世界核電發(fā)展現(xiàn)狀與展望

發(fā)布時(shí)間: 2019-09-20   來(lái)源:中國(guó)能源報(bào)  作者:本站編輯

  今年1月和5月,受國(guó)家原子能機(jī)構(gòu)的推薦和國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)的邀請(qǐng),筆者先后參加兩個(gè)關(guān)于全球核電發(fā)展的國(guó)際會(huì)議。以兩次會(huì)議主要內(nèi)容為基礎(chǔ),結(jié)合近年來(lái)對(duì)全球核電發(fā)展的觀察與思考,筆者對(duì)世界核電發(fā)展做了梳理和展望。

  根據(jù)IAEA統(tǒng)計(jì),截至2019年6月底,全球共有449臺(tái)機(jī)組在運(yùn),分布在30個(gè)國(guó)家,核電裝機(jī)近4億千瓦,另有54臺(tái)機(jī)組在建,裝機(jī)約為5500萬(wàn)千瓦,全球核電運(yùn)行堆年超過(guò)1.8萬(wàn)年。世界核協(xié)會(huì)年度報(bào)告顯示,2018年全球核發(fā)電量超過(guò)2500億千瓦時(shí),占全球電力供應(yīng)的10.5%。IAEA專家認(rèn)為,目前全球核電有四個(gè)趨勢(shì)值得關(guān)注:一是作為清潔能源,核電是全球減碳的主要貢獻(xiàn)者,未來(lái)可發(fā)揮更大作用;二是人類要有效應(yīng)對(duì)能源需求、氣候變化、環(huán)境保護(hù)挑戰(zhàn),核電份額需穩(wěn)步提升;三是從核電發(fā)展地域和技術(shù)看,世界核電發(fā)展的中心正從歐洲、北美向亞洲轉(zhuǎn)移;四是核電持續(xù)發(fā)展需要各國(guó)綜合性的政策支持。

  新興核電國(guó)家核電發(fā)展情況

  阿聯(lián)酋:由韓國(guó)承建的4臺(tái)機(jī)組進(jìn)展順利,首堆于2012年開工建設(shè),目前已基本完工,正在等待監(jiān)管當(dāng)局的許可,預(yù)計(jì)今年裝料、調(diào)試,明年運(yùn)行。4臺(tái)機(jī)組(單機(jī)容量135萬(wàn)千瓦)建成投運(yùn)后,將占全國(guó)電力供應(yīng)的25%;未來(lái)計(jì)劃新建4-8臺(tái)百萬(wàn)千瓦核電機(jī)組。

  白俄羅斯:首臺(tái)機(jī)組于2013年開工建設(shè),計(jì)劃今年6月開始調(diào)試工作,屬于內(nèi)陸核電站。2021年兩臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)后,可占全國(guó)電力供應(yīng)的38%。中、日、韓、俄參與了競(jìng)標(biāo),最后俄羅斯原子能公司中標(biāo)。

  孟加拉:全國(guó)電力裝機(jī)中年天然氣發(fā)電占比53%;缺少本土能源資源,核電已作為國(guó)家基荷能源來(lái)發(fā)展,2017、2018年先后開工兩臺(tái)俄羅斯原子能公司承建的AES-2006,計(jì)劃分別于2023、2024年開始調(diào)試工作;未來(lái)20年擬陸續(xù)再建4臺(tái)百萬(wàn)千瓦核電機(jī)組。

  土耳其:全國(guó)能源72%依賴進(jìn)口,近年來(lái)能源需求上升快,需要發(fā)展核電;計(jì)劃2030年有3個(gè)核電基地共12臺(tái)機(jī)組,核電占比達(dá)到15%。與俄羅斯合作的Akkuyu核電站計(jì)劃建設(shè)兩臺(tái)VVER V-509機(jī)組,首臺(tái)機(jī)組已于2018年4月開工;與日本合作的第二個(gè)核電站Sinop,相關(guān)工作正在推進(jìn)中;第三個(gè)核電站正在選址過(guò)程中,有與中國(guó)合作的計(jì)劃。

  埃及:由于本土缺乏一次能源,埃及于上世紀(jì)50年代就開始計(jì)劃引入核電,但由于各種原因,除了分別由俄羅斯和阿根廷援建了兩臺(tái)研究堆外,核電計(jì)劃沒(méi)有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。進(jìn)入新世紀(jì)后,隨著能源需求增加,核電建設(shè)再次提上日程:2007年通過(guò)原子能法,2017年明確了發(fā)展核電的國(guó)家政策;2016年與俄羅斯原子能公司簽定了工程總承包合同(EPC)并于次年生效,計(jì)劃在El Dabaa電站建設(shè)4臺(tái)VVER-1200機(jī)組。俄羅斯將負(fù)責(zé)為該電廠提供核燃料、建造乏核燃料容器和儲(chǔ)存設(shè)施、人才培養(yǎng)、前十年核電廠運(yùn)營(yíng)和維護(hù)支持。

  波蘭:目前能源供應(yīng)以煤為主,占比達(dá)78%,預(yù)計(jì)該國(guó)褐煤資源將在2040年左右消耗殆盡,因此于2009年啟動(dòng)發(fā)展核電的計(jì)劃。福島核事故給該國(guó)推進(jìn)核電發(fā)展帶來(lái)了一定的阻力,但因能源需求、大氣污染和CO2減排的壓力,目前重新推進(jìn)核電的共識(shí)越來(lái)越多、呼聲越來(lái)越高?!安ㄌm核電規(guī)劃(PNPP)” 2013年獲經(jīng)濟(jì)部批準(zhǔn),2014年經(jīng)內(nèi)閣會(huì)議審查通過(guò),2018年升版后的規(guī)劃被納入波蘭國(guó)家能源規(guī)劃。該國(guó)計(jì)劃2030年核電占比為6%,2040年達(dá)到18%,目前正在開展選址和環(huán)境影響評(píng)價(jià)等前期工作。

  越南:原計(jì)劃2020年建成首堆,日本福島核事故后,公眾更加關(guān)注核安全,加之國(guó)際國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的影響,推遲了核電計(jì)劃。2016年經(jīng)過(guò)修訂的“國(guó)家電力發(fā)展計(jì)劃”得到總理批準(zhǔn),計(jì)劃到2030年建成4臺(tái)百萬(wàn)千瓦機(jī)組,屆時(shí)核電占比將達(dá)到10.1%。一期項(xiàng)目為俄羅斯原子能公司承建的Ninh Thuan1號(hào)兩臺(tái)機(jī)組,首堆計(jì)劃2028年建成;二期項(xiàng)目計(jì)劃為日本公司承建的Ninh Thuan2號(hào)兩臺(tái)機(jī)組。

  約旦:一次能源短缺,約96%的能源依賴進(jìn)口。因此,其“2007-2020國(guó)家能源戰(zhàn)略”以及升級(jí)版“2015-2025能源戰(zhàn)略”中,都將核能列入國(guó)家能源戰(zhàn)略的重要選項(xiàng),包括發(fā)展百萬(wàn)千瓦的大型商用堆和中小反應(yīng)堆,目前核電計(jì)劃仍然處于初期階段。

  印尼:2016年其能源結(jié)構(gòu)前三位分別是石油(37%)、煤(31%)和天然氣(23%),可再生能源為7.7%,一次能源嚴(yán)重依賴進(jìn)口。2014年通過(guò)的政府法令中,規(guī)劃到2025年包括核電在內(nèi)的新能源和可再生能源提高到23%,屆時(shí)核電裝機(jī)計(jì)劃為2GW;2050年占比將達(dá)到31%,核電裝機(jī)為8GW。近年來(lái),印尼公眾對(duì)核電的支持率上升,由2011年(福島事故后)的49%上升到2017年的77%。

  尼日利亞:1976年成立國(guó)家原子能委員會(huì),但推進(jìn)核電的工作直到2006年才開始實(shí)際運(yùn)作,核電推進(jìn)計(jì)劃受福島核事故影響,進(jìn)展緩慢。2015年初步計(jì)劃首臺(tái)百萬(wàn)千瓦機(jī)組于2025年建成,另外還計(jì)劃在2030年建成3臺(tái)機(jī)組。2018年以來(lái)正在對(duì)2015年的計(jì)劃進(jìn)行修訂和完善。

  蘇丹:在IAEA幫助下,自 2007年開始推進(jìn)核電發(fā)展計(jì)劃,但由于政治、經(jīng)濟(jì)等各方面的原因,進(jìn)展緩慢。2016年通過(guò)水利電力部部長(zhǎng)法令,計(jì)劃在2031年建設(shè)兩臺(tái)600MW萬(wàn)千瓦機(jī)組的首座核電站。

  馬來(lái)西亞:2008年計(jì)劃引入核電,2011年1月成立馬來(lái)西亞核電公司,作為推進(jìn)核電計(jì)劃的責(zé)任單位。福島事故后,核電計(jì)劃推進(jìn)無(wú)實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,主要原因是公眾接受問(wèn)題和政府對(duì)核電的態(tài)度不明朗。

  部分有核電國(guó)家核電發(fā)展情況

  巴基斯坦:目前有5臺(tái)運(yùn)行核電機(jī)組,裝機(jī)為143萬(wàn)千瓦,核發(fā)電占比為4.3%。首臺(tái)機(jī)組為從加拿大引進(jìn)、1972年建成投運(yùn)的K-1機(jī)組;兩臺(tái)在建機(jī)組(K-2、K-3號(hào))采用中國(guó)“華龍一號(hào)”技術(shù),目前進(jìn)展順利;C-5項(xiàng)目(華龍)正在與中核集團(tuán)洽談商務(wù)合同。巴基斯坦計(jì)劃到2030年核電裝機(jī)達(dá)到8800MW。

  巴西:建立了較完整核燃料循環(huán)體系,有多座研究堆;首臺(tái)核電機(jī)組ANGRA 1號(hào)(657MW,西屋公司提供技術(shù))于1985年投入運(yùn)行,ANGRA2號(hào)(1350MW,由西門子等提供技術(shù))于2001投運(yùn);目前正在推進(jìn)建設(shè)ANGRA 3號(hào)機(jī)組(1405MW, 由西門子/法瑪通提供技術(shù))。

  亞美利亞:現(xiàn)有兩臺(tái)機(jī)組分別于1977、1980年投運(yùn),1988年發(fā)生大地震后,盡管兩臺(tái)機(jī)組完好,前蘇聯(lián)仍然下令長(zhǎng)期停機(jī)。1993年,為克服經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響,決定重啟2號(hào)機(jī)組。在俄羅斯幫助下,2號(hào)機(jī)組于1995年成功恢復(fù)運(yùn)行,但1號(hào)機(jī)仍處于長(zhǎng)期停運(yùn)狀態(tài)。福島事故對(duì)該國(guó)核電新機(jī)組計(jì)劃帶來(lái)較大影響,但老機(jī)組依然進(jìn)行了延壽,2015年,該國(guó)政府決定再建設(shè)1臺(tái)600MW新機(jī)組。

  烏克蘭:1986年4月,前蘇聯(lián)時(shí)代烏克蘭境內(nèi)發(fā)生了爾諾貝利核事故,切爾諾貝利電站共有4臺(tái)機(jī)組,事故機(jī)組為4號(hào)機(jī)組,事故發(fā)生后即永久封存,但該廠址另外3臺(tái)機(jī)組保持了持續(xù)運(yùn)行,最后一臺(tái)機(jī)組運(yùn)行至2000年才宣布永久停機(jī)。目前,核電仍然是該國(guó)主要能源來(lái)源,現(xiàn)有4個(gè)核電站15臺(tái)機(jī)組在運(yùn),裝機(jī)13835 MW,2017年核發(fā)電占比超過(guò)55%。2017年8月內(nèi)閣通過(guò)的“2035年能源戰(zhàn)略”中,核電仍然拌演重要角色:計(jì)劃通過(guò)對(duì)現(xiàn)在機(jī)組延壽、功率提升(已有9臺(tái)機(jī)組獲延壽10年或20年), 繼續(xù)建設(shè)KHMELNITSKI3號(hào)和4號(hào)兩臺(tái)百萬(wàn)千瓦機(jī)組(分別于1986、1987年開工),使其核發(fā)電占比保持在50%左右。

  法國(guó):目前有58臺(tái)機(jī)組在運(yùn),1臺(tái)EPR機(jī)組在建,多年來(lái)其核發(fā)電占比保持在75%左右。法國(guó)未來(lái)的能源規(guī)劃中,計(jì)劃大量發(fā)展包括核能、可再生能源在內(nèi)的低碳能源,2035年核發(fā)電規(guī)模仍將保持在50%左右。

  伊朗:首臺(tái)核電機(jī)組(Busheher核電站,俄羅斯提供的VVER-1000堆型)于2013年并網(wǎng)發(fā)電。未來(lái)計(jì)劃包括建設(shè)一臺(tái)100MW小型反應(yīng)堆(用于發(fā)電和海水淡化),建設(shè)兩臺(tái)俄羅斯的VVER-1000型號(hào)的大型機(jī)組。

  俄羅斯:目前,俄羅斯共有35臺(tái)機(jī)組商運(yùn),其中包括兩臺(tái)快堆,13臺(tái)氣冷堆,2018年核發(fā)電占比近18%,還有6臺(tái)機(jī)組在建。俄羅斯十分重視核電全球戰(zhàn)略布局。今年1月在IAEA在維也納開的“核電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)開發(fā)的熱點(diǎn)問(wèn)題技術(shù)會(huì)議”上,該國(guó)派出7名代表與會(huì),作了多篇富有針對(duì)性的報(bào)告。

  俄羅斯在全球推銷核電的方式方法非常值得學(xué)習(xí):強(qiáng)調(diào)可以提供從核電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)開發(fā)、選址、設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行、維修、廢物處置及退役全鏈條全方位的服務(wù);把核電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)建設(shè)與核電工程總承包(EPC)相結(jié)合,便于及早介入而鎖定項(xiàng)目;充分借助IAEA平臺(tái),通過(guò)資助IAEA核電管理學(xué)校(NEMS)、技術(shù)合作(TC)項(xiàng)目和跨地區(qū)(INT)項(xiàng)目,培殖親俄力量;他們有專門核電推廣團(tuán)隊(duì),有針對(duì)性地整體開展工作。目前,俄羅斯核電出口占據(jù)了全球絕大部分新興市場(chǎng),據(jù)報(bào)道,目前其在手的核電訂單近40臺(tái)機(jī)組。

  美國(guó):現(xiàn)有97臺(tái)機(jī)組運(yùn)行,2臺(tái)AP1000機(jī)組在建。長(zhǎng)期以來(lái),美國(guó)核發(fā)電占比保持在20%左右,2018年核發(fā)電占比為19.32%。自上世紀(jì)九十年代以來(lái),盡管美國(guó)沒(méi)有規(guī)模建設(shè)核電機(jī)組的計(jì)劃,但通過(guò)升級(jí)改造、提升容量,相當(dāng)于新建了6-8臺(tái)百萬(wàn)級(jí)核電機(jī)組。美國(guó)核電業(yè)屆不斷提升運(yùn)行水平,政府給予電力消納方面的支持,其機(jī)組能力因子近年來(lái)保持在92%左右,核電有效利用率極佳。美國(guó)政府在核電中小型反應(yīng)堆、先進(jìn)堆等方面持續(xù)給予政策和資金支持,以期保持其在先進(jìn)核電技術(shù)方面的領(lǐng)先地位。

  韓國(guó):核電技術(shù)引進(jìn)自美國(guó),但通過(guò)幾十年來(lái)有效的消化、吸收、再創(chuàng)新,成功開發(fā)出自己的三代技術(shù)APR1400,首臺(tái)機(jī)組于2016年投入運(yùn)行;憑借自主三代技術(shù),韓國(guó)贏得阿聯(lián)酋首批4臺(tái)機(jī)組的訂單,并于2012年開工建設(shè)。韓國(guó)目前有25臺(tái)核電機(jī)組運(yùn)行,4臺(tái)機(jī)組在建,2018年核電發(fā)電量占比近24%。福島事故后,隨著韓國(guó)國(guó)內(nèi)反核勢(shì)力的日漸高漲,政府部門在調(diào)整原來(lái)比較龐大的核電規(guī)劃,但核電作為重要的清潔低碳能源仍將在其能源結(jié)構(gòu)中占有重要地位。

  印度:目前有22臺(tái)機(jī)組在運(yùn),7臺(tái)機(jī)組在建,核電占比不高,保持在3.2%左右,其主要能源仍然是化石能源。印度核電起步較早,具有核電設(shè)計(jì)建造能力,但其核電機(jī)組容量較小。近年來(lái),印度與俄羅斯合作,開工建設(shè)了百萬(wàn)千瓦級(jí)的核電機(jī)組,部分機(jī)組已投入運(yùn)行。

  阿根廷:目前有3臺(tái)機(jī)組在運(yùn)行,2014年開始的CREAM25MW小堆仍在建設(shè)中,預(yù)計(jì)2022年完工。另外,阿根廷與中核集團(tuán)合作建設(shè)“華龍一號(hào)”機(jī)組的協(xié)議已經(jīng)簽署,各項(xiàng)工作正在推進(jìn)中。

  捷克:上世紀(jì)70年代開始建設(shè)核電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),目前該國(guó)50%的電力和大部分供熱由核電提供。

  匈牙利:目前有4臺(tái)前蘇聯(lián)提供的440MW機(jī)組運(yùn)行,已批準(zhǔn)延壽20年,功率提升至500MW;另計(jì)劃從俄羅斯引進(jìn)建設(shè)兩臺(tái)VVER1200機(jī)組,2017年已獲廠址許可。

  羅馬尼亞:目前有兩臺(tái)重水堆機(jī)組在運(yùn),核電占比為16%,政府積極支持核電發(fā)展。今年5月9日與中廣核簽署了有關(guān)協(xié)議,擬由中廣核投資建設(shè)另兩臺(tái)重水堆機(jī)組。該國(guó)建有干式中間儲(chǔ)存設(shè)施,乏燃料可保存50年。

  斯洛伐克:現(xiàn)有4臺(tái)機(jī)組運(yùn)行,2臺(tái)在建,3臺(tái)永久停運(yùn),核電裝機(jī)占25%,核發(fā)電占比達(dá)55%,該國(guó)還有再建新機(jī)組的計(jì)劃。

  德國(guó):目前還有7臺(tái)機(jī)組在運(yùn)行,按關(guān)停計(jì)劃,今年將關(guān)停兩臺(tái)、2021年關(guān)停3臺(tái)、2022年關(guān)停最后一臺(tái),但仍將保留研究堆。

  瑞士:現(xiàn)有5個(gè)機(jī)組仍將運(yùn)行至壽期結(jié)束,將持續(xù)保持核電研發(fā)能力,暫無(wú)新核電機(jī)組建設(shè)計(jì)劃。

  中國(guó)核電發(fā)展概況

  截至2019年6月30日,我國(guó)大陸運(yùn)行核電機(jī)組共47臺(tái),裝機(jī)容量4873萬(wàn)千瓦;在建機(jī)組11臺(tái),裝機(jī)容量約1134萬(wàn)千瓦,多年來(lái)保持全球首位。中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)報(bào)告顯示,2018年,我國(guó)大陸共44臺(tái)商運(yùn)核電機(jī)組,總裝機(jī)容量4464.516萬(wàn)千瓦,占全國(guó)電力總裝機(jī)容量的2.35%;全年核發(fā)電為2865.11億千瓦時(shí),約占全國(guó)累計(jì)發(fā)電量的4.22%,全年核電設(shè)備平均利用小時(shí)數(shù)為7499.22小時(shí),設(shè)備平均利用率為85.61%。與燃煤發(fā)電相比,核發(fā)電相當(dāng)于減少燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤8824.54萬(wàn)噸 ,減少排放二氧化碳23120.29萬(wàn)噸,減少排放二氧化硫75.01萬(wàn)噸,減少排放氮氧化物65.30萬(wàn)噸。

  經(jīng)過(guò)30多年持續(xù)不斷的發(fā)展,中國(guó)核電從無(wú)到有、從小到大,自主建設(shè)和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新同步進(jìn)行,實(shí)現(xiàn)了三代核電技術(shù)設(shè)計(jì)自主化、重要關(guān)鍵設(shè)備國(guó)家產(chǎn)化;具有四代核電特征的高溫氣冷堆示范工程已進(jìn)入工程最后階段,預(yù)計(jì)在明年實(shí)現(xiàn)裝料,60萬(wàn)千瓦霞浦示范快堆于2017年開工,目前工程推進(jìn)順利;在聚變堆研究方面,作為重要成員之一,中國(guó)積極參加國(guó)際熱核聚變反應(yīng)堆計(jì)劃(ITER),并在關(guān)鍵領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。

  切爾諾貝利事故和日本福島核事故為世界核電界敲響了警鐘,也促使中國(guó)核電行業(yè)進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)、加強(qiáng)安全監(jiān)管和日常運(yùn)行管理,不斷提升核電安全運(yùn)行水平。

  長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)核電安全運(yùn)行一直保持良好業(yè)績(jī),根據(jù)世界核電運(yùn)行協(xié)會(huì)(WANO)的綜合指數(shù)統(tǒng)計(jì),2017年,全球有57臺(tái)機(jī)組獲得滿分100分,中國(guó)有11臺(tái);2018年,全球53臺(tái)機(jī)組獲得滿分100分,中國(guó)有12臺(tái)。我國(guó)是世界上少數(shù)幾個(gè)擁有完整核燃料循環(huán)體系的國(guó)家,幾十年來(lái)核電建設(shè)步伐沒(méi)有停止,積累的核電建造能力居世界前列,包括AP1000、EPR在內(nèi)的主要的三代核電率先在中國(guó)建成投運(yùn),自主三代核電華龍一號(hào)全球首堆福清5號(hào)已于今年4月提前50天啟動(dòng)冷試 全面轉(zhuǎn)入調(diào)試階段,海外華龍首批項(xiàng)目(巴基斯坦卡拉奇2、3號(hào)機(jī)組)推進(jìn)順利。

  核電的前景與發(fā)展方向

  核電起步于上世紀(jì)50年代,在60多年的發(fā)展歷程中,核電技術(shù)經(jīng)歷了原型堆、一代、二代、二代改進(jìn)型等不同的技術(shù)發(fā)展階段。隨著BWER(美日)、APR1400(韓國(guó))、VVER(俄羅斯)、AP1000(美國(guó))、EPR(法國(guó))等核電機(jī)組投運(yùn),以及我國(guó)華龍一號(hào)機(jī)組建設(shè)順利推進(jìn),三代核電逐步成為當(dāng)前及今后一段時(shí)間內(nèi)的主力軍;高溫氣冷堆、快堆等具有四代特征的核電技術(shù)正在中國(guó)示范建設(shè),國(guó)際社會(huì)也正在組織對(duì)核聚變技術(shù)進(jìn)行合作攻關(guān),核電為人類解決未來(lái)能源大規(guī)模安全穩(wěn)定供給問(wèn)題提供了長(zhǎng)遠(yuǎn)的解決思路。

  與傳統(tǒng)能源形式相比,核電具有低碳、清潔、高效、換料周期長(zhǎng)(12-18個(gè)月?lián)Q料)、使用壽期長(zhǎng)(二代改進(jìn)型及三代設(shè)計(jì)壽命已達(dá)60年)、運(yùn)行成本低等屬性,是目前唯一能夠大規(guī)模替代化石能源的基荷能源形式。盡管核電發(fā)展面臨核安全、公眾接受等諸多挑戰(zhàn),但長(zhǎng)遠(yuǎn)看,隨著人類科技進(jìn)步、管理升級(jí),核電將越來(lái)越安全。譬如,核電行業(yè)正在開發(fā)耐事故核燃料,這種燃料與鋯結(jié)合后不容易過(guò)熱,也很少產(chǎn)生氫氣,從而避免發(fā)生類似福島事故那樣的氫氣爆炸;一些單位正在研究用其他材料取代鋯或者二氧化鈾,進(jìn)一步提升核電安全性??梢灶A(yù)見,核電將會(huì)與水電、風(fēng)電、太陽(yáng)能等清潔能源以及傳統(tǒng)的化石能源有機(jī)組合,為人類社會(huì)提供更加安全穩(wěn)定的能源供應(yīng)。核電的未來(lái)與人類社會(huì)和諧發(fā)展緊密相關(guān),有著光明的未來(lái)。

  那么,未來(lái)的核電、核能是什么樣,又會(huì)以什么方式來(lái)滿足人類社會(huì)對(duì)安全清潔電力供應(yīng)的需求,以緩解氣候變化、環(huán)境保護(hù)等問(wèn)題。要回答這些問(wèn)題,首先要回頭看核能的本質(zhì)屬性,其次要思考未來(lái)社會(huì)的對(duì)能源的需要。

  眾所周知,1千克鈾(U235)全部裂變放出的能量相當(dāng)于2700噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒釋放出的能量,核聚變效率比核裂變還要高出好幾倍,核能高效,且裂變、聚變過(guò)程均無(wú)溫室氣體或其它有害氣體產(chǎn)生,因此,一代代科學(xué)家和工程技術(shù)人員潛心于和平利用核能,為人類社會(huì)服務(wù)。展望未來(lái),核電或者核能將以大、中、小、微等多種方式服務(wù)于人類社會(huì)。

  首先,在清潔能源供應(yīng)方面,核電將為人類解決大規(guī)模安全穩(wěn)定的電力供應(yīng)問(wèn)題提供解決方案。以中國(guó)為例,目前可以提供30萬(wàn)千瓦、60萬(wàn)千瓦、百萬(wàn)千瓦及以上的各種類型成熟核反應(yīng)堆技術(shù),設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率可達(dá)85%以上。

  其次,人類核電站技術(shù)主要利用核裂變機(jī)理,從原型堆發(fā)展到目前開始示范的具有四代核電特征的快堆、高溫堆技術(shù)。同時(shí),包括中國(guó)在內(nèi)的世界各主要核電國(guó)家均在研發(fā)核聚變堆。按照科學(xué)分析,核聚變技術(shù)將為人類終極解決電力供應(yīng)問(wèn)題提供可靠選擇。

  第三,隨著中小型反應(yīng)堆技術(shù)的發(fā)展和成熟,核電將在滿足島嶼、海洋平臺(tái)、遠(yuǎn)洋運(yùn)輸、偏遠(yuǎn)地區(qū)等特殊環(huán)境下的電力或動(dòng)力供應(yīng)發(fā)揮獨(dú)特作用。近年來(lái),模塊化小型堆研發(fā)廣受關(guān)注。美國(guó)能源部支持mPower、Nuscale兩種模塊化小型堆設(shè)計(jì);俄羅斯KLT40S 浮動(dòng)核電站處于調(diào)試階段,預(yù)計(jì)今年完工,RITM—— 200 核動(dòng)力破冰船首艘“北極號(hào)” 2013 年開工、2016下水。韓國(guó)SMART模塊化小型堆完成設(shè)計(jì),正在開展工程可行性研究。我國(guó)模塊化小型堆ACP100已完成初步設(shè)計(jì),具備工程條件;浮動(dòng)核電站ACP25S、ACP100S,ACPR50S均在開展初步設(shè)計(jì);“燕龍”低溫供熱堆正在開展方案設(shè)計(jì),清華大學(xué)低溫供熱堆已完成初步設(shè)計(jì)。

  另外,利用放射性同位素衰變機(jī)理研發(fā)的放射性同位素電池(核電池)已成功用作航天器、心臟起搏器、海底電纜中繼器等的電源。核電池取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展始于20世紀(jì)50年代未,由于其具有體積小、重量輕和壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),且其能量大小、速度不受外界環(huán)境如溫度、化學(xué)反應(yīng)、壓力、電磁場(chǎng)等影響,可在很大溫度范圍和惡劣環(huán)境中工作。隨著同位素利用技術(shù)的不斷進(jìn)步,核電池將在航天航空、深空探測(cè)、深海探測(cè)、交通運(yùn)輸、電動(dòng)機(jī)械等領(lǐng)域廣泛利用。

  總之,核能是二十世紀(jì)人類最偉大的發(fā)現(xiàn)之一。核科學(xué)與技術(shù)已廣泛應(yīng)用于能源、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等廣泛領(lǐng)域,隨著人類科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步,未來(lái)的核能必將以其獨(dú)有優(yōu)勢(shì)發(fā)揮獨(dú)特作用,服務(wù)于人類對(duì)于和平美好生活的需要。

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