīng)堆預(yù)計(jì)將在第十三和第十四個(gè)計(jì)劃中逐步建成。”16個(gè)PHWR和LWR預(yù)計(jì)將耗資400億美元。
八座700 MWe的PHWR將在卡納塔克邦的凱加、哈里亞納的法特哈巴德區(qū)的戈拉赫普爾、拉賈斯坦邦的班斯瓦拉和中央邦的丘特卡建造。
2014年7月,新總理敦促DAE在2024年之前將核容量增加三倍,達(dá)到17 GWe。他贊揚(yáng)“印度在核燃料循環(huán)方面的自力更生和本土反應(yīng)堆的商業(yè)成功”,同時(shí)還強(qiáng)調(diào),與其他清潔能源相比,保持核能商業(yè)可行性和競(jìng)爭(zhēng)力的重要性。
2017年3月,議會(huì)被告知到2024年的核容量目標(biāo)為14.6 GWe,而當(dāng)時(shí)的并網(wǎng)發(fā)電總量為6.7 GWe。
2017年5月,內(nèi)閣批準(zhǔn)了10個(gè)700 Mwe的PHWR,作為“完全自主開發(fā)的計(jì)劃”,可能向印度工業(yè)下達(dá)約7000億盧比(110億美元)的制造訂單。這些將在2015年確定四個(gè)地點(diǎn),但沒有指定時(shí)間表。
總理表示,這將有助于國內(nèi)核工業(yè)的轉(zhuǎn)型,這似乎表明人們對(duì)利用阿?,m、GEH和西屋的西方技術(shù)建立新核電站的期望較低。
未提及2012-17年第十二個(gè)五年計(jì)劃的其他要素,即最初旨在加速新增產(chǎn)能的西部LWR,以及兩個(gè)FBR和一個(gè)AHWR。
議會(huì)完全支持這項(xiàng)宣布計(jì)劃。
5、印度核戰(zhàn)略
在2010年的責(zé)任立法開始阻止外國反應(yīng)堆供應(yīng)商之后,2012年初,政府表示希望看到煤炭產(chǎn)量增加1.5億噸/年(從440萬噸/年),以支持到2015年建設(shè)60 GWe的新燃煤發(fā)電能力。這將涉及560億盧比的鐵路基礎(chǔ)設(shè)施新投資。
然而,從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,原子能委員會(huì)預(yù)計(jì)到2060年將有大約500 GWe的核能上網(wǎng),并自那時(shí)起推測(cè)這一數(shù)字可能會(huì)更高:到2050年將達(dá)到600-700 GWe,提供所有電力的一半。
另一個(gè)預(yù)測(cè)是,到2037年,核能份額將升至9%。2015年11月,NPCIL將2024年達(dá)到14.5 GWe作為目標(biāo)。2018年3月,政府表示,核電容量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于2012-2017年第十二個(gè)五年計(jì)劃中提出的63 GWe的目標(biāo)。到2031年,總核容量可能約為22.5 GWe。
印度的其他能源信息:美國能源信息管理局關(guān)于印度工業(yè)發(fā)展的分析簡(jiǎn)報(bào)民用核能在印度已經(jīng)很成熟。
自20世紀(jì)60年代在塔拉普爾建造兩座小型沸水反應(yīng)堆以來,其民用核戰(zhàn)略一直致力于核燃料循環(huán)的完全獨(dú)立,這對(duì)印度來說非常重要。因?yàn)樗?970年后獲得核武器能力,因此被排除在1970年《核不擴(kuò)散條約》(NPT)之外。(根據(jù)《不擴(kuò)散條約》在1970年之前有五個(gè)國家獲得了核武器國家的地位。)
因此,印度的核電計(jì)劃在很大程度上沒有其他國家的燃料或技術(shù)援助。加壓重水反應(yīng)堆(PHWR)于1964年設(shè)計(jì)采用,因?yàn)樗确兴磻?yīng)堆需要更少的天然鈾,同時(shí)不需要濃縮,并且可以利用當(dāng)時(shí)國家的工程能力建造——壓力管而不是重型壓力容器。
上世紀(jì)90年代中期,其動(dòng)力反應(yīng)堆的容量系數(shù)是世界上最低的,這反映了該國落后的制造工業(yè)技術(shù),但令人印象深刻地是,從1995年的60%上升到2001-2002年的85%。
然后在2008-2010年度,由于鈾燃料短缺,負(fù)荷系數(shù)不斷下降。印度核能自給自足,從鈾礦勘探和開采,到燃料制造、重水生產(chǎn)、反應(yīng)堆設(shè)計(jì)和建造,再加工和廢物管理。印度有一個(gè)小型的快增殖堆,正在建造一個(gè)更大的反應(yīng)堆,還正在開發(fā)利用其豐富的釷資源作為核燃料的技術(shù)。
印度原子能機(jī)構(gòu)于1957年在孟買附近的特羅姆拜成立,十年后更名為巴巴原子能研究中心(BARC)。
1964年,印度最終確定建造第一座加壓重水反應(yīng)堆(PHWR)的計(jì)劃,該原型——拉賈斯坦邦1號(hào),以加拿大道格拉斯點(diǎn)(Douglas Point)反應(yīng)堆為參考,是加拿大原子能有限公司(AECL)和NPCIL合作建造的。該堆于1972年啟動(dòng),隨后的本地PHWR開發(fā)基于該機(jī)組。
印度核能發(fā)展的幾個(gè)階段:拉賈斯坦邦1-2號(hào)機(jī)組,單安全殼的PHWR;馬德拉斯部分雙安全殼的PHWR。
后來,從Narora開始,標(biāo)準(zhǔn)化的PHWR具有雙重密封、抑制池和裝滿重水的排管廊,位于裝滿水的排管廊拱頂內(nèi)。
印度原子能委員會(huì)(AEC)是主要的政策機(jī)構(gòu),印度核電有限公司(NPCIL)負(fù)責(zé)熱核電廠的設(shè)計(jì)、建造、調(diào)試和運(yùn)行。
2010年初,NPCIL表示,手頭有足夠的現(xiàn)金用于10,000 MWe新廠建設(shè),其融資模式為70%股權(quán)融資和30%債務(wù)融資。
然而,它的目標(biāo)是讓其他公共部門和私營公司參與未來的核電擴(kuò)建,特別是國家火電公司(NTPC)。NTPC比NPCIL大得多,并將自己視為印度國內(nèi)主要的發(fā)電商。
NTPC主要由政府所有,1962年印度的《原子能法》禁止私人控制核能發(fā)電,2016年允許公共部門合資企業(yè)的修正案不適用于私營部門公司,也不允許外國直接投資核能,不過核電供應(yīng)鏈除外。