核能发展当走“三部曲”

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  日本福岛核泄漏事故再使核能蒙尘。但无论是日本还是中国,以及全球,都不太可能因此中止国家核能发展规划。
  2011年2月28日,《中国能源中长期(2030、2050)发展战略研究报告》发布。《报告》将中国能源战略表述为“科学、绿色、低碳”“以可持续发展为战略基础”。
  该项目组长、中国工程院原副院长杜祥琬认为,积极发展核电是中国能源的长期重大战略选择。
  
  《财经》:核电的安全性是否影响其战略地位?
  杜祥琬:核电文化,第一是安全,第二是环保。切尔诺贝利事件是完全可以避免的,因为它从设计就有问题,连安全壳都没有,而且操作发生了失误。
  关于环境,一想到核电就会想到放射性,其实火电也产生放射性,而核电对于环境放射性标准十分严格,所以核电安全是可以保证、必须保证的。
  核能的发展战略地位可以从两个方面说:其一,中国必须有可持续发展的能源体系。尽管化石能源还可以使用很多年,但它们不是可持续能源。核能虽然不可再生,却是可持续的。
  其二,环境问题迫使中国必须发展清洁能源。广义的环境问题包括应对气候变化,降低碳排放,已十分尖锐。调整和改变中国的能源结构,缩小化石能源比重,发展核能具有战略意义。
  中国的核电目前在整个电力结构中只占到1%略多,还处在起步阶段,大力发展核电的方针是明确的。国家中长期规划中,确定2020年发展到8000万千瓦,约占到电力结构中的7%。制定这个目标,一是因为需要,二是有这个可能——原料没有问题,技术人才队伍也可以培养加强。
  
  《财经》:目前各国都在积极推进新一代核电技术,世界核电技术未来格局会是怎样?
  杜祥琬:这可以在核电发展的路线图中得到答案,我将这个路线图归纳为核能发展“三部曲”。
  第一步是中国正在建造的、好几个机组已经在运行的压水堆,利用铀235裂变发电。铀235最容易参与链式反应,它能支撑核能快速发展的第一阶段。
  第二步是以快堆为代表的第四代核电技术,其特征就是可以利用天然铀里面的另一种同位素——铀238。天然铀矿中,铀235只占0.7%左右,更多的是铀238,快堆对核燃料的利用效率可以比现在的压水堆提高60倍左右。如果说第一步的核燃料可以支撑几十年,第二步就可以支撑成百上千年。
  第三步是核聚变技术。核聚变的燃料是氢的两种同位素,氘和氚,可以从海水中提取。如果实现可控热核聚变,由于核聚变产生能量效率极高,且其燃料极其丰富,人类能源问题几乎可以说是一劳永逸地解决了。
  这三个步骤也可以说是整个世界核电发展的思路。现在美国、俄罗斯、日本、印度等国家都在做快堆(第二步)。中国是少数几个掌握快堆技术的国家之一,但还停留在试验快堆阶段。
  按照步骤,试验快堆之后还需要做示范快堆,成功后才能做商用快堆。
  每个国家根据自己的工业基础选好一种堆型,以此为主线走下去。
  
  《财经》:未来核电技术能否完成其支撑中国能源需求的使命?
  杜祥琬:中国核电尚处于第一阶段,秦山核电站是自己建造的,大亚湾则是依靠引进的技术,现在又从美国和法国引进第三代核电技术,其安全性、效率会更高。中国正在与俄罗斯合作建造示范快堆。估计2030年以前,压水堆核电将作出主要贡献,但2030年以后快堆将成为核电主力。
  对于核电,中国更长远的规划是,到2030年装机提高到2亿千瓦、2050年4亿千瓦,意味着那时核电装机容量在电力结构中所占比例大概是15%,发电量的贡献可以到22%(核电比风电、水电等其他电力更容易具备长时间连续运行的条件)。
  而第三步更需要国际合作,美国、欧盟、俄罗斯、中国、日本、韩国、印度七方合作,已经共同在法国建造一个国际热核聚变实验堆(被称为“托克马克”),期望能集中多国技术力量来完成可控热核聚变。
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