全球都在关注，乌克兰核能怎样了？

▲ 乌克兰扎波罗热核电站

一、核电是乌克兰最大电源形式

2020年，乌克兰一次能源消费总量为11380万吨标煤，分燃料类型看，天然气为3619万吨标煤，煤炭为3346万吨标煤，核能为2322万吨标煤，石油为1537万吨标煤，水电为205万吨标煤，光伏发电为202万吨标煤，风电为104万吨标煤，其他可再生能源13万吨标煤，其他能源形式为33万吨标煤。

▲ 2020年乌克兰一次能源消费情况

2020年，乌克兰核电在国家电力结构中占比为51.14%，仅次于法国和斯洛伐克，位居世界第三位。2020年，乌克兰总发电量为1490亿千瓦时，分电源形式看，核电发电量为762亿千瓦时，煤电为412亿千瓦时，气电为139亿千瓦时，水电为63亿千瓦时，光伏发电为62亿千瓦时，风电为32亿千瓦时，其他可再生能源为4亿千瓦时，油电为7亿千瓦时，其他电源形式为10亿瓦时，人均年发电量为3420千瓦时。2020年，乌克兰全社会用电量为1464亿千瓦时，人均全社会年用电量3358千瓦时，同比我国人均全社会年用电量5320千瓦时。

▲ 2020年乌克兰电力结构中各种电源占比情况

二、乌克兰核电情况

(一)在运核电机组情况

乌克兰在运核电机组15台，总装机容量1383.5万千瓦，在欧洲仅次于法国和俄罗斯而位居第三位，在全球来看位居世界第八位。

▲ 乌克兰在运核电机组情况

乌克兰核电机组分布在赫梅利尼茨基、罗夫诺、南乌克兰和扎波罗热等4座核电站，全部采用VVER压水堆技术，除罗夫诺核电站1、2号机组采用VVER-440技术外，其他13台机组全部采用VVER-1000技术。扎波罗热核电站在运机组6台，总装机容量600万千瓦，是欧洲在运机组数量最多和装机容量最大的核电站。

乌克兰15台核电机组中已有12台机组完成了延寿工作，分别是罗夫诺1-3号、南乌克兰1-3号、扎波罗热1-5号和赫梅利尼茨基1号。

乌克兰是全球商用核电机组区域供热技术成熟的国家，在供暖季15台机组全部为当地居民进行区域供热。乌克兰国家核电公司负责运营国内的核电机组，该公司是世界第七大核电企业。

▲ 乌克兰核电站分布情况

(二) 在建、拟建和关停机组情况

1.在建核电机组情况

乌克兰在建核电机组是赫梅利尼茨基核电站3号和4号，分别于1986年3月1日和1987年2月1日开工建设，于1990年中止建设，当时已经分别完工75%和15%，到2020年重新恢复建设时两台机组已经停工了30年时间。完成梅利尼茨基3、4号机组建设是乌克兰核能行业发展的工作重点，预计将需要28亿美元，计划2026年实现两台机组投运。乌克兰已经与美国签署合作协议，其中包括完成赫梅利尼茨基4号机组建设，并将使用中止建设的美国萨默尔核电站AP1000机组的有关设备。

2.拟建核电机组计划

乌克兰核电发展规划是到2040年核电装机容量达到2400万千瓦。2021年9月，乌克兰国家核电公司与西屋公司达成协议，计划引进4台AP1000机组，加上完成赫梅利尼茨基4号机组建设，总投资额为300亿美元。同年11月，两家公司签署在赫梅利尼茨基核电站建造2台AP1000机组的协议，总投资100亿美元。乌克兰国家电力公司还表示将在扎波罗热、罗夫诺和南乌克兰等核电站建造AP1000机组，以及在切尔卡瑟地区和乌克兰西部地区各建造4台AP1000机组。韩国水利水电公司曾向乌克兰核电公司提出在罗夫诺核电站建造一台APR-1400机组的意愿。乌克兰还计划建造模块化小型反应堆技术，表示将引进霍尔台克国际公司的6台SMR-160小堆来替代罗夫诺核电站的2台VVER-440机组，还对NuScale、ARC-100等小堆技术表达了兴趣。

3.已经关停核电机组情况

乌克兰关停的机组有4台，均是切尔诺贝利核电站的机组，总装机容量为380万千瓦。现在切尔诺贝利核电站没有在运的核电机组。切尔诺贝利核电站是乌克兰第一座核电站，原先运行的4台核电机组是苏联时期建造的石墨慢化轻水冷却反应堆中的RBMK技术。

▲ 乌克兰关停核电机组情况

乌克兰还曾在切尔卡瑟、敖德萨和哈尔卡夫等州各开工建设过一台VVER-1000机组，但所有机组都在1989-1990年停止了建设。

三、乌克兰铀资源储备丰富

乌克兰有较丰富的铀资源储量。根据国际原子能机构数据，乌克兰铀资源排名居世界第十位。乌克兰有20余座铀矿床，铀资源总储量超过20万吨，预测量超过25万吨。其中，开采成本小于80美元/千克、130美元/千克和260美元/千克的铀资源储量分别为6.0万吨、11.6万吨和22.2万吨。乌克兰具有开采价值的铀资源主要储存在第聂伯罗夫斯基盆地的交代变质岩中，铀矿品味为0.1%-0.2%，需要进行地下开采。乌克兰还有一些砂岩型铀矿，开采成本小于80美元/千克的铀资源储量约有0.73万吨，需要进行地浸开采。

乌克兰铀矿开采产业始于1964年，1951年在第聂伯罗彼得罗夫斯克州成立国有企业沃斯托克公司(Vost GOK)负责国内铀矿开采加工业务。沃斯托克公司是欧洲最大的铀矿开采加工企业，年产量830吨铀，满足国内30%的核燃料需求，主要开采基洛夫格勒州铀资源储量分别为6.6万吨和0.5万吨的Ingulskaya铀矿和Smolinskaya铀矿。截至2019年底，乌克兰共开采了13.3万吨铀。因资金短缺，沃斯托克公司的所有铀矿开采业务已于2020年12月份暂停。乌克兰生产的铀被运送到俄罗斯由俄产供集团(TVEL)制造成核燃料再返回国内供核电机组使用。沃斯托克公司还计划对塞维林斯基交代变质岩铀矿进行开采，该矿深1300米。

新康斯坦丁诺夫斯科耶铀矿是位于基洛夫格勒市以西40千米处的交代变质岩铀矿，铀资源储量为9万吨，是欧洲最大的铀矿。2018年8月，该矿举行了开采仪式，但是不久就因资金短缺而停止了开采活动，目前政府委托沃斯托克公司寻找为该矿投资8.2亿美元的合作伙伴。该矿最终铀产量有望达到2500吨/年。俄罗斯原子能公司多次提出投资该矿，但都被乌克兰否决。

乌克兰在1966-1983年间还曾使用地浸方法对德弗拉多夫斯克铀矿和布拉茨克铀矿进行了开采，开采了3925吨铀，后因环境问题而中止。近期乌克兰表示将重启地浸法开采有关铀矿。

乌克兰生产的锆合金出售给俄罗斯用于制造核燃料。乌克兰联合矿业和化工公司(UMCC)是国有企业，在2021年8月和10月份进行了两次100%私有化拍卖，拍卖起价为1.36亿美元，但是都因为缺少竞标者而流拍。UMCC是欧洲最大的钛锆矿开采商，也是全球十大钛锆矿开采商之一，2020年在全球钛铁矿、金红石和锆石市场占有的份额分别为2.3%、6.2%和1.4%。

四、乌克兰核燃料循环情况

乌克兰没有核燃料制造厂，需要从俄罗斯进口核燃料，同时也在西屋公司购买核燃料。乌克兰采冶的铀和制造的锆合金被运送到俄罗斯，由俄产供集团公司加工成核燃料，再运回国内供核电机组使用。2007年，乌克兰同意加入俄罗斯安加尔斯克国际铀浓缩中心计划，同时寻求在核燃料循环其他环节和在第三方国家建造核电站的合作。2008年，乌克兰签署持有国际铀浓缩中心10%的股份的协议，2010年协议生效，乌克兰成为继俄罗斯、哈萨克斯坦之后该中心的第3个成员国。乌克兰将天然铀出售给国际铀浓缩中心，国际铀浓缩中心将天然铀进行浓缩后售卖给俄产供集团公司加工成核燃料元件，之后返回乌克兰供核电机组使用。2012年，国际铀浓缩中心完成乌克兰铀浓缩服务的首笔交易，向乌克兰提供的分离功能力为每年6万SWU，乌克兰全年需要的分离功能力为200万SWU。

2015年，乌克兰国家核燃料公司与美国康弗登公司签署协议，开展在乌克兰建造一座铀转化厂的可行性研究。乌克兰国家核电公司还与原阿海珐公司签署了一项浓缩铀供应协议，但是这项计划已经中止。

五、乌克兰核燃料进口情况

乌克兰没有核燃料制造技术和生产线，需要的核燃料主要从俄产供集团购买。为了使国内VVER-1000机组核燃料供应多样化，乌克兰于2000年启动核燃料鉴定计划。在这一计划中，美国支持乌克兰对西屋公司瑞典威斯汀豪斯核燃料厂制造的TVZ-WR燃料进行测试，使该型号的燃料可用于VVER-1000核电机组。2005年，南乌克兰核电站3号机组装入6束TVZ-WR燃料先导组件进行试验，2009年又装入42束测试燃料组件进行为期三年的辐照考验。除了进口核燃料组件外，乌克兰还希望西屋公司将核燃料制造技术进行转让。2010年，乌克兰国家核电公司与俄产供集团签署了15台机组核燃料供应长期协议，后来又与西屋公司签署了核燃料供应协议。2010年和2013年乌克兰国家核电公司向俄产供集团购买的核燃料支出分别为6.08亿和6.01亿美元。2014年、2015年、2016年和2017年，乌克兰国家核电公司向俄产供集团购买的核燃料支出分别为5.88亿、6.12亿、3.87亿和3.689亿美元，向西屋公司购买的核燃料支出分别为0.39亿、0.32亿、1.62亿和1.644亿美元。

目前，乌克兰6台核电机组装载了TVS-WR燃料，分别是南乌克兰2号和3号机组，扎波罗热1号、3号、4号和5号机组，其中乌克兰3号机组和扎波罗热5号机组满载TVS-WR燃料。罗夫诺3号机组计划将在今年装载TVS-WR燃料。2018年，乌克兰国家核电公司表示到2025年将有7台机组使用西屋公司燃料，8台机组使用俄产供集团的燃料。

六、乌克兰核燃料制造厂情况

2009年，俄产供集团和西屋公司竞标在基洛夫格勒州斯莫利诺村建造一座造价为4.6亿美元的核燃料厂。乌克兰最终选择了俄产供集团，一方面是因为俄产供集团为斯莫利诺核燃料厂提供70%的资金，另一方面俄产供集团表示到2020年对乌克兰实现技术转让。斯莫利诺燃料厂每年可以生产400束燃料组件，最终可以生产800束，这一产能超过了乌克兰本国燃料需求，过剩产能可以向东欧国家输出。斯莫利诺燃料厂于2012年开工建设，原计划2014年全面开工，2015年具备制造燃料棒和燃料组件(芯块由哈萨克斯坦乌尔巴厂提供)的能力，2016年开始生产核燃料，2020年具备生产燃料芯块的能力。2014年，因为双方对合同条款存在分歧，建设工程被暂停。2015年，乌克兰宣布中止与俄产供集团的协议。乌克兰还与哈萨克斯坦、加拿大、中国等国家商讨过建造核燃料厂的计划，但是都没有成功。2021年8月美乌双方签署的协议涉及西屋公司在乌克兰建造核燃料厂的有关内容。20世纪90年代早期，乌克兰曾计划建造一套完整的核燃料循环体系，而不仅仅是核燃料制造厂。

七、乌克兰乏燃料管理情况

乌克兰对乏燃料在国内的最终处置方式仍在考虑当中，目前的政策是暂时储存50年之后情况再决定处置方式。2008年，乌克兰政府批准了《国家放射性废物管理目标计划》，其中一项主要内容是建造一座可以对乏燃料进行暂存50年的中央贮存设施。2014年，乌克兰国家核电公司进行了一项在法国阿格后处理厂对俄产供集团燃料和西屋燃料进行后处理的可行性研究。乌克兰VVER-440机组产生的大部分乏燃料在堆贮存，但是也有少部分送到俄罗斯进行后处理。尽管扎波罗热核电站在2001年启用了自己的场内乏燃料贮存设施，但是其他VVER-1000机组产生的乏燃料仍然需要每年花费2亿美元将乏燃料运输到俄罗斯进行后处理。

2005年12月，乌克兰国家核电公司和美国霍尔台克国际公司签署建造乏燃料中央贮存设施(CSFSF)的协议，后者负责设施的设计、取证、建造、调试和提供通风设备等。根据协议，霍尔台克国际公司将提供5个HI-STAR 190运输容器、3个HI-TRAC 190转运容器、90个HI-STORM 190垂直通风贮存系统、5节轨道车和一系列辅助设备。

2012年2月，乌克兰政府批准乏燃料中央贮存设施建在切尔诺贝利核电站附近，占地面积675亩，造价4.6亿美元。乏燃料中央贮存设施成为切尔诺贝利核电站核燃料综合设施的一部分，尽管只接受罗夫诺、南乌克兰和赫梅利尼茨基等3座核电站产生的乏燃料。乏燃料中央贮存设施是一座干法贮存设施，设计容量可以贮存16530束乏燃料，其中包括12010束VVER-1000机组乏燃料和4520束VVER-440机组乏燃料，投运后将是世界上最大的乏燃料干法贮存设施。乌克兰乏燃料后处理产生的高放废物玻璃固化废物也将从俄罗斯运回贮存在中央乏燃料贮存设施中。

2017年11月，乌克兰国家核电公司和美国霍尔台克国际公司开始合作建设乏燃料中央贮存设施。2021年11月，乌克兰国家核电公司对中央乏燃料贮存设施进行最后的预调试试验，完成第一次装载作业需要的设备现已运到乌克兰，原计划今年向中央贮存设施转移乏燃料。

八、乌克兰核能研发设施

乌克兰有两座研究堆，一座是1960年建成投运的位于基辅核科学研究院的热功率为10MWt的VVR-M，该研究堆于2008年完成核燃料低浓化工作。

乌克兰还有一座热功率为200kW的研究堆IR-200，位于塞瓦斯托波尔国立核能工业大学。

2012年，乌克兰批准哈尔科夫物理科技研究所建设使用低浓铀次临界中子源实验装置。哈尔科夫次临界实验装置造价7300万美元，美国橡树岭和爱达荷国家实验室提供了技术支持，美国提供了2500万美元资金。哈尔科夫次临界装置主要用于核物理研究和同位素生产，同时也生产部分放射性药物。

九、核安全、核安保和核不扩散

苏联解体后，乌克兰将核弹头和导弹运到俄罗斯进行拆解，以换取核燃料供应。乌克兰随后以无核武器国家身份加入了《核不扩散条约》。

(作者：中核战略规划研究总院)