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由积极到“高效” “十二五”核电发展再提速新华社北京3月8日电(记者董雅俊)正在提交十一届全国人大四次会议审议的中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要(草案)指出,要“在确保安全的基础上高效发展核电。”由“十五”的“适度”发展到“十一五”的“积极”发展,再到“十二五”的“高效”发展,我国核电产业发展持续提速。2020年我国核电装机目标:8000万千瓦我国2007年发布的核电中长期发展规划提出,到2020年,我国核电装机容量达到4000万千瓦,在建1800万千瓦。而从近几年的实际情况看,这显然无法满足我国在能源供应和环境保护方面的双重需求,业内调高核电发展中长期规划目标的呼声日高。我国核电正处于大规模发展的起步阶段,2009年,全球核电占总发电量的14%和一次能源消费总量的5.5%,而我国核电仅占总发电量的1.9%和一次能源消费总量的0.8%。大力发展核电是我国宏观能源系统可持续发展的必然要求。为此,“十二五”规划纲要(草案)指出,“在确保安全的基础上高效发展核电。”由“积极”发展到“高效”发展,预示着我国核电中长期发展规划目标将大幅调升,从而促进产业发展再度提速。然而,在需大力发展核电的共识下,业界对2020年我国核电适宜发展目标的认识并不统一,从6000万千瓦到1亿千瓦不等。到2020年,我国非化石能源在一次能源中的消费比重要达到15%,这与单位GDP二氧化碳排放要比2005年减少40%-45%并列成为我国能源和经济社会发展的双重约束。据国网研究院的研究,2020年,我国非化石能源构成中,水电占主导地位,各种情景下比重都超过40%;核电占一定地位,比重达到25%左右;风能的贡献率在10%左右。如果2020年水电装机达到最大规模3.5亿千瓦,则15%非化石能源目标基本可以保证完成,但若2020年水电装机最大规模仅能达到3.0亿千瓦,则核电必须达到8000万千瓦的装机水平。业内专家认为,近期,我国迫切需要核裂变发电的超常规发展;但从长远来看,核裂变发电也存在合适的规模,不是越多越好。并且,从我国现有的条件来看,核电发展也需要保持一定的节奏,不可盲目大跃进。中国工程院在其最近发布的“中国能源中长期发展战略”中表示,“积极发展核电是我国能源的长期重大战略选择,核电可以成为我国能源的一个绿色支柱。”2020年,我国核电装机容量可望达到7000万千瓦,使核能和可再生能源的总和占到总能源的15%以上。2030年,核电装机可望达到2亿千瓦,2050年达到4亿千瓦以上。2050年,核能将可以提供15%以上的一次能源。之后,核电将继续发展,成为我国未来的主要能源之一。中国核科技信息与经济研究院的研究则认为,2020年,我国适宜的核电装机是7500万千瓦,在总电力装机中占5%左右,替代煤炭约1.8亿吨;2030年,适宜的核电装机是1.6亿千瓦,在电力总装机中的占比达到8%左右,替代煤炭约4亿吨;2050年,核电适宜装机是4亿千瓦,在电力总装机中的比例达到15%左右,替代煤炭约10亿吨。据中国核科技信息与经济研究院提供的信息,截至目前,我国在运行核电机组有13个,装机容量达1080万千瓦。来自亚洲能源论坛的消息显示,截至9月份,我国已核准34台核电机组、装机容量3692万千瓦,其中已开工在建机组达25台、装机容量2773万千瓦,规模位居世界第一位。 全国人大代表、全国人大环境与资源保护委员会委员、中国核工业集团公司中国原子能科学研究院院长赵志祥6日在接受网络访谈时表示,到2020年,我国核电装机容量可能会达到8000万千瓦,在世界上排第二位。全国人大代表、上海电气(集团)总公司副总裁吕亚臣同样在接受网络访谈时估计,2020年我国核电装机容量将达到1亿千瓦左右。综合预计,2020年我国核电装机目标可能确定为8000万千瓦。早在去年7月,国家能源局就表示,随着岭澳核电二期一号机组顺利投产,我国核电装机容量已突破1000万千瓦,预计到2015年,我国核电装机将达到3900万千瓦。目标约束下,我国“十二五”核电年均新开工将达800万千瓦5日提交审议的“十二五”规划纲要草案提出,“十二五”期间,我国将开工建设核电4000万千瓦。5年内开工建设4000万千瓦核电机组,年均开工量在800万千瓦上下。国网研究院等机构的研究显示,我国现有核电厂址资源可支撑核电装机1.6亿千瓦以上,能满足2030年核电发展的需求。加强国内铀资源勘探,同时加强国际合作,天然铀资源是可以支撑近中期核电发展目标的,不构成对我国核能发展的根本制约因素,核电的安全性和洁净性可以保证。此外,我国有能力加快核电自主化进程,正在形成年产6-9套百万千瓦核电机组的主设备生产能力,具备同时在4个及更多厂址上进行8台以上机组的土建安装能力。国家能源局前任局长张国宝去年9月底曾表示,我国核电技术装备自主化水平已显著提高,百万千万级压水堆核电站关键设备的设计制造已基本实现国产。“通过大规模的技术改造,我国已形成世界一流的核电装备研发制造基地,可为未来20年核电发展提供可靠的设备保障。”据悉,美国和法国在核电建设高峰期曾分别达到每年投产10台和8台的规模。美国曾连续6年年均投产核电628万千瓦,最高一年建成900万千瓦。通过发挥后发优势,我国年均投产800万千瓦、2002年核电装机规模达到8000万千瓦是可行的。发展核电将对钢材、水泥,大型设备,机械加工,电子和仪器仪表,以及科研开发等行业和产业产生巨大的拉动效应。以制造业为例,以每千瓦核电投资1800美元计算,每个100万千瓦的核电机组需要投资125亿元人民币,将拉动500亿元人民币的GDP增长。按照设备投资通常占工程投资45%左右考虑,每个百万千瓦核电机组的设备投资约56亿元人民币。我国核电可持续发展技术路径选择:近期二代加,中期快堆在宏观能源和发电能源可持续发展的要求下,核电技术发展首先需要满足近期的迫切需要:在保证基本安全和经济的前提下,通过规模化、批量化的建设,快速提升核电规模;其次,还面临着持续改善安全性和经济性,以及促进核燃料可持续利用的长远要求。因此,核电技术路线的选择,关键在于如何平衡近期和远期利益,以及实现中期的平稳过渡。为实现长期可持续发展,我国已确定了核能按照“压水堆-快堆-聚变堆”三步走的基本技术路线。专家们认为,在目前以压水堆为主的发展阶段,尤其是在最近的5-10年,应充分发挥已成熟的国产二代改进型(即二代加)技术的作用,核电建设仍以二代加技术为主;同时积极试验和掌握三代技术,在三代技术发展成熟后,二代加和三代技术的选择应主要视核电安全性和经济性的要求而定。清华大学热能工程系的几位专家在其2030年前我国核电发展规模和技术路线系统思考和情景分析一文中说,经过20年的引进、消化和吸收,我国已掌握了自主的国产二代加核电技术,具备了自主设计、制造、建设、安装和运行管理的能力,可支撑同时开工建设6-8台核电机组,而安全性和经济性也较有保障。该技术无疑将是支撑近期核电大发展的主要力量。他们表示,虽然引进三代核电技术的安全性和经济性的设计目标均优于国产二代加技术,但仍有待商业示范的验证。从国际情况看,三代机组基本投资居高不下,工期不断拖延。预计其要在我国形成规模化、批量化建设的能力,至少也需要5-10年的工作经验积累。因此,2015年甚至是2020年前,我国的核电站建设仍应以二代加技术为主。三代技术应主要着眼于消化、吸收和经验积累,待自主技术发展成熟后再投入规模化和批量化应用。 吕亚臣代表表示,目前我国核电有五六种机型。技术路线的选择事关我国核电的发展速度,应该尽快明确主力机型。当前,全球变暖趋势明显,环保压力巨大,低碳经济已经成为世界各国热烈讨论的议题。各国均把发展核能摆上议事日程,核能在世界范围内开始复苏。美国现有核电机组104台,占总电力装机容量的10%,又申请建造15台核电机组;法国在运行核电机组有58台,占装机容量的80%,已启动新的核能发展计划;日本现有核电机组54台,占装机容量的40%,在最近公布的国家能源新战略中计划进一步发展核电;俄罗斯有31台机组在运行,占装机容量约10%,2015年前要投资260亿美元发展核电。全球核电容量增长的预计相当可观,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)对2050年的高值预期是30亿千瓦,平均值预期也达到15亿千瓦。一座100万千瓦的压水堆需要1万吨的天然铀维持其60年的运行寿命,单单发展压水堆,即使能无限次循环,利用率也只有1%左右。2050年全球核电装机容量即使只达到IPCC的平均预期值,也需要1500万吨的天然铀。中国原子能科学研究院研究员徐銤说,核电站的建造属于高投资,安全保障其后续燃料供应极为重要。可以预见,未来核电国家都会尽量保存自己的经济可采铀资源储量,这种资源的国际争夺将日益激烈。因此,在聚变堆应用为时尚早,难以估计开始规模性供应核能的时间之前,也即在2050年前,我国必须考虑热堆和快堆如何匹配发展才能保证我国中长期核能的需要。正因如此,我国把发展快堆确定为核能发展的第二个步骤。2010年7月21日,我国“863”计划能源领域最大的项目“中国实验快堆”工程实现首次临界,标志着我国已基本掌握第四代核能系统的关键技术,成为世界上第八个拥有快堆技术的国家。据介绍,由于快中子引起裂变的中子学特征,理论上可以进行无限次循环,将快堆相关的闭式燃料循环发展起来,按快堆燃料燃耗达6%和燃料循环损失率是3%考虑,则燃料的利用率达60%-70%。由于利用率的提高,更贫的铀矿也值得开采,这样世界可开采的铀资源将增加千倍。核废料处理,挑战中蕴涵着巨大的机遇中国工程院在其最近发布的“中国能源中长期发展战略”中指出,我国核电大发展需要高度重视从核资源-核燃料循环-核电站-后处理核废物全产业链的配套协调发展。当今社会,能源已经成为经济发展的硬约束。核电是目前成熟的、能够解决能源问题的最有效的途径,但由于费用昂贵且难以保证不污染环境,以及只有占自然界铀含量0.7%的235U能够使用,核废料处理和核燃料短缺成为当前核电发展亟待解决的两个世界性的难题。据韩国浦项加速器研究所研究人员孙安介绍,为了解决目前核电发展存在的上述两个问题,业界开始实施加速器驱动的核燃料增殖与嬗变装置(ADS)计划。ADS,也叫洁净核能源,可燃烧核废料、238U(铀)或232Th(钍)来发电,其发电量的80%以上供给电网。一个ADS装置主要包括输出能量为1.0 GeV(吉电子伏)的强流超导质子直线加速器、次临界反应堆和燃料处理厂。一般来说,具有反应堆和核燃料生产能力的国家都可以商业化生产次临界反应堆并进行核废料分离。据介绍,迄今业界尚未研制出一台洁净核能源系统,有些能够用于洁净核能源的商业化设备,其性能还不能完全满足洁净核能源的要求,需要进一步提高。瓶颈设备-强流质子超导加速器还在研制中,技术还不成熟,离商业化还有一定距离。中国科学院高能物理研究所所长陈和生日前表示,我国计划在二三十年内,通过ADS攻克核废料处理难题。据测算,每百万千瓦核电站每年可产生约550立方米的低放固体废物。以2020年我国核电装机7000万千瓦计算,每年可产生约38500立方米的低放固体废物,这对我国的核废料处理能力提出巨大考验。陈和生说:“再过10-20年,核废料就会是一个非常严重的问题,那么现在中国的科学家就考虑到了,我们必需有一种方法来彻底解决这个问题,就是用ADS。其原理是用加速器来加速高能的质子的束流,然后打到反应堆里去补充新的中子,把核废料烧掉,永久地解决这个问题。”核废料处理与民众的生命安全和国家核电布局有密切关系,目前国际上对核废料的处理方式主要是封存填埋,但核废料中的放射性元素半衰期可长达百万年,其对生物圈的影响超出人类的可控范围,因此,核废料处理一直是世界性难题。据陈和生介绍,经过“十一五”期间北京正负电子对撞机重大改造工程,我国的加速器建设得到突飞猛进的发展,目前处于世界先进水平。基于此成果,我国科学家正着手推进加速器驱动的次临界系统研究,期望在比较快的时间如20年或30年内,通过燃烧高放射性物质和缩短其半衰期达到有效控制、处理核废料的目的。据中国高能物理研究所透露,我国计划在2016年建设完成第一座加速器驱动的次临界系统的小