非洲的核电计划

2023-02-09 13:52  来源:国际核工程    非洲核电  南非核电  乌干达核电  加纳核电  核工程与核技术

在国际原子能机构的支持下,随着非洲大陆寻求建立安全、可靠和低碳的能源系统,未来几年非洲将成为世界核发展热点之一。


在国际原子能机构的支持下,随着非洲大陆寻求建立安全、可靠和低碳的能源系统,未来几年非洲将成为世界核发展热点之一。

目前考虑核电的近 30 个国家中有三分之一在非洲。埃及、加纳、肯尼亚、摩洛哥、尼日尔、尼日利亚和苏丹已经与国际原子能机构合作,评估他们是否准备好启动核计划。阿尔及利亚、突尼斯、乌干达和赞比亚也在研究核电的可能性。

正如国际原子能机构 (IAEA) 副总干事兼核能司司长 Mikhail Chudakov 所说:“非洲对能源如饥似渴,而核能可能成为越来越多国家的部分解决方案” .

在 9 月举行的第 66 届原子能机构大会期间国际原子能机构总干事拉斐尔·马里亚诺·格罗西与来自埃及、加纳、肯尼亚和南非的代表进行了广泛的讨论。

格罗西说:“我到处都能听到关于能源安全、气候变化和核能的全球对话,无论是由于环境、气候还是安全需求的变化,很明显,核能现在在谈判桌上占有一席之地。我喜欢这次讨论的一点是,没有非洲就没有讨论。我们需要做出贡献,需要自己具体分析这颗核宝石将如何用于非洲经济。”

非洲需要能源

非洲约有 6 亿人和 1000 万家小企业没有可靠的电力来源,而且越来越多地,与国家电网的连接并不能保证电力供应。停电变得越来越频繁,尤其是在撒哈拉以南非洲地区。与此同时,非洲能源需求的增长速度是全球平均水平的两倍,这主要是受城市人口增长的推动。

原子能机构通过其里程碑方案,支持非洲和世界各地约 30 个新加入核能的国家努力发展必要的基础设施,以实现安全、可靠和可持续的核电计划。

随着非洲国家考虑或着手开发核电,格罗西强调它们将得到原子能机构的全力支持。他说:“国际原子能机构将与你们一路同行。”

因此,非洲的一些国家正在探索将核电纳入其能源结构的可能性。目前,南非是非洲唯一一家在其 Koeberg NPP 拥有两个反应堆的核运营商,总装机容量接近 2000MWe,但它正在考虑延长工厂的寿命并扩大其核电计划。埃及已经启动了一项核计划,并正在地中海沿岸的 El-Dabaa 建造四个 1200MWe 反应堆。其他获得国际原子能机构支持发展核电计划的国家包括加纳、乌干达、尼日利亚、肯尼亚和尼日尔。

加纳

加纳自 1960 年以来一直是国际原子能机构成员国。加纳环境、科学、技术和创新部长 Kwaku Afriyie 说:“加纳正在寻求引进核电,以提供必要的基本负荷多样性,以确保我们未来需求的能源安全。我们的水电潜力几乎耗尽,因此我们对核能的兴趣是确保我们有能源用于我们的转型和发展。”

加纳原子能委员会 (GAEC) 成立于 1963 年,从 1994 年开始运营由中国提供的小型研究堆。GAEC 和加纳大学于 2006 年成立了核与联合科学学院 (SNAS),以培养核科学家。加纳核电计划组织 (GNPPO) 成立于 2012 年,加纳核监管局 (NRA) 成立于 2015 年。加纳于 2013 年向原子能机构提交了一封信,正式宣布其打算实施核电计划。

2017 年和 2019 年,加纳接待了原子能机构综合核基础结构评审(INIR)小组,以评估其进展情况。2019 年任务负责人 Anthony Stott 表示:“政府能够承诺推进核电计划所需的主要准备工作已经完成。剩下的就是进一步考虑某些选项,以确保加纳为与供应商和其他潜在合作伙伴的讨论做好充分准备。” 原子能机构指出,加纳已安全运行核研究设施 24 年,在核技术的非动力应用方面拥有丰富的经验,包括在医疗和工业领域。

2022 年 9 月,加纳总统 Nana Addo Dankwa Akufo-Addo 正式批准将核电纳入该国的发电结构。他说,这项技术上称为国家立场的公告解决了 IAEA 里程碑方案中规定的 19 个关键基础设施问题之一。

肯尼亚和尼日利亚

肯尼亚和尼日利亚都遵循原子能机构的里程碑方案,并在综合工作计划(IWP)的框架内与原子能机构合作。尼日利亚自 1964 年以来一直是国际原子能机构的成员,拥有完善的核基础设施。尼日利亚原子能委员会(NEAC)成立于1976年,负责国家核能计划执行委员会(NEPIC)。由中国提供的尼日利亚第一座研究堆于 2004 年投入使用。国家核能委员会的国家核电路线图于 2007 年获得政府批准,随后于 2009 年制定了实施国家核电计划的战略计划。

2013 年,为 2015 年进行的 IAEA INIR 任务做了准备。NAEC 核电站开发主任 Abdullahi Mati 教授说:“尼日利亚目前处于里程碑进程的第二阶段。完成我们的选址后,我们现在正在对正在考虑的三种发电技术进行可行性研究。”

2022 年初,尼日利亚在原子能机构的协助下完成了其原子能法案草案,使其更加符合该国的综合核立法和国际核法。原子能机构与 NAEC、联邦司法部和尼日利亚核监管局 (NNRA) 举行了一系列会议。一个关键重点是划定 NAEC、NNRA 和其他当局的职责,并避免潜在的重叠。这是在原子能机构技术合作计划下的原子能机构立法援助计划框架内实施的。

肯尼亚于 1965 年成为 IAEA 成员。它于 2010 年开始考虑核电,2015 年 IAEA INIR 访问团访问。肯尼亚核电委员会 (KNEB) 于 2014 年成立,2019 年,KNEB 成为核电和能源机构(NuPEA)。2021 年,另一项 INIR 任务表示,肯尼亚在实施之前提出的建议方面取得了进展。肯尼亚也处于里程碑方法的第二阶段,并已建立了国家核监管机构;确定了首选和备用厂址,目前正通过参加核能管理学校和其他原子能机构组织的培训活动,重点发展其核工作人员队伍。

肯尼亚国家联络官 Chesire Edwin 解释说:“肯尼亚正在发展核电,以确保未来的能源安全和能源多样性,核电在气候变化中的作用是我们议程的首要任务,预计肯尼亚的核电计划将成为实现我们发展优先事项的游戏规则改变者。”

乌干达和尼日尔

乌干达于 1967 年加入国际原子能机构。2008 年原子能法案生效并与国际原子能机构签署协议后,乌干达开始为其核电计划建立框架。乌干达的 2040 年愿景路线图将大量核电容量设想为未来能源结构的一部分。能源和矿产开发部下属的乌干达原子能委员会制定了核电路线图发展战略,该战略于 2015 年获得内阁批准。2021 年 IAEA INIR 工作组访问得出结论,政府致力于开发核电所需的基础设施. 乌干达在 2022 年表示,它已获得土地用于建设其首座核电厂,迄今已培训 22 名核工程师达到硕士学位。

尼日尔于 1969 年加入国际原子能机构。尼日尔在 2018 年表示,在国际原子能机构“综合核反应堆”工作组建议改进工厂建设和运营的经济规划后,它打算建造一座核电厂。访问团指出,必要的立法已经通过,并设立了一个独立的核监管机构。尼日尔还开展了与核基础结构发展相关的研究并编写了一份综合报告。

培训教育

原子能机构还为对核能发展感兴趣的非洲国家组织培训和教育活动。2022年6月,非洲第三期核能管理学院在南非举办。前两届学校分别于2016年和2018年举办。

在最近的一次活动中,来自 14 个非洲国家的 41 名与会者齐聚比勒陀利亚,以更多地了解核电生产的各个方面,从能源规划和核法到安全、安保和放射性废物管理。为期两周的培训课程得到了原子能机构专家、客座讲师和来自南非核能公司(NECSA)、矿产资源部(DMRE)和国家核监管机构(NNR)的南非贡献者的支持。DMRE 核能监管副总干事 Katse Maphoto 指出:“非洲仍然是扩大核应用和核技术培训的主要目的地。” NECSA 集团首席执行官 Loyiso Tyabashe 表示,NEM 学校将有助于确保非洲在核领域拥有有能力的领导人。

IAEA 的 NEM 学校以国家和地区两种形式实施,利用原子能机构的国际视野和技术专长提供涵盖核能发电各个方面的有针对性的培训。毕业生有望以新的技术和管理技能加强各自国家的核劳动力。原子能机构高级知识管理专家伊恩·戈登说:“该学院是原子能机构向成员国提供的主要支持服务之一。”他同时担任该学院的科学秘书。

南非驻国际原子能机构国家联络官 Lerato Makgae 描述了如何将通过学校培养的技能转移到电力生产以外的部门。她说:“当发展范围扩大到包括人力资本时,非洲核科学的潜力变得更加明显——特别是在能源、医疗保健、粮食安全和农业等领域,这些都是该地区的优先事项。”

技术合作

原子能机构对非洲的支持不仅限于核电发展,还包括几十年来通过其技术合作部受益于原子能机构专业知识的许多领域。原子能机构与成员国的技术合作旨在促进切实的社会经济影响,支持利用核科学技术解决国家、地区和地区间各级的主要可持续发展优先事项。技术合作计划是原子能机构向成员国转让核技术的主要机制,涉及的领域包括健康与营养、粮食与农业、水与环境、工业应用、辐射技术以及核知识开发与管理。

国际原子能机构向非洲45个国家提供技术合作支持,目前有456个在建技术合作项目。原子能机构在非洲的地区技术合作计划包括《非洲地区核科学技术研究、发展和培训合作协定》下的项目以及该框架之外的地区项目。其目标是加强人力资源开发,进一步改善现有基础设施,并通过知识、专业知识和分析服务的交流促进非洲国家之间的技术合作。

这包括成员国与秘书处合作制定的国家计划框架 (CPF),定义了共同商定的优先发展需求和通过技术合作活动支持的利益。CPF 反映了国家发展计划和优先事项、具体国家的分析和从过去合作中吸取的经验教训,并酌情考虑了可持续发展目标。这确保了核技术的应用与现有的发展倡议和计划相结合,并支持确定可以有效部署此类技术的领域。CPF 通常涵盖四到六年的期限。

为了加速和扩大核技术对非洲发展、增长和健康的贡献,原子能机构支持整个地区的长期培训计划,目的是培养足够数量的专家,准备好在放射治疗、环境监测、土壤管理等等。通过 AFRA,原子能机构建立并支持了非洲核科学技术教育网络(AFRA-NEST),其目标是协调整个地区的核科学课程并促进有效的学术合作。

原子能机构还通过技术合作研究金以及最近通过原子能机构玛丽·斯克洛多夫斯卡-居里研究金支持国家一级的人力资源开发。

用核技术支持粮食安全

粮食和营养安全——或经常获得充足、安全和有营养的食物——继续受到干旱、洪水或有害昆虫等经常重叠的因素的挑战。在原子能机构第 66 届大会的另一场活动“加强非洲成员国通过和平利用核技术实现粮食安全的能力”上,代表们回顾了农业部门在适应非洲大陆气候变化方面取得的进展借助核科学技术。

“非洲大陆在确保粮食安全和改善营养方面面临着巨大挑战。该地区和国际层面的国家和机构之间需要更密切的合作,以有效应对这些挑战,”原子能机构副总干事兼技术合作司司长刘华说。

专家介绍包括关于纳米比亚通过使用植物突变育种培育耐旱作物的经验的案例研究;摩洛哥利用沉降放射性核素和稳定同位素技术在农业水土管理方面取得的成功;利用核技术加强非洲核科学技术可持续性和人力资源开发的气候智能型农业区域倡议。

例如,在乌干达,专家们使用植物突变育种来解决危及根茎类蔬菜木薯的褐条病。在加纳,2018 年,分子和核衍生技术已被用于快速诊断和协助早期控制禽流感,避免了对该地区家禽业的重大经济打击。

目前,原子能机构与 47 个非洲国家合作,以提高农业生产力,建立粮食系统对气候变化的抵御能力,减少农业温室气体排放,并确保粮食和营养安全,同时考虑到国家和地方的具体情况。原子能机构副总干事兼核科学与应用司司长 Najat Mokhtar 说:“在解决粮食安全问题的同时,我们必须审视整个价值链——从农场到餐桌。核技术在粮食和农业中发挥作用,旨在促进全球粮食安全和可持续农业发展。”


上图:核技术建设粮食安全

核解决气候问题

原子能机构还以更广泛的视角看待气候变化,提供实际支持。2022 年 10 月,吉布提在原子能机构的协助下开设了一个研究观测站,以研究气候变化的影响。该观测站将帮助面临干旱和饥荒的吉布提更好地管理日益受到全球变暖威胁的水和食物资源。区域环境与气候研究观测站 (RROEC) 将利用核技术和相关技术生成数据和气候模型,为整个东非地区气候适应和复原力的政治决策提供信息。

吉布提有 100 万人口,极易受到气候变化的影响,大部分食品依赖进口。预计气温升高、干旱加剧、水资源短缺和海平面上升将继续影响该国和更广泛的地区。

造成这种情况的一些因素是长期干旱、洪水、热带气旋和害虫入侵。根据现有研究,如果今年全年季节性降雨不足,非洲之角可能即将发生前所未有的干旱,再加上饥荒。此外,如果温度比工业化前水平上升 2°C,预计 90% 以上的东非珊瑚礁将因白化而严重退化,非洲海洋和淡水渔业将受到严重威胁。

格罗西在开幕词中说:“气候变化的负担不成比例地落在了我们当中最脆弱的人群身上。”

RROEC 将使用来自同位素的信息来制作气候模型和绘图工具。除其他外,它将追踪带来降雨的气团来源、地下水补充率以及水在水文循环中的运动。政府和援助机构可以使用此类信息来协助管理和预防水危机或其他环境危机。

例如,同位素数据可用于制作地下水脆弱性地图,为决策者提供有关含水层水资源可用性的信息。这些信息可以支持含水层管理,提高人们对水质和水资源短缺的认识,并改善吉布提和非洲之角的干旱和洪水预警系统。

“气候变化的负担不成比例地落在了我们当中最脆弱的人群身上,”格罗西在开幕词中说。谈到 RROEC,他补充说:“我很高兴原子能机构能够实现这一目标。但我们不会就此止步,我们将继续协助吉布提实现其优先事项,包括其适应气候变化的目标。”


上图:RROEC 将使用核技术进行建模
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