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，它對全人類、所有國家和社會的經(jīng)濟持續(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國家國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展的首要問題。

       由于全世界的煤和石油的儲量有限，世界上正在發(fā)生激烈競爭的石油時間不會維持多久了，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、取之不盡又能隨時隨地滿足人類社會生產(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現(xiàn)核聚變能。

       根據(jù)能源專家分析預(yù)測：因為核聚變能到21世紀(jì)后半葉才可能具有商業(yè)應(yīng)用的價值，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，目前，核能正在世界范圍內(nèi)全面復(fù)興――在國際上被稱為“核文藝復(fù)興”。據(jù)統(tǒng)計，截止到2010年10月，全世界共有441座反應(yīng)堆在運行，總裝機容量達(dá)到376.3GW，為全球提供大約16%的電力；法國、瑞士等18個發(fā)達(dá)國家的核電超過本國供電的 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，國際上發(fā)展核電和核供熱已經(jīng)成為許多國家的重要國策。例如，美國原子能委員會主席西博格指出：“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)入一個協(xié)調(diào)的不斷進(jìn)步的新時代。”據(jù)曾經(jīng)估計：第三次世界能源革命的總趨勢是，到2050年時核裂變能的發(fā)電量將約占世界總發(fā)電量的50%。歐美日發(fā)達(dá)國家核能已經(jīng)占據(jù)了國家能源結(jié)構(gòu)中的很大比重．核電是一種安全、可靠和有競爭力的新能源，在我國當(dāng)前除了水電之外，是唯一現(xiàn)實的可大規(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，應(yīng)該積極發(fā)展核電。預(yù)計2020年以后核電必將會有更大規(guī)模的發(fā)展。

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

       目前全世界運行的反應(yīng)堆絕大多數(shù)是熱堆，即由熱中子引發(fā)裂變反應(yīng)。因為熱堆消耗的主要核燃料是鈾235。自然界中鈾235的蘊藏量僅占0.71%，其余絕大部分是鈾238，占99.2%。因此，我國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)。

國際上值得注意的動向是，從美國三里島到前蘇聯(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，它的核事故等級達(dá)到了七級，與俄羅斯切爾利諾貝爾等級相同，影響很廣泛，一段時期人們簡直是談核色變，一些國家對發(fā)展核電產(chǎn)生了動搖，有的國家打退堂鼓了。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，都能使整個核安全管理上一個更高的臺階，也是和平利用綠色的核能的一種更好的時機。盡管福島出了事故，但是應(yīng)該說核能作為一種清潔能源，它的長期發(fā)展的前景和它的戰(zhàn)略地位是不可替代的，還是會保持繼續(xù)發(fā)展勢頭的。例如，德國由于今年年初遭到罕見寒流襲擊，該國被迫重啟部分已經(jīng)關(guān)閉的核反應(yīng)堆，這令其2022年前逐步廢除核能發(fā)電的計劃面臨考驗。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的蘊藏量僅占0.71%，其余絕大部分是鈾238，占99.2%。因此，我國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)。

       從中國媒體報道中獲悉，中科院已經(jīng)提出4個A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項，其中之一就是“未來先進(jìn)核裂變能”，具體包括兩個系統(tǒng)：一是釷基熔鹽（TMSR）核能系統(tǒng)，另一是加速器驅(qū)動的次臨界堆（ADS）嬗變系統(tǒng)。英國《每日電訊報》發(fā)現(xiàn)了中國正在發(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!而是確實存在! 英國等國際媒體想為“核恐慌”注入一針強心劑，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。”

      大力發(fā)展核能已成為我國能源中長期發(fā)展規(guī)劃的戰(zhàn)略重點，“未來先進(jìn)核裂變能”專項即是致力解決我國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”科技專項中的釷基熔鹽（TMSR）核能系統(tǒng)將依靠其特征優(yōu)勢探索應(yīng)對方案。同時，20世紀(jì)90年代以來，我國已經(jīng)并還在繼續(xù)深入開展的加速器驅(qū)動的次臨界堆（ADS）嬗變系統(tǒng)，或“強流加速器驅(qū)動的放射性潔凈核能系統(tǒng)(ADS)”，在國際上也是仍處在關(guān)鍵技術(shù)研究階段,一直是核能的一個前沿?zé)狳c，因此仍然是未來潔凈核發(fā)展的一個重要方向。這樣，我國同時抓緊未來潔凈核能的兩項重大課題，齊頭并進(jìn)，對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