中国核电的前世今生
2014-09-27王哲
中国核电工业的发展脉络基本上可以用“三部曲”来概括:核电国产化;自主建设百万千瓦的核电机组;拥有自主知识产权的三代核电堆型。
核能是人类历史上最伟大的发现之一。谈到核能发现与应用,离不开科学史上那些熠熠生辉的名字:爱因斯坦、居里夫人、伦琴……1942年费米领导几十位科学家,在美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆芝加哥1号(CP-1),标志着人类从此进入核能时代。目前,核电作为世界三大电力支柱之一,占全球能源结构的12.3%,是安全、清洁、高效的能源,而且还具有资源消耗少、环境影响小和供应能力强等许多优点。
与改革开放同步发展起来的我国核电工业,走过了一条从无到有、从弱到强、不断跨越的发展之路。
从无到有
早在1956年制定的《1956年到1967年科学技术发展远景规划》中就明确指出,用原子能发电是动力发展的新纪元,是有远大前途的。早在1970年2月8日,周恩来总理就批示要发展核电。但是建造核电站是一个复杂的任务,需要综合考虑安全、可靠性、可用率和效率等诸多因素。改革开放初期,我国做出了自主设计、建造秦山30万千瓦压水堆核电站和引进建设大亚湾100万千瓦压水堆核电站的战略决策。上世纪80年代开始动工兴建核电站。
中国自行设计建造的30万千瓦(电)秦山核电站于1991年底投入运行。大亚湾核电站自1987年开工,于1994年并网发电。我国又先后建设了秦山二期、岭澳、秦山三期和田湾核电站,形成了浙江秦山、广东大亚湾和江苏田湾三个核电基地。
目前,我国已成为全球四个拥有完整核科技工业体系的国家之一,已成功研发了10万千瓦、30万千瓦、60万千瓦、100万千瓦的核电技术,拥有17台运行和28台建设核电机组,在建机组规模世界第一,并已经形成具有自主知识产权的第三代先进核电技术和第四代高温气冷堆示范工程,30多年连贯的核电建设及运行,不仅积累了后发优势,而且培养壮大了一批装备制造企业和人才队伍。我国核电站投入运行以来,核电发电量和上网电量逐年稳步提高,其运行业绩和管理水平均达到世界先进水平。跨越发展“三部曲”
经多位核电专家的共同梳理,中国核电工业的发展脉络基本上可以用“三部曲”来概括:核电国产化;自主建设百万千瓦的核电机组;拥有自主知识产权的三代核电堆型。
核电国产化。1985年3月,位于浙江省海盐县的秦山核电站开工建设,这是我国第一座自行设计、制造和营运管理的原型堆核电站。经过81个月的艰苦奋斗,1991年12月15日,秦山核电站正式并网发电。这座我国自主设计、自主建造、自主运行管理的第一座30万千瓦压水堆核电站,结束了我国大陆无核电的历史,20多年来取得了良好的经济效益和社会效益。
迄今为止,秦山一期核电站周围的环境辐射水平未出现异常,各种环境介质中未发现来自核电站的放射性物质,年排放总量低于国家规定的排放限值。与同等发电量的燃煤发电厂相比,秦山核电站等于向环境减少排放硫氧化物10多万吨,二氧化碳2000多万吨,为优化能源结构、改善生态环境做出了积极贡献。更为重要的是,秦山核电站为我国核电事业发展积累了经验,培养了人才,为引进消化吸收新的核电技术打下了坚实的基础,使核电国产化成为现实。
自主建设百万千瓦的核电机组。2005年,我国建成了具有自主知识产权的秦山二期两台60万千瓦机组,实现了我国核电站由原型堆向大型商用堆的重大跨越。
中国核工业集团公司核电秦山联营有限公司原董事长李永江是中国核电发展历程的见证人之一,他承担了由我国自主设计、自主建造、自主管理和自主运营的2×65万千瓦国产化商用压水堆核电站——秦山核电二期工程的建设和组织管理重任,他与同事们一道成功地把业主负责制、招投标制和工程监理制应用于国内大型核电站工程项目中,使工程进度、质量、投资得到有效控制,拓宽了极具国产化特色的商用核电站建造和管理之路。经过近六年的艰苦拼搏,秦山核电二期工程1号机组于2002年4月15日比计划提前47天投入商业运行,2号机组于2004年5月3日投入商业运行,创造了良好的社会效益和经济效益,实现了我国自主建设商用核电站的历史性跨越……
大亚湾、岭澳一期、江苏田湾等核电站的相继建成,表明我国已能自主建设百万千瓦的核电机组。从大亚湾核电站全部由外国人负责建设,到岭澳一期核电站由中方设计院参与分包,再到岭澳库扩建项目由中核集团核二院为总承包商、核动力院为核岛设计分包,这些变化说明,中国在二代核电改进机组上有了长足进步,实现了跨越式发展。
拥有自主知识产权的三代核电堆型。我国引进最先进的三代核电技术的最重要原因就是安全。
原核工业部常务副部长、现任国家核电技术公司专家委员会主任陈肇博介绍说,世界上正在商业运行的400多座核电机组大部分是在20世纪70年代建造的第二代核电堆型。随着二代核电机组的技术储备和运行经验的积累,国际上又开发出了以美国西屋公司的APl000和法国的EPR为代表的三代压水堆型,大幅提高了核电的安全性。为了顺应世界核电技术进步的潮流,拥有具有自主知识产权的三代核电堆型,我国作出了以全面技术转让的方式引进APl000技术建设浙江三门、山东海阳核电示范工程的重大决策。“APl000的引进,为我国核电技术的跨越式发展提供了重要平台。”
短暂的停滞
上世纪90年代以来,电力紧缺成为制约我国经济持续快速发展的瓶颈因素,同时环境污染问题亦日益严重。因此国家决策,核电发展战略从“适度发展”转向“积极发展”。“九五”期间我国开工了多个项目。
然而,2011年日本福岛核电站核泄漏事故震惊全球,我国所有新建核电项目审批紧急叫停。当时,我国核电行业只有此前已通过审批的江苏田湾核电站二期、中核集团的辽宁徐大堡项目、中广核集团的广东陆丰项目和中电投集团的山东海阳二期等项目被获准开工建设,除此之外,再无其他新项目获得审批。
中国东方电气集团有限公司董事长王计此前接受本刊记者采访时曾指出,“我国核电装备正处于‘爬坡上台阶能力成熟的关键时期,失去了核电建设与发展的连续性,失去了持续的依托工程,核电装备制造企业在技术研发、能力建设与人才队伍的培育和稳定上都要面临衰退,刚刚形成的国产化进程将会停滞。”他指出,目前国内核电装备市场形势总体上是供大于求。如果核电建设不能做到持续、稳定、均衡,不仅经济损失巨大,而且会丧失全球背景下的核电新一轮发展机遇。
春天来到
今年全国“两会”上,以湖南为代表的内陆核电建设省份提出尽早启动内陆核电项目的建议,“两会”政府工作报告中首次提出“今年要开工一批水电、核电项目”。
3月,国家主席习近平在荷兰海牙举行的第三届核安全峰会上发表重要讲话,全面系统地阐述了中国的核安全观,表示中国将坚定不移地增强自身核安全能力,坚定不移地参与构建公平、合作、共赢的国际核安全体系,坚定不移地支持国际原子能机构主导的核安全国际合作,坚定不移地维护地区和世界和平稳定,为实现持久核安全继续做出自己的努力和贡献。我国领导人还在访欧期间与多国签订了关于核能发展的战略备忘录。4月18日,国务院总理李克强主持召开了新一届国家能源委员会首次会议,李克强在会议上表示:“当前要开工一批重大项目。这既是稳增长、提高能源保障能力的重要举措,更是调整能源结构、转变发展方式的有效抓手。要在采用国际最高安全标准、确保安全的前提下,适时在东部沿海地区启动新的核电重点项目建设。”
5月17日,国家发改委发布《能源企业加强大气污染防治方案》,再次确认,贯彻落实核电安全规划和核电中长期发展规划,在确保核电安全的前提下,高效推进核电建设。
6月13日,党和国家领导人组织召开中央财经领导小组会议,再次强调,在采取国际最高安全标准、确保安全的前提下,抓紧启动东部沿海地区新的核电项目建设。
6月26日,国家能源局局长吴新雄在安徽调研并召开能源局上半年经济形势座谈会,他再次重申,国家发改委、能源局将加快准备一批重大能源项目,按程序上报批准后,适时启动建设。在采用国际最高安全标准、确保安全的前提下,适时启动核电重点项目。
从今年初开始到目前,我国已多次释放启动核电建设计划的信号,频度之高,前所未有。从国家领导人到国家发改委、能源局,对重启核电建设都非常重视。要推动能源生产和消费方式变革,提高能源绿色、低碳、智能发展水平,实施向雾霾等污染宣战、加强生态环保的节能减排措施,促进改善大气质量,走出一条清洁、高效、安全、可持续的能源发展之路,核电是实现能源结构清洁化转型的重要手段,也是在经济下行的情况下,实现稳增长的重要砝码。
中国能源调整需要核电,中国环境保护需要核电,中国经济发展同样也需要核电,我国核电工业的春天已经到来。
核能
核能俗称原子能,它是原子核里的核子——中子或质子,重新分配和组合时释放出来的能量。核能分为两类:一类叫裂变能,一类叫聚变能。核能有巨大威力,1公斤铀原子核全部裂变释放出来的能量,约等于2700吨标准煤燃烧时所放出的化学能。一座100万千瓦的核电站,每年只需25吨至30吨低浓度铀核燃料,运送这些核燃料只需10辆卡车;而相同功率的煤电站,每年则需要300多万吨原煤,运输这些煤炭要1000列火车。核聚变反应释放的能量则更巨大。1公斤煤只能使一列火车开动8米;1公斤裂变原料可使一列火车开动4万公里;而1公斤聚变原料可以使一列火车行驶40万公里,相当于地球到月球的距离。
地球上蕴藏着数量可观的铀、钍等裂变资源,如果把它们的裂变能充分利用,可以满足人类上千年的能源需求。在大海里,还蕴藏着不少于20万亿吨核聚变资源——氢的同位元素氘。如果可控核聚变在21世纪前期变为现实,这些氘的聚变能相当于几万亿亿吨煤,能满足人类百亿年的能源需求。更可贵的是核聚变反应中几乎不存在反射性污染。聚变能称得上是未来的理想能源。
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