加快新一代核能发展攀登世界经济制高点

2012-09-11哈秋舲

中国三峡 2012年9期

关键词：核废料核能核电站

哈秋舲

中国核电站分布图。制图/刘保国

一、前言

改革开放以来，我国在经济发展、科学进步、文化繁荣、社会稳定及人民生活水平提高等方面，均取得了巨大的成就。为此，我国人民也付出了巨大的代价，主要是依靠出卖廉价劳力，大量消耗宝贵的自然资源，牺牲生态环境等。

我国社会经济今后的发展，必须是建立在普遍提高产品质量的基础上，依靠某项主导科学的发展而发生质的提升。

快中子增殖堆是新一代核能，可以使铀原料利用率提高至60%～70%，是目前解决能源问题的唯一现实途径。我国自主研发的试验快堆，已成功实现并网运行(40%)。

在当前能源危机的前夕，加快发展快堆技术的开发和建设，可以解决能源与环境这两个方面的基本问题，以保证我国经济可持续发展。我国快堆技术仍处在实验阶段，示范工程尚在建设初期，任务十分紧迫。

二、能源形势十分严峻

我国经济快速发展，能源消耗巨大。我国GDP约占世界的10%，而能源消耗是世界平均水平的两倍，其原因是某些产业科技含量总体水平不高，能源利用率低。我国经济持续发展，如果人均GDP达到1万美元，在节能50%的条件下，还需要增加50%能源，能源形势十分严峻。

我国电力总装机容量已经超过10亿kW，其中水电装机容量超过2亿kW，约占全国总装机容量的22%，水电是可再生的清洁能源，我国水电已开发总储量的40%～50%。在建规模约1亿kW，水电可开发资源极其有限；主要是火电，其装机容量约为74%，通过燃煤提供，年消费量已达30亿吨。燃煤产生二氧化碳等，严重污染环境，影响全球温室效应。风力发电也是可再生清洁能源，装机容量已达4000万kW，可受自然条件的限制，我国风力发电总容量较小。核电所占比重不大，约2%，解决全国能源问题，在中长期计划中主要是依靠发展核电，计划发展规模可能达到世界平均水平。其他能源资源有限，目前世界及我国能源形势十分严峻，能源危机即现眼前。下一代新能源应该是我们科学技术研究的重点方向。

目前世界上普遍使用的核电技术为压水堆技术，其核原料的利用率很低（不足1%），已探明的铀矿资源也十分有限，近年来，国际铀原料价格上涨近10倍，核废料处理的技术难度大。即使成功发展这类核电站，其技术、原料、环境和安全等问题还是不容忽视的。

从“资源、环境、科学、可持续发展”的角度宏观分析，新能源发展将决定下一代世界经济发展的方式和前途，掌握了下一代新能源，就掌握了世界未来发展的制高点。现代生产力的动力来自于各种类型的能源，而能源形式即决定了生产方式，如：

燃煤决定了蒸汽机，产生了火车、轮船；

石油决定了内燃机，产生了汽车、飞机；

太阳能决定了航天技术。

虽然，核能发电替代了部分燃煤发电，在全球能源结构中扮演重要角色，但是现有的第二、三代核反应堆技术的铀利用率很低，还不到1%，安全性也为大众所忧虑，这些因素都限制了核能的发展。能源问题已经成为我国乃至世界经济发展的一大瓶颈。

据我国顶级核能专家透露，目前，国际核聚变试验堆的研究进展缓慢，积极参与核聚变堆的研究是必要的，其工程技术的可行性尚待证实。专家估计，这项技术可能在22世纪得到应用，显然远水难解近渴。因此，发展快堆技术是目前解决能源问题的唯一现实途径。

三、解决能源问题的唯一现实途径

据了解，加快新一代核能——快中子增殖反应堆的建设，是解决能源问题唯一的现实途径。采用快堆技术，可以实现核燃料闭式循环，天然铀的利用率可以提高到60%～70%，因此，可以保证核能的可持续发展。中国快堆的一、二回路采用液态钠，导热性好，有自然循环能力，采用非能动安全系统，具有良好的固有安全性。

快堆是现有核电发展的“垃圾焚烧炉”，大量地减少核废料中的长寿命核素。压水堆的乏燃料衰变期约几十万年，快堆核废料的衰变期仅几百年，因此，核废料难处理的问题也迎刃而解。

资料显示，现有核电站按时代划分为1、2、3代。已建成的核电，大部分为第2代（改进型），在建的为第3代（先进型）。实际上这三代核电的原理与结构基本相同：其反应堆大多为压水堆、沸水堆和重水堆，天然铀利用率仅有1%左右，铀矿资源储量有限，难以可持续发展；乏燃料嬗变长达几十万年，处理难度很大；其安全性很受争议，仅冷却、安全系统有所改善；现有核电站，应该均属同一代核电或称改进型、先进型电站。

目前发展的快堆核电站，其核燃料性质不同，乏燃料循环利用且增殖，天然铀利用率可达60%～70%，可持续发展；冷却系统具有良好固有的安全性；核废料嬗变只需两百年；是革新型，实属新一代安全、清洁、高效、可持续发展的核电站。快堆是最终发展核聚变能的过渡能源，是新一代核能，在核能科学史上具有划时代的意义。

世界上第一座核电站——苏联奥布灵斯克核电站。资料图片

世界上到目前为止使用时间最久的核反应堆——英国奥德伯里核电站。资料图片

在十多年前，这位专家曾经给我多次介绍这项技术的重大意义。当时我忙于三峡工程事务，对此没有认真思考，理解不深，失去了参与的时机，十分遗憾。他所从事的研究领域，领先了我工作一个时代。经过他们20多年的研究，现在中国实验快堆已经成功运行。他们付出了巨大的艰辛，走到了世界科学的前沿。在此基础上，新的商业快堆的设计已经开始，取得成功也指日可待，他们为我国今后经济发展奠定了重要的物质基础。

中国第一座自行设计建造的核电站——秦山核电站。资料图片

目前，世界有多个国家进行快中子试验堆的研究，也取得了初步的成功。我国快中子试验反应堆的研究进展顺利，实验快堆已经实现并网发电，示范工作正在稳步推进。商业快堆的研究和开发已经启动，要走到国际科技的前沿，保证我国经济可持续发展，还需要更多的有关能源的企业和专家参与这项伟大的工程。

四、大力合作、加快发展商业快堆开发的建议

能源危机即现眼前，在积极发展现有压水堆技术的同时，加快推进快堆技术的发展，保证我国经济可持续发展，任务十分紧迫。建议有关能源领域的部门和企业，积极参与新一代安全、清洁、高效、可持续发展的快堆核电站的建设，这在核能科学史上也具有划时代的意义。为加快商业快堆的研究和开发，科研院所和企业应通力合作，为解决我国能源、环境问题，为我国经济可持续发展，做出贡献。