巴基斯坦的核电概况(2018年5月更新)

2018-07-17 09:27  浏览:1157  

巴基斯坦有一个小型核电计划,在中国的帮助下,运营容量为1355兆瓦,在建2300兆瓦。

巴基斯坦的核武器能力独立于使用土着铀的民用核燃料循环。

由于巴基斯坦不属于“核不扩散条约”,由于其武器计划,它基本上被排除在核电厂或核材料贸易之外,这阻碍了民用核能的发展。但是,中国对与巴基斯坦的核合作持积极态度。

巴基斯坦在2015年产生了111 TWh的电力,其中41 TWh来自石油,29来自天然气,34来自水电。核电对总发电量和需求的贡献很小,2015年仅供应6.1 TWh(5.5%)电力。没有出口,几乎没有进口,并且在传输过程中约有17%的产量损失。消费在2015年达到约88亿千瓦时一个或人均约450千瓦时平均-虽然人口的四分之一左右有没有用上电。截至2017年6月b,总装机容量约为25 GWe ,但通常只有约12 GWe可操作。

能源政策

2013年7月,国家经济委员会(ECNEC)执行委员会批准了约3.5 GWe的新电力项目,总计13030亿巴基斯坦卢比(124亿美元),包括2200兆瓦的核电,425兆瓦的燃气联合循环和969兆瓦的水电。这些旨在减少对石油的高度依赖并降低电力成本。一切都取决于中国的支持。

电力基础设施是2016年510亿美元中巴经济走廊(CPEC)项目的重要组成部分,该项目将把中国新疆地区的喀什与巴基斯坦阿拉伯海的瓜达尔深水港连接起来。CPEC包括巴基斯坦大部分时间的公路和铁路,由三家中资银行提供资金,以及一座4000兆瓦的高压直流电网发展,在2017 - 18年间耗资15亿美元。CPEC总计约330亿美元用于能源基础设施,特别是到2020年10 GWe的发电量,主要是燃煤,预计到2020年将提供该国24%的电力。褐煤是设想的主要燃料,来自塔尔信德省沙漠地区。

CPEC项目是中国“一带一路”(BRI)的重要组成部分,在巴基斯坦规模前所未有。

2005年,政府采用了能源安全计划,要求到2030年将发电量大幅增加到160 GWe以上。报告显着的电力短缺,减载很常见。

核政策核

电容量的扩大一直是巴基斯坦能源政策的核心要素。

2005年的能源安全计划包括将核电容量从长期提升到8800 MWe,到2015年提高900 MWe,到2020年再增加1500 MWe。预测包括另外四个中国反应堆,每个300 MWe,七个1000 MWe,所有PWR。中国暂时计划在卡拉奇建造两座1000兆瓦的压水堆装置作为KANUPP 2和3,但中国在2007年延迟开发其CNP-1000型,这是唯一能够出口的型号。巴基斯坦随后将注意力转向建造本地含量较高的较小单位。然而,2013年中国以出口意图恢复了1000 MWe的设计,并为ACP1000设计向巴基斯坦提出了建议,该设计成为华龙一号 - 见下文。

据报道,2011年8月,巴基斯坦计划到2030年在10个地点实现8000兆瓦的核武器。巴基斯坦核管制委员会显然在巴基斯坦核监管局(PNRA)和国际原子能机构(IAEA)的建议下选择了6个新站点。这些是靠近Qadirabad Headworks的Qadirabad-Bulloki(QB)连接渠道; Taunsa Barrage附近的Dera Ghazi Khan运河; 木尔坦附近的Taunsa-Panjnad运河; Sukkur附近的奈良运河; Guddu附近的Pat Feeder运河; 和瑙谢拉附近的喀布尔河。2012年初,巴基斯坦原子能委员会(PAEC)表示计划在旁遮普省木尔坦附近的Taunsa-Panjnad运河建造四座反应堆。

2014年1月,PAEC宣布打算再建造5座1100兆瓦的核电站,以满足预期的电力需求,并在2030年之前在线拥有8.9 GWe的核电容量。“凭借超过55个反应堆年的成功运营经验,PAEC可以自信地从技术获取状态转移到实际开始为系统提供相当大的电能。“ 然后引用PAEC的话说,将选择8个站点再增加32个单元,每个单元4个1100 MWe单元,这样核电就可以从40 GWe的容量中提供该国四分之一的电力。这显然假设未来的日期远远超过2030年,电力需求增加了十倍以上。

PAEC表示,最初的1100 MWe工厂将建在Muzaffargarh,位于旁遮普省西南部Multan附近的Taunsa-Panjnad运河上。据报道,正在与中国进行讨论,以约130亿美元的价格供应三座核电机组。

核电设施

在巴基斯坦运营的反应堆

压水堆的浓缩燃料是从中国进口的。

PAEC负责该国的所有核能和研究应用。它有两个部门负责核电计划:核能发电(NUPG)和核电项目(NUPP)。NUPG董事会监督运营单位,NUPP董事会关注计划单位的设计和建设,并与PNRA密切配合。

卡拉奇1

PAEC的第一座核电反应堆是一个小型的100兆瓦(90兆瓦网)加拿大加压重水反应堆(PHWR),于1971年启动并受到国际保障 - 位于信德省天堂点的卡拉奇1号(K1 / KANUPP 1),在卡拉奇以西约25公里处。它以降低的功率运行,并且由于它的年龄正在由PAEC审查

。在卡拉奇(KANUPP)一4800米3 /日MED海水淡化厂被委托于2012年,但在2014年它被报道为1600立方米 /天。

Chashma 1-4

第二个单元是北部旁遮普省的Chashma 1(CHASNUPP 1),CNNC在保护措施下提供的325 MWe(300 MWe净)双回路压水堆(PWR)。该工厂的主要部分由 上海核工程研究设计院 (SNERDI)设计,基于秦山1.它于2000年5月启动。设计寿命为40年。它和同一地点的以下三个单元是使用国际设计规范和标准建造的。

其双胞胎Chashma 2(CHASNUPP 2)的建设始于2005年12月。据报道,其成本为514.6亿巴基斯坦卢比(4.9亿美元,其中2000万美元由中国资助)。2006年与国际原子能机构签署了保障协定,并于2011年3月与电网连接,并于5月进行商业运营。升级后增加了5 MWe(总计330 MWe)。

2008年6月,政府宣布计划在Chashma建设3号和4号机组,每个机组的总量为320 MWe,主要由中国提供资金。2008年10月签署了中国对该项目的帮助的进一步协议,并在此之前不久作为对抗美印协议的突出表现。

2009年3月,中国的SNERDI宣布正在进行Chashma 3和4的设计,中国中原工程有限公司(CZEC)作为总承包商和中国核工业第五建筑公司作为安装人员。2009年4月,与SNERDI签订了设计合同,政府表示已批准该项目,成本为23.7亿美元,其中17.5亿美元涉及“外汇成分”。2010年3月,巴基斯坦宣布已同意Chashma 3和4的条款,其中中国将提供总额为19.12亿美元融资的82%作为三个20年期低息贷款。它还将为反应堆的使用寿命提供燃料,名义上为40年。

主要建筑合同于2010年6月签署,详细说明两台340 MWe CNP-300(315 MWe净)单元将在8年内完工。它们的设计寿命为40年,并受国际原子能机构的保障监督。单元3的建设于2011年5月底正式开始,第4单元于2011年12月正式开始。2014年初,PAEC表示他们提前了几个月。2015年,CZEC表示3号机组将于2016年完工,实际上它将于10月份并网,并于12月全面投入运营和商业运营。第4单元于2017年3月启动,并于2017年6月末并网。

核供应国集团(NSG)提出了一些关于中国供应Chasma 3和4的问题。第一和第二单元的合同分别于1990年和2000年签署,在2004年中国加入NSG之前,后者继续禁止向巴基斯坦销售核设备。中国认为3号和4号机组同样“已经过时”,并且安排与1号和2号机组的安排一致。

在启用Chashma 4部队时,总理表示政府“致力于实现到2030年向国家电网增加8800兆瓦核能的目标。” 这包括在卡拉奇2和3建造的2322 MWe。

正在建设和计划在巴基斯坦的反应堆

卡拉奇2&3

计划委员会在2013年6月表示,两个CNNC 1000 MWe级反应堆将用于卡拉奇1号机组附近的卡拉奇2号和3号(KANUPP 2&3)。两个1100 MWe机组正在考虑两个沿海站点。CNNC于2013年4月宣布了ACP1000的出口协议,名义上为1100 MWe,显然是针对巴基斯坦的。6月份PAEC证实了这一点,他说下一个核项目将是卡拉奇沿海电站的1100兆瓦级单位。

2013年7月,ECNEC批准了两个卡拉奇沿海电力项目单位,净发电量为2117兆瓦。其总成本估计为9590亿巴基斯坦卢比(91.16亿美元),其中65亿美元(68%)为供应商融资。PAEC还表示,总成本的82%将由中国提供资金。2013年8月底,中国核工业集团公司,中国核电集团公司,中国核电工程有限公司(CNPE),中国核电集团公司(NPIC)和华东电力设计院(ECEPDI)在上海签署了合同。2013年11月,在卡拉奇以西25公里处的天堂点附近的地点开工,但2014年10月,信德高等法院的裁决在环境方面的挑战后停止了现场工作,限制令延长至12月初。该项目于2015年8月重新启动。

巴基斯坦核监管局接受了中国核电公司对中国ACP1000反应堆的安全分析,并在完成审核后获得了建设许可证,为CNNC版的华龙一号,总重量为1161兆瓦。

2015年4月,中国核工程建设集团有限公司(CNEC)赢得了该工厂常规岛的土木工程建设和安装工作招标,并表示将使用华龙一号反应堆。第一个单元的建设始于2015年8月,预计需要72个月(传统岛屿为52个月)。根据国际原子能机构的说法,第二个单位的建设始于2016年5月底,但未在PAEC网站上发布任何公告或通知。2017年7月,2号机组的反应堆容器在中国第一重型机械集团在中国的工厂完成了压力测试,9月份安装完毕。

2017年1月的一份新闻报道说,两个单位的工作正在加紧,以实现业务目标,并且这是一个CPEC项目。2017年3月,国际原子能机构批准巴基斯坦要求对这两个单位实施国际保障措施。

鉴于其无法在公开市场上购买铀,PAEC表示巴基斯坦已与CNNC达成协议,为反应堆提供终生燃料供应,规定为60年。

Chashma 5

2010年11月,PAEC与中核集团签署了建设协议,在Chashma建立了第五个单位。2013年2月,PAEC与CNNC签署了一项协议,在Chashma建立一个1000兆瓦的单位。据报道,根据“不扩散条约”(NPT)和NSG的指导方针,中国预计这项协议将引起争议。2013年初CNNC确认反应堆将是ACP1000装置,但不一定是Chashma。2017年11月,CNNC与PAEC签署了关于Chashma 5作为华龙一号机组建设的合作协议。

前端燃料循环

政府制定了从2015年起每年生产300吨铀的目标,以满足预期需求的三分之一,但这还没有实现。在Bannu盆地和Suleman山脉的旁遮普中部已知低品位矿石。2015年产量为45吨。

2017年7月,中核集团与PAEC签署了铀资源勘探开发技术合作框架协议。

位于Kahuta的Khan研究实验室(KRL)的一个小型(15,000 SWU /年)铀离心浓缩工厂自1984年开始运营,没有任何明显的民用用途。它在1991年左右扩大了三倍,并从那时起进一步扩大。据报道,一家没有受到保障措施的新工厂位于KRL。目前尚不清楚PAEC是否与这些植物有任何关系。

压水堆的浓缩燃料是从中国进口的。

2006年,PAEC宣布准备建立独立的纯民用转化,浓缩和燃料制造工厂,作为PWR型反应堆新的12亿美元巴基斯坦核动力燃料综合体(PNPFC),该反应堆将受到国际原子能机构的保障监督,并与现有设施。然而,核供应国集团对巴基斯坦施加的限制可能意味着所有民用核发展都与中国有关,并且进行这一项目可能没有意义。

废物管理

PAEC负责放射性废物管理。新政策中提出了中央放射性废物管理基金。建议为卡拉奇和恰希玛提供废物管理中心。

使用过的燃料目前储存在池中的每个反应器中。建议在每个地点进行长期干燥储存。未来的后处理问题仍未解决。

研究与开发

巴基斯坦核科学与技术研究所(PINSTECH)位于伊斯兰堡附近的拉瓦尔品第,由PAEC管理,是该国最大的科学和技术研究机构之一。它已开展了对二手核燃料后处理的研究,但今天它声称专注于医学,生物学,材料和物理学的研究,包括医疗放射性同位素的生产。

巴基斯坦有一个10兆瓦的池式研究堆,PARR-1,1965年,由美国根据原子能和平计划提供。它于1991年转换为使用低浓缩铀燃料,并从5升至10兆瓦。PARR-2是一个本土的30千瓦微型中子源反应堆(MNSR),基于中国设计并使用自1974年以来运行的高浓缩燃料。两者都位于伊斯兰堡附近的尼洛尔PINSTECH实验室。他们受到国际原子能机构的保障监督。其中一个从HEU目标产生一些Mo-99。

据报道,拉瓦尔品第的PINSTECH新实验室是武器级钚生产的后处理厂,而不是保障措施。它由PAEC运营并自1981年开始运作。这显然是在Kahuta高浓铀武器计划之前的钚武器计划的高潮,并取代了法国在Chashma建造的未完成的更大的后处理厂(100吨/年),但取消了在1978年。

在伊斯兰堡以南200公里的Khushab,有四座重水反应堆专门用于生产武器级钚,还有一座重水厂。其中第一个,“多用途”PHWR估计为30-40 MWt,于1998年开始运行。然后从2002年左右开始在那里建造一个更大的(40-50 MWt)重水反应堆,并且似乎在最后运行2009年,在第三座反应堆上开始建设,类似于第二座反应堆,并且与第二反应堆相邻,这似乎在2013年底投入使用。2011年建造了一座类似但更大的(90兆瓦)第四座反应堆,数百米离开,并且似乎在2015年1月开始运作。这些似乎加起来大量的钚生产能力。据报道,Khushab对该国有限的铀资源提出了要求。

据报道,军事物资的后处理发生在西部80公里处的Chashma,原来的法国后处理厂显然正在那里重建,距离Chashma 1-4动力反应堆西南几公里。

旁遮普省Kahuta的Khan研究实验室(KRL)被描述为武器工程研发机构和研究实验室,专注于使用Abdul Q Khan博士最初从Urenco窃取的离心技术生产高浓缩铀。大约在1976年成立工程研究实验室,它是巴基斯坦武器计划的关键部分,由陆军工程兵团支持,与PAEC正在进行的钚计划竞争。它于1981年更名为Khan博士。

监管框架

巴基斯坦核监管局(PNRA)负责许可和监督,并规范所有民用核材料和设施的安全和保障。对于Chashma反应堆,也可能是卡拉奇沿海电力项目,它与中国国家核安全局密切合作。它成立于2001年,取代巴基斯坦核监管委员会(由PAEC成立)和核安全和辐射防护局。

巴基斯坦是“核安全公约”和两项早期通知和援助国际公约的缔约国。

防扩散

巴基斯坦不是“不扩散核武器条约”(NPT)的缔约国,但在具体项目的国际原子能机构保障监督下确实有其民用电力反应堆和两个研究堆(PARR 1和2)。另外两个340兆瓦反应堆 - 恰希玛3号和4号反应堆 - 的协议于2011年4月生效。2017年3月,国际原子能机构批准巴基斯坦要求对卡拉奇沿海单位实施国际保障,并于5月生效。巴基斯坦拒绝要求对其浓缩活动进行国际检查。

科学与国际安全研究所(ISIS)在2018年5月表示:“与印度不同,巴基斯坦几乎没有将其民用和军用核设施分开,而且一般对其核计划保密。巴基斯坦核计划不透明,核计划不断扩大许多国家反对巴基斯坦核供应国集团(NSG)的成员资格,以及[反对]向其提供额外核动力反应堆或其他国家的任何国家的原因,其中列举了武器库以及拒绝将其军事和民用核计划分开的原因。燃料循环设施或能力。许多国家认为这种供应违反了NSG指南。

“巴基斯坦的Kahuta项目(包括Project-706)用于生产铀炸弹,是在与印度发生灾难性战争后于1972年发起的。它的部分资金来自利比亚到1979年。1974年5月,印度在靠近巴基斯坦边境的地方爆炸了核试验,激发了巴基斯坦的努力。该项目在成功进行武器部件冷试验后于1983年解散。

1998年5月,巴基斯坦在俾路支斯坦爆炸了5枚原子装置。至少有一个显然是由浓缩铀制成的,但在Kharan沙漠的Chagai II测试使用了New Labs生产的钚。

据报道,巴基斯坦是唯一一个在日内瓦谈判中阻止裂变材料禁产条约(FMCT)协议的国家。

通过汗博士的活动,从20世纪90年代末到2003年,秘鲁向利比亚提供离心机和核武器设计,以帮助在那里建立武器计划。他还在20世纪90年代将离心机技术转移到了朝鲜,并转移到了伊朗。这是NSG拒绝放松对巴基斯坦的核贸易制裁的主要依据,就像印度一样。中国是唯一一个无视贸易制裁行事的国家,自2008年以美国为首的国际特许经营权以来,中国加强了合作。这在2013年建立双单元卡拉奇沿海发电厂和CNNC合同的协议中最为明显。与PAEC一起为此提供终身燃料供应。

​总理在2014年3月在海牙举行的第三次核安全峰会上发表讲话说,巴基斯坦四十多年来一直在运行一个安全可靠的核计划,拥有生产民用核能的专业知识,人力和基础设施。他呼吁巴基斯坦加入所有国际出口管制制度,特别是核供应国集团。他指出,国际条约和论坛将补充巴基斯坦加强核安全的国家行动。

在国内,他说,今天该国的核安全得到五大支柱的支持 - 一个由国家指挥局(NCA)领导的强大的指挥和控制系统; 综合情报系统; 严格的监管制度; 全面的出口管制制度; 和积极的国际合作。他说,安全制度包括实物保护,物质控制和会计,边境管制和放射性紧急情况。

巴基斯坦是原子能机构技术合作的主要接受国,是原子能机构理事会35个成员国之一,尽管它仍然不属于“不扩散核武器条约”。

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