方錦清:漫談綠色核能發(fā)展之路（1）

       當(dāng)今能源是世界范圍內(nèi)令人關(guān)注的最重大的極富挑戰(zhàn)性的課題之一，它對(duì)全人類、所有國(guó)家和社會(huì)的經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展影響具有深遠(yuǎn)意義。因此，解決未來能源問題是任何一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展的首要問題。

       由于全世界的煤和石油的儲(chǔ)量有限，世界上正在發(fā)生激烈競(jìng)爭(zhēng)的石油時(shí)間不會(huì)維持多久了，化石能源即將枯竭，而且大量使用化石能源已經(jīng)引起了嚴(yán)重的環(huán)境污染和導(dǎo)致全球氣溫上升，各國(guó)都非常憂慮能源的未來出路在何方？世界上稱得上可利用的清潔無污染的能源有：太陽能、風(fēng)能、潮汐能、水力發(fā)電和核能等，但是太陽能和風(fēng)能與氣候有關(guān)，運(yùn)行不夠穩(wěn)定；水能開發(fā)也已過極限了。清潔、有效、取之不盡又能隨時(shí)隨地滿足人類社會(huì)生產(chǎn)和生活需要的未來能源，還是首推核能，包括核裂變能和核聚變能，后者所謂“小太陽能”，也就是按照太陽上產(chǎn)生能量的原理在地球上來實(shí)現(xiàn)核聚變能。

       根據(jù)能源專家分析預(yù)測(cè)：因?yàn)楹司圩兡艿?1世紀(jì)后半葉才可能具有商業(yè)應(yīng)用的價(jià)值，到目前為止核能由于能量密度高、低碳排放、潛在的可持續(xù)發(fā)展，迄今還只有核裂變能是唯一能大規(guī)模代替化石燃料等常規(guī)能源而成為世界主要能源，是一個(gè)比較靠譜的未來綠色能源的選擇。核能具有綠色、高效、低碳排放和可規(guī)模生產(chǎn)的突出優(yōu)勢(shì)，目前，核能正在世界范圍內(nèi)全面復(fù)興――在國(guó)際上被稱為“核文藝復(fù)興”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到2010年10月，全世界共有441座反應(yīng)堆在運(yùn)行，總裝機(jī)容量達(dá)到376.3GW，為全球提供大約16%的電力；法國(guó)、瑞士等18個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家的核電超過本國(guó)供電的 20%。

       因此，人類解決未來能源的一條根本途徑是探索綠色的和平的核能，如何發(fā)展更有效地發(fā)展?jié)崈袅炎兒四苁切率兰o(jì)面臨的不可回避的一個(gè)十分重大難題。目前，使用的核裂變能仍然是新世紀(jì)的主要世界能源之一，國(guó)際上發(fā)展核電和核供熱已經(jīng)成為許多國(guó)家的重要國(guó)策。例如，美國(guó)原子能委員會(huì)主席西博格指出：“毫無疑問，沒有核能，人類文明的發(fā)展將趨于停滯。有了核電，不僅可以使人們的生活得到改善，而且將使人類進(jìn)入一個(gè)協(xié)調(diào)的不斷進(jìn)步的新時(shí)代。”據(jù)曾經(jīng)估計(jì)：第三次世界能源革命的總趨勢(shì)是，到2050年時(shí)核裂變能的發(fā)電量將約占世界總發(fā)電量的50%。歐美日發(fā)達(dá)國(guó)家核能已經(jīng)占據(jù)了國(guó)家能源結(jié)構(gòu)中的很大比重．核電是一種安全、可靠和有競(jìng)爭(zhēng)力的新能源，在我國(guó)當(dāng)前除了水電之外，是唯一現(xiàn)實(shí)的可大規(guī)模取代化石能源的、不排放溫室氣體的潔凈能源。發(fā)展核電是實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的必然要求。隨著核能技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)的壓水堆在近些年內(nèi)將趨于成熟，得到發(fā)展；快中子堆可望在中期商業(yè)應(yīng)用；可控核聚變技術(shù)可望在若干年后取得突破，半個(gè)世紀(jì)后可能建成原型示范堆。核能作為一種潔凈、安全、可永續(xù)利用的能源，它在電力發(fā)展中的歷史地位是無可替代的。當(dāng)前，在大力發(fā)展水電的同時(shí)，應(yīng)該積極發(fā)展核電。預(yù)計(jì)2020年以后核電必將會(huì)有更大規(guī)模的發(fā)展。

      大力發(fā)展核能已成為我國(guó)能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃的重點(diǎn)。目前，我國(guó)在役13個(gè)核電機(jī)組，裝機(jī)容量為10.234GW，約占全國(guó)發(fā)電總量的1.5%。按照國(guó)家發(fā)展改革委的核電發(fā)展規(guī)劃，2020年，我國(guó)在役核電機(jī)組將達(dá)到70座以上，占總裝機(jī)容量的4%~6%以上。據(jù)估計(jì)，2030年，我國(guó)核電比例將達(dá)到約 10%；2050年將可能超過400GW，超過目前全世界核電裝機(jī)容量的總和。　　

       目前全世界運(yùn)行的反應(yīng)堆絕大多數(shù)是熱堆，即由熱中子引發(fā)裂變反應(yīng)。因?yàn)闊岫严牡闹饕巳剂鲜氢?35。自然界中鈾235的蘊(yùn)藏量?jī)H占0.71%，其余絕大部分是鈾238，占99.2%。因此，我國(guó)乃至世界核能的快速發(fā)展均面臨核燃料未來能否穩(wěn)定供應(yīng)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

國(guó)際上值得注意的動(dòng)向是，從美國(guó)三里島到前蘇聯(lián)切爾諾貝利，再到“311”日本福島電站等發(fā)生事故發(fā)生一年來，核恐怖陰影一直籠罩在日本國(guó)度里，福島“311”和隨后多次出現(xiàn)的“爆炸鏈”聲音仍然回響在人們的耳邊，許多國(guó)家也神經(jīng)緊張，持續(xù)引起了全世界最廣泛的和最空前的關(guān)注，它的核事故等級(jí)達(dá)到了七級(jí)，與俄羅斯切爾利諾貝爾等級(jí)相同，影響很廣泛，一段時(shí)期人們簡(jiǎn)直是談核色變，一些國(guó)家對(duì)發(fā)展核電產(chǎn)生了動(dòng)搖，有的國(guó)家打退堂鼓了。那么，世界未來的潔凈能源的出路究竟在哪里？這樣的嚴(yán)肅問題不得不值得我們考慮和探討。

權(quán)威人士認(rèn)為：有一條是肯定的，世界上每一次核事故，都能使整個(gè)核安全管理上一個(gè)更高的臺(tái)階，也是和平利用綠色的核能的一種更好的時(shí)機(jī)。盡管福島出了事故，但是應(yīng)該說核能作為一種清潔能源，它的長(zhǎng)期發(fā)展的前景和它的戰(zhàn)略地位是不可替代的，還是會(huì)保持繼續(xù)發(fā)展勢(shì)頭的。例如，德國(guó)由于今年年初遭到罕見寒流襲擊，該國(guó)被迫重啟部分已經(jīng)關(guān)閉的核反應(yīng)堆，這令其2022年前逐步廢除核能發(fā)電的計(jì)劃面臨考驗(yàn)。那么，未來有沒有潔凈而安全的核能可供選擇呢？回答是肯定的!

       目前全世界運(yùn)行的反應(yīng)堆絕大多數(shù)是熱堆，即由熱中子引發(fā)裂變反應(yīng)。熱堆消耗的主要核燃料是鈾235。自然界中鈾235的蘊(yùn)藏量?jī)H占0.71%，其余絕大部分是鈾238，占99.2%。因此，我國(guó)乃至世界核能的快速發(fā)展均面臨核燃料未來能否穩(wěn)定供應(yīng)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

       從中國(guó)媒體報(bào)道中獲悉，中科院已經(jīng)提出4個(gè)A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)，其中之一就是“未來先進(jìn)核裂變能”，具體包括兩個(gè)系統(tǒng)：一是釷基熔鹽（TMSR）核能系統(tǒng)，另一是加速器驅(qū)動(dòng)的次臨界堆（ADS）嬗變系統(tǒng)。英國(guó)《每日電訊報(bào)》發(fā)現(xiàn)了中國(guó)正在發(fā)展安全性能遠(yuǎn)超傳統(tǒng)核電的“釷基熔鹽反應(yīng)堆系統(tǒng)”。熔鹽堆，鮮為人知，是國(guó)際第四代反應(yīng)堆核能系統(tǒng)研究的六種候選堆型中“唯一”的液態(tài)燃料堆，它目前讓人寄托厚望：綠色的安全的核能并非不存在!而是確實(shí)存在! 英國(guó)等國(guó)際媒體想為“核恐慌”注入一針強(qiáng)心劑，并希望“釷”堆將能夠極大地改變?nèi)澜绲哪茉窗鎴D，標(biāo)志著“世界能源戰(zhàn)略領(lǐng)導(dǎo)地位正從墨守陳規(guī)的西方轉(zhuǎn)向正在崛起的技術(shù)創(chuàng)新大國(guó)。”

      大力發(fā)展核能已成為我國(guó)能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃的戰(zhàn)略重點(diǎn)，“未來先進(jìn)核裂變能”專項(xiàng)即是致力解決我國(guó)乃至世界核能快速發(fā)展均面臨的“核燃料的穩(wěn)定供給”和“核廢料的安全處置”等嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。“未來先進(jìn)核裂變能”科技專項(xiàng)中的釷基熔鹽（TMSR）核能系統(tǒng)將依靠其特征優(yōu)勢(shì)探索應(yīng)對(duì)方案。同時(shí)，20世紀(jì)90年代以來，我國(guó)已經(jīng)并還在繼續(xù)深入開展的加速器驅(qū)動(dòng)的次臨界堆（ADS）嬗變系統(tǒng)，或“強(qiáng)流加速器驅(qū)動(dòng)的放射性潔凈核能系統(tǒng)(ADS)”，在國(guó)際上也是仍處在關(guān)鍵技術(shù)研究階段,一直是核能的一個(gè)前沿?zé)狳c(diǎn)，因此仍然是未來潔凈核發(fā)展的一個(gè)重要方向。這樣，我國(guó)同時(shí)抓緊未來潔凈核能的兩項(xiàng)重大課題，齊頭并進(jìn)，對(duì)于解決未來綠色的和平的核能帶來了新的希望和發(fā)展前景。

mark，很好的文章