核能的現(xiàn)狀與發(fā)展

1、核能的發(fā)展現(xiàn)狀與前景（廣東石油化工學院熱能與動力工程，茂名525000）摘 要:通過分析我國目前化石能源的利用狀況及核能的發(fā)展現(xiàn)狀，指出常規(guī)化石燃料能源不 能從根本上保障我國的長期能源安全和可持續(xù)發(fā)展,只有大力發(fā)展新能源，尤其是核 能，不斷優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)，提高我國能源的潔凈化、可持續(xù)化水平，才能從根本 上解決未來我國的能源安全問題，保障我國經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。關(guān)鍵詞：新能源、核能、可持續(xù)發(fā)展、能源安全1引言改革開放30年以來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，化石能源（煤、石油和天然氣）消費總量增 長迅速。從能源生產(chǎn)構(gòu)成來看,2005年我國能源生產(chǎn)構(gòu)成為:原油占12.59%、天然氣占3.13%、 煤

2、炭占77.13%、水電占6.32%、核電僅占0.82%。而2005年世界平均能源生產(chǎn)構(gòu)成:原油為 36.87%，天然氣為23.54%，煤炭為27.33%，水電為6.33%、核電5.94%。我國煤炭所占比重比 世界平均水平高出近50個百分點,核能、可再生能源所占比重很小1。核能是目前唯一能達 到工業(yè)化應用、可大規(guī)模替代化石燃料的新能源，大力發(fā)展核電，對于改善我國電力能源結(jié) 構(gòu)、緩解環(huán)境污染和保障我國的能源安全，具有十分重要的作用與意義。2化石能源將面臨枯竭隨著世界化石能源的日益枯竭，以化石能源為血液的現(xiàn)代工業(yè)體系其生產(chǎn)成本越來越高, 并逐漸引起各國政府對本國工業(yè)和本國經(jīng)濟未來能源安全與保障的擔憂

3、?？陀^上講，我國在傳統(tǒng)能源上表現(xiàn)為“多煤、貧油、少氣”的基本特征（如表所示）。表1我國化石能源概況（2001年）能源品種已探明儲量可米儲量年平均耗量可開米年限煤炭/億噸960011454.98約230年石油/億噸188332.26920年天然氣/萬億m 3121.370.303約45年由表1的數(shù)據(jù)可清楚看到,我國三大常規(guī)能源的預測使用年限非常短。隨著我國經(jīng)濟的 高速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，能源消費量的增加速度還將遠遠高于可采儲量的提高 速度。因此，我國將面臨化石能源資源枯竭的嚴峻局面。再加上必須面對國際上應對氣候變 化的巨大壓力，因此對能源結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，全面推動能源生產(chǎn)和利用方式變革，加

4、快能源發(fā) 展方式轉(zhuǎn)變，走綠色低碳發(fā)展之路，已成為今后我國能源發(fā)展戰(zhàn)略的主攻方向。3發(fā)展核能是中國的必然選擇從可再生能源的資源潛力上來看，中國目前還不具備盡快擺脫對傳統(tǒng)化石能源依賴的可 能性，何況在可再生能源開發(fā)技術(shù)上和經(jīng)濟上也不具備大規(guī)模替代傳統(tǒng)化石能源的可行性。 盡管中國在最近幾年來，十分重視新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但在低碳清潔能源的資源 潛力、開發(fā)利用和技術(shù)創(chuàng)新方面與國際先進水平還存在較大差距，如大型風電的關(guān)鍵設備、 太陽能光伏電池、燃料電池、生物質(zhì)能及氫能等技術(shù)都處于起步階段，存在產(chǎn)業(yè)規(guī)模小、經(jīng) 營分散、技術(shù)含量低和資源潛力不足等一系列問題。中國要實現(xiàn)新能源和可再生能源的快速 發(fā)展，

5、不但需要克服關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，而且同時也面臨著資源潛力不足的問題，因此要利用新 能源和可再生能源開發(fā)來實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的目標，在較長時期內(nèi)顯然無法做到。與其他新能源相比，中國在核能開發(fā)利用方面已經(jīng)擁有一定的基礎(chǔ)和經(jīng)驗，在技術(shù)上也 逐漸成熟和完善，因此為了調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，尤其是為了在一定程度上降低傳統(tǒng)化石能源的比 重，發(fā)展核能就成為必然選擇。從長期發(fā)展來看，發(fā)展核電是中國調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、緩解常規(guī)能源供應壓力和實現(xiàn)減少溫 室氣體排放目標的必然選擇。在當前中國加速經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的背景下，煤炭等化石燃料無法解決 電力供應緊張和節(jié)能減排壓力等問題，新能源如風電、太陽能等因為受地理環(huán)境、氣候條件、 架設線路等因素制約，

6、在未來國家經(jīng)濟發(fā)展過程中只能起到補充和調(diào)節(jié)效果，難以發(fā)揮主要 作用。另外，中國大江大河上的水電站也基本飽和，水電資源開發(fā)潛力已經(jīng)十分有限，選擇 清潔高效能源的核電，是中國能源發(fā)展的一個必然趨勢。從中國能源政策和戰(zhàn)略上看，核能是今后長期的發(fā)展重點。根據(jù)“十二五”規(guī)劃，到 2015年，中國計劃新建40個機組，每年新上馬的機組多達8個。盡管中國政府肯定會根據(jù) 日本發(fā)生核危機的具體情況和經(jīng)驗教訓，重新評估國家未來能源政策，在核能發(fā)展方面會加 強項目評估、論證和審批等程序，加快制度化建設和立法進程，強化對核能企業(yè)和項目運行 的監(jiān)管，但筆者認為，國家不會因此對能源政策的大方向進行根本性調(diào)整。也就是說，今后

7、 中國仍然會將優(yōu)先發(fā)展核能作為國家能源政策的重點目標之一。4我國核能的發(fā)展現(xiàn)狀中國的核工業(yè)在五十年代中期開始建立，現(xiàn)已形成比較完整的核工業(yè)體系。八十代初核 電開始起步。中國自行設計建造的秦山30萬千瓦壓水堆核電站，1985年3月正式開工,1991 年12月并網(wǎng)發(fā)電。利用外資和引進國外成套設備興建的大亞灣核電站兩臺90萬千瓦機組， 于1987年8月開工建設，1994年投入商業(yè)運行?！熬盼濉逼陂g有4個核電項目8臺機組開 工建設，總裝機容量為660萬千瓦。它們分別是：1996年6月開工建設的秦山二期核電站 兩臺60萬千瓦壓水堆機組，1997年5月開工建設的嶺澳核電站兩臺100萬千瓦級壓水堆機 組，1

8、998年6月開工建設的秦山三期核電站兩臺70萬千瓦級重水堆機組，這三個項目均計 劃于2003年建成投產(chǎn)；于1999年10月開工建設的田灣核電站兩臺100萬千瓦級壓水堆機 組，預計2005年建成投產(chǎn)。核電自八十年代初起步以來，在核電站的建設和運行、前期準備工作、國產(chǎn)化、有關(guān)法 規(guī)和管理體系的建立等方面做了大量的工作，取得了相當?shù)倪M展，為今后的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。中國通過6個核電項目11臺機組的建設，現(xiàn)已形成基本配套的核動力、核燃料科研開 發(fā)工業(yè)體系；積累了科研、設計、建設、運行等一整套寶貴經(jīng)驗；培養(yǎng)和造就了一支專業(yè)齊 全，具有相當實力的科研、設計和工程建設隊伍，建立了一批大型實驗臺架，進行了大量科

9、研攻關(guān)和設計研究。通過在建項目的實施，掌握了較多的設計資料，積累了大型核電站的工 程建設和項目管理經(jīng)驗，國產(chǎn)化能力有了較大的提高。在核燃料循環(huán)工業(yè)方面，從五十年代中期以來，中國已經(jīng)逐步建立了比較完整的核燃料 循環(huán)體系。隨著核電事業(yè)的發(fā)展，核燃料工業(yè)得到了進一步提高，初步形成了從鈾礦地質(zhì)勘 查、鈾礦采冶、鈾同位素分離、核燃料元件制造、乏燃料后處理直至核廢物處理與處置等完 整的核燃料循環(huán)工業(yè)體系。特別是改革開放三十多年來，在與國際廣泛交流的基礎(chǔ)上，引進 和開發(fā)了先進的技術(shù)和工藝，在核燃料生產(chǎn)的幾個主要環(huán)節(jié)上，實現(xiàn)了更新?lián)Q代，對提高產(chǎn) 品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本等發(fā)揮了重要的作用。進入新世紀，國家對核電的

10、發(fā)展做出新的戰(zhàn)略調(diào)整。國務院已頒布了核電中長期發(fā)展 規(guī)劃，提出了到2020年核電裝機容量達到4000萬千瓦、在建1800萬千瓦的目標，這個目 標有可能更高。國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要已將“大型先進壓水堆及高溫氣冷堆核電 站”列為重大專項。據(jù)此，國家各有關(guān)部門正在具體組織實施，以期充分利用我國已積累的 核能技術(shù)和經(jīng)驗并充分吸取國際先進技術(shù)和經(jīng)驗，在較短時間內(nèi)既完成自主設計建造一定數(shù) 量的第二代改進的核電機組，又批量自主設計建造第三代先進核電機組，并自主創(chuàng)新地創(chuàng)建 中國品牌的大型先進壓水堆核電機組和高溫氣冷堆核電機組，更安全、更經(jīng)濟地優(yōu)質(zhì)高速發(fā) 展核能利用。5我國核能的發(fā)展方向目前核能發(fā)電賴以維持

11、的核燃料鈾235在地球上的儲量是十分有限的，而我國又是一個 “貧鈾”國度，裂變核能的利用在目前來說只能是核能充分發(fā)展利用的一個過渡階段。我國 要長久實現(xiàn)能源的安全與保障，實現(xiàn)我國經(jīng)濟社會長久性的可持續(xù)發(fā)展，聚變核能的開發(fā)與 利用是我國甚至是世界能源發(fā)展戰(zhàn)略的一個最終方向。核聚變研究是當今世界科技界為解決人類未來能源問題而開展的重大國際合作計劃。它 與化石能源和裂變核能儲量有限的情況不同，聚變核能具有資源無限，不污染環(huán)境，不產(chǎn)生 高放射性核廢料等優(yōu)點，是人類未來能源的主導形式之一，也是目前認識到的可以最終解決 人類社會能源問題和環(huán)境問題、推動人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。而國際熱核聚變 實驗

12、堆計劃（簡稱“ITER計劃”）是實現(xiàn)聚變能商業(yè)化必不可少的一步，其目標是驗證和平 利用聚變能的科學和技術(shù)可行性。ITER計劃集成了當今國際受控磁約束核聚變研究的主要科學和技術(shù)成果，擁有可靠的 科學依據(jù)并具備堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。國際上對ITER計劃的主流看法是：建造和運行ITER的科 學和工程技術(shù)基礎(chǔ)已經(jīng)具備，成功的把握較大。經(jīng)過示范堆、原型堆核電站階段，可在本世 紀中葉實現(xiàn)聚變能商業(yè)化。ITER計劃是我國改革開放以來有機會參加的最大的多邊國際大科學工程合作項目。參 加ITER計劃有利于大幅度提升我國在科學技術(shù)領(lǐng)域參加國際合作的層次；有利于推動我國 聚變能研究開發(fā)，加快我國聚變能開發(fā)進程；有利于我國

13、學習掌握大型國際科學工程項目的 建設、管理、運行和維修經(jīng)驗；有利于提高我國超導技術(shù)、稀有金屬材料技術(shù)、高電壓技術(shù) 等眾多領(lǐng)域的研究開發(fā)能力；有利于鍛煉和造就一批高水平、高素質(zhì)的科研人員、工程技術(shù) 人員和管理人員，為我國聚變事業(yè)的發(fā)展打下堅實人才基礎(chǔ)。2003年1月國務院批準我國參加ITER計劃談判，經(jīng)過三年談判，2006年5月24日， 經(jīng)國務院批準，中國ITER談判聯(lián)合小組代表我國政府與歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯 和美國共同草簽了 ITER計劃協(xié)定，標志著ITER計劃進入全面實施的準備階段。2006年5 月24日，國家科學技術(shù)部代表我國政府與其他六方一起，在比利時首都布魯塞爾草簽了國 際熱

14、核聚變實驗堆聯(lián)合實施協(xié)定。這標志著ITER計劃實質(zhì)上進入了正式執(zhí)行階段，即將開 始工程建設，也標志著我國實質(zhì)上參加7ITER計劃。2012年7月10日，東方超環(huán)（EAST）超導托卡馬克2012年物理實驗順利結(jié)束。在長 達四個多月的實驗期間，我國科學家們利用低雜波和離子回旋射頻波，實現(xiàn)多種模式的高約 束等離子體、長脈沖高約束放電，自主創(chuàng)新能力得到較大提高、獲得多項重大成果，創(chuàng)造了 兩項托卡馬克運行的世界記錄：獲得超過400秒的兩千萬度高參數(shù)偏濾器等離子體；獲得穩(wěn) 定重復超過30秒的高約束等離子體放電。這分別是國際上最長時間的高溫偏濾器等離子體 放電、最長時間的高約束等離子體放電，標志著我國在穩(wěn)態(tài)高約束等離子體研究方面走在國 際前列3。6我國核能發(fā)展的前景目前，我國核能利用面臨大好的發(fā)展機遇，國家核電中長期發(fā)展規(guī)劃(20052020 年)已明確了到2020年我國核電發(fā)展的目標：到2020年我國將有4000萬kW核電運行發(fā) 電，1800萬kW在建。從現(xiàn)在發(fā)展勢頭看來，這個目標不僅能夠達到，而且很可能超額完成。在世界能源技術(shù)不斷革新的大背景下，我國緊緊抓住了機遇，在可控核裂變技術(shù)發(fā)展方 興未艾之時，遠見卓識的積極研發(fā)和儲備可控核聚變的技術(shù)，穩(wěn)步有序額推進核能的開發(fā)、 建設和利用，成為新世紀核能發(fā)展的弄