新能源中的核電發展

　　世界核能發展概述

　　2008年，聯合國曾在一次氣候變化會議上，按合理利用、成熟性和經濟競爭力，將替代碳基燃料的各種替代能源分為四個檔次，核能排在第一檔次的第一位。但世界核能發展的實際進展不大。

　　目前，各國的核電現狀大不相同，16個國家的核發電量在全國總發電量中的份額接近或超過25%，核發電量所占份額最高者為法國和立陶宛，超過70%。而我國僅為2.2%，在30個具有核電能力的國家中僅高于印度和巴基斯坦。

　　國際原子能機構2009年提出兩種世界核電裝機容量的預測：一種是低增長預測，即包括政府和電力公司宣布新建工程、延長壽期和退役的可靠計劃。預計2030年達到511吉瓦，占全部電力裝機的7.1%。高增長預測增加了各國政府和電力公司在長期規劃中擬建的核電機組。預計2030年核電裝機容量達到807吉瓦，占全部電力裝機的9.0%。但是，國際原子能機構也提出，對于今后幾十年，即使按照高增長預測，核電仍將主要是發達國家和發展中大國的一種技術。

　　中國能源發展面臨的挑戰

　　以2009年4月拉西瓦水電站6號機組投產為標志，我國的電力裝機已達到800吉瓦，電力供需暫時平衡，但是我國能源發展還面臨挑戰。

　　一方面，是能源需求與人均能源資源不足的矛盾。我國的煤可采儲量占世界可采儲量的12%，但人均儲量僅為世界人均儲量的1/2，美國的1/10。石油和天然氣人均儲量更少。此外，我國能源和資源的地理分布極不均衡，全國鐵路運量的1/2和水運1/3都用于運煤，仍無法滿足對能源的需求。另一方面，我國能源結構不合理。目前，我國的電力供應中，煤電占75.87%，水電占21.64%，核電裝機容量僅占1.13%。大量燃煤造成嚴重的環境污染，產生嚴重的溫室氣體。而核電不排放二氧化硫，核電鏈排放溫室氣體的歸一化排放量僅等于煤電鏈的1%。

　　世界發展核電的技術路線

　　自主開發型。美國、前蘇聯是在軍用堆的基礎上開發試驗堆和原型堆，技術定型后形成商業堆的制造能力。英國和加拿大則分別開發了石墨氣冷堆和重水堆技術，并建成了商業堆。

　　引進消化技術型。法國、日本、德國、西班牙、韓國等把購買設備與引進技術結合起來，在引進技術的基礎上，進行消化吸收和改進創新。

　　設備進口自主型。通過設備進口，購買商業堆，實現建造和安全運行自主化，如芬蘭和匈牙利等國以及我國臺灣省。

　　從秦山一期核電廠到今天的AP1000基礎上自主開發的CAP1400，我國屬于“自主開發”加“引進消化技術創新”型的路線。

　　我國核能技術中長期戰略構想

　　1.三代核電技術

　　經過20多年的發展，我國核電工業基礎已初步形成，加快核電發展的時機已成熟，條件已具備。但真正要做到核電的可持續發展，除安全有保障、不對環境產生影響外，還必須立足自主，即設計、建造、運行自主化，設備本土化，在經濟上能與其他能源進行競爭；具備批量化、標準化建設的能力。

　　2008年2月15日，國務院第209次常務會議正式批準“大型先進壓水堆重大專項總體實施方案”。通過實施重大專項，在引進、消化和吸收世界最先進的第三代核電技術（AP1000）基礎上再創新，設計并建成具有我國自主知識產權的大型先進壓水堆核電站示范工程，并在此基礎上加強基礎研發，提升型號開發的綜合實力，逐步走向世界核電前沿，這是我國核電可持續發展的需要，也是我國建設創新型國家的需要。

　　通過三門和海陽兩個依托項目消化吸收的實施，我們要達到全面掌握以非能動技術為標志的第三代核電技術的目的，加快我國核電技術水平與安全要求的提升。目前，這兩個依托項目進展順利，后續自主化的AP1000項目已完成初步設計，并將逐步成為CAP1400；同時，擁有自主知識產權的CAP1400的技術研發工作，也正在有條不紊地進行，并初步定于2013年在山東石島灣開始示范工程的建設。在未來相當長一段時間內， AP1000、CAP1000、CAP1400及其后續的CAP1700作為大型先進壓水堆，將是我國的主要機型。

　　2..四代核電技術

　　2001年7月，美、英、日、法等10國簽署協議，成立“第四代核能系統國際論壇”，決定聯合開發新一代核能系統，以滿足今后更長時期的能源需求。第四代核能系統的指標先進，特別是循環效率、經濟性、廢物量最小化和防核擴散能力大大提高，預計在2050年前后可達到工業應用水平。

　　在眾多第四代核電技術概念當中，超臨界水冷堆是唯一的水冷反應堆，有希望成為大型先進壓水堆的接替堆型。我國現有核電設計技術和工程經驗主要集中于水冷堆，核電工業界的制造體系、生產能力、以往業績，也主要集中于水冷堆。因此，開發這一堆型在我國具有堅實的技術基礎。

　　第四代的另一種堆型——超高溫氣冷堆在我國也有良好基礎，我國高溫氣冷實驗電站已建成運行；20兆瓦的模塊式高溫氣冷堆示范電站建設已列入國家中長期科技發展規劃。

　　第四代堆型中的快堆電站能大大提高鈾資源利用率、嬗變長壽命高放廢物，大大減少需處置的核廢料量。如在已有基礎上加強投入，我國的快堆電站有希望在2035年左右進入商業應用。

　　目前，微軟創始人比爾—蓋茨投資的美國泰拉能源公司推出的行波堆是集增殖、焚燒快堆和燃料循環于一體的先進核能系統。從概念設計上，行波堆略高于第四代反應堆，屬于四代改進型，但是目前還有很多難題需要克服。

　　核能發展的終極目標是聚變堆。聚變堆距離商業應用更遠，將最終解決核能的永久利用，且無須處置核廢物。中國參加的多國合作建設的ITER（國際熱核試驗堆）表明人類掌握聚變能技術的歷史將進入新的一頁。

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