对我国核电的认识

1、对我国核电的认识自 20 世纪 50 年代中期第一座商业核电站投产以来，核电发展已历经50 多年。根据国际原子能机构（IAEA） 2007年 8 月份最新统计的数据，全世界正在运行的核电机组共有439 台，总装机容量3.71亿千瓦，这些核电机组已累计运行超过1 万多堆年；正在建造的核电机组有34 台，总装机容量约2710 万千瓦。目前世界上有33 个国家和地区有核电厂发电，核电年发电量占世界总发电量的17%。核电与水电、火电一起构成世界电源的三大支柱，在世界能源结构中有着重要的地位。我国是世界上少数几个拥有比较完整核工业体系的国家之一。为推进核能的和平利用，20 世纪70年代国务院做出了发展核

2、电的决定，经过30 多年的努力，我国核电从无到有，得到了很大的发展。关于我国核电发展战略若干问题的认识明确到 2020 年，核电运行装机容量4000 万千瓦，在建核电容量1800 万千瓦。这为我国核电产业的发展带来了前所未有的机遇，也使其面临新的挑战。积极推进核电建设，促使核电批量化、规模化、系列化发展，将面临核电技术路线的统一确定、铀资源的保障能力、放射性废物的处理处置、体制改革和机制创新等方面的问题。下面对这几个问题作初步分析。关于我国核电发展的技术选择问题经过 30 多年的发展，我国掌握了一些国外核电成熟的设计技术，能自主设计建设30 万千瓦和60万千瓦压水堆核电站，基本具备了设计建设二

3、代改进型百万千瓦级压水堆核电站的能力。目前世界上核电技术已经发展到了第三代，与第一、第二代技术相比，第三代核电站具有更大的单机容量、更高的安全性以及更好的经济性。当前大规模发展核电，如何处理好立足现有基础自主发展与引进、消化、吸收、再创新的关系，是保障我国核电产业持续快速发展的重大问题。为实现 2020 年核电装机容量达到4000 万千瓦的目标，从现在起，每年要建设23 个百万千瓦级核电机组。对于新的核电机组发展路线，出现了两种不同的意见。一种主张“一步跨越”，认为核电新项目要高起点，直接引进“第三代”核电技术进行批量建设，通过国际合作，一步跨入世界核电的技术高端。如果不能“一步跨越”，就推迟

4、上马。另一种主张“两步走”，认为在积极引进国外“第三代”核电技术的同时，充分利用我国现有的技术建设一批“已有技术加改进”（即“二代加”）的核电机组，既满足电力需求，又达到锻炼队伍、提高自主创新能力的目的。即使顺利引进了国外“第三代”核电技术，也还需要经过一定时间的运行考验和对国外技术的消化吸收才能大规模推广。两种不同的意见直接影响到我国当前的核电建设和今后十几年的核电发展。世界核电技术的改进是一个不断发展的渐进过程50 年来，世界核电技术的发展大体上经历了以下三个技术发展阶段：20 世纪五六十年代建设的原型堆和示范电站是第一代，如美国的希平港压水堆核电站等。第一代核电站验证了核电机组运行的安全

5、性、可靠性，为以后核电的大规模发展打下了基础。20 世纪 80 年代开始推广建设的商用核电站称为第二代核电站，包括压水堆、沸水堆、重水堆、气冷堆、石墨水堆等。第二代核电站在全球范围内实现了标准化、系列化和批量建设。80 年代以来，各国不断发展一些新技术，在许多方面对原来的二代技术进行了改进，但基本类型还是属于二代技术。改进以后称为改进型二代技术（ “二代加”） 。目前全世界运行的核电站绝大多数都属于二代技术。1979 年美国三里岛事故和1986 年苏联切尔诺贝利核事故后，核电机组的安全性引起人们的极大关注。为了消除人们对核电站安全问题的担心，进一步改善核电的经济性，美国电力研究所（EPR）在I

6、美国核管会（NRC）的支持下，制定了一个提高核电厂安全性、改善核电经济性的“核电厂设计基础核电规划文件” ，即适用于下一代轻水堆核电站设计的“用户要求文件（URD） ”。随后，欧洲国家共同制定了类似的“欧洲用户要求文件（EUR） ”。人们把符合URD或 EUR要求的核电站称为“第三代”核电站，把按 URD或 EUR的要求开发或改进的核电机组称为第三代核电机组，其典型代表是美国通用电气公司（ GE）的ABWR、美国西屋公司（WH）的AP1000、法德联合开发的欧洲压水堆（EPR）等。其中，先进沸水堆（ABWR）已在日本顺利运行多年，而先进压水堆在世界范围内尚未建成。欧洲压水堆（ EPR）的第一个

7、机组于2005 年 10月在芬兰开工建设，预计2010 年左右可以投入运行。AP1000则刚于 2004 年 9 月通过了美国核管会的安全审批，目前正在全球范围内寻找第一个用户。所有的第三代核电技术都是在第二代核电技术基础上，通过增加预防、缓解严重事故措施和改进原有的安全系统来提高其安全性。全世界正在运行的440 多台核电机组中，绝大多数采用的是第二代核电技术或比第二代核电技术有一定改进的“二代加”技术，正在建造中的新核电机组也以“二代加”为主。世界13000 多个堆年的核电运行实践证明， “二代加”核电机组的安全性是有保障的，经济性也是有竞争力的。第二代核电站（包括二代及“二代加”）还会长时

8、间存在，并继续作为核电的主力军发挥作用。此外，在开发第三代核电机组的同时，美国等十个国家联合提出了“第四代核电系统”的研究开发计划，将目标定位在“在电价具有竞争力的同时，还要令人满意地解决核安全、核废物、核扩散以及所在国家的公众接受性等问题”。美国等十个国家组成了“第四代核能国际论坛”，共同研究开发第四代核能系统。2002年在东京召开的“第四代核能国际论坛”会议上，遴选出了六种第四代核电概念堆系统：钠冷快堆、铅冷快堆、气冷快堆、超临界水冷堆、超高温气冷堆和熔盐堆，作为优先研究的对象。第四代核电技术预计到2030 年才能实现商业化，目前尚处在概念设计阶段。在扩大核电容量进程中提高我国核电的安全性

9、和经济性目前，第二代核电尚有较大的发展空间。一是美国在役二代核电机组的增容延寿取得很大成绩，这些机组的增容延寿，得到NRC的批准，证明是满足核安全要求的。因此，二代核电不满足核安全要求，要被淘汰的说法是错误的；二是当前世界核电建设主要在发展中国家，发展中国家发展核电的主要目的是电力电量的可靠稳定供应，对技术的先进性没有高的要求，经济性好的二代改进机型适合发展中国家的要求。三代核电的经济性难于被发展中国家所接受，提高经济性尚需时间，在能被发展中国家接受之前，二代核电就有发展空间。当前，我国面临着经济发展对能源的强烈需求和对能源结构调整的迫切需要的问题，国家明确地提出到2020 年核电装机达到40

10、00 万千瓦的要求。因此，核电发展的迫切任务是扩大核电的容量规模，不断地建设安全可靠的核电机组，提高核电在能源结构中的比重。同时，通过批量建设，大幅度提高核电设备国产化的比例，降低核电机组的造价，进一步提高核电经济性。我国已掌握核心技术的二代改进机组，满足核安全的要求，有较强的经济竞争力，适合发展中国家发展核电的要求，有较大的发展空间。如果加快其建设，逐步替代部分煤电，将对经济社会发展做出更大的贡献，而且还有打开国际市场向外出口的空间。国际上第三代压水堆核电站技术尚未经过工程验证和运行考验。虽然未经过工程验证的新技术也是可以运用到工程中的，但要一下子进入批量化规模建设，其风险是很大的，对投资大

11、、安全要求高的核电站来说更是如此。国内外的经验证明，从引34核电规划Nuclear Power Planning核电规划CHINA NUCLEAR POWER中国核电35第 1 卷 第 1 期 2008年 1 月进国外技术到消化吸收、掌握核心技术，再到自主地进行批量建设，需要有一个过程，而且是一个较长的过程。对于中国来说，核电产业的核心技术与其他高技术一样，也是买不来的。等到与国外合作的招标成功并引进技术后再去批量发展我国的核电，就必然要影响到2020 年 4000 万千瓦目标的实现。因此， “十一五”以及今后的一段时间，我国核电发展应以压水堆核电站为主，充分利用已掌握的成熟技术、努力提高自主

12、化水平，建造一批二代加改进的核电机组，满足核电建设批量化建设的需要；同时积极引进第三代核电技术，建设好两个自主化依托项目，通过引进、消化、吸收和再创新开发自主品牌的新一代大型先进压水堆核电站，以此作为我国未来核电发展的主力机型。我国的铀资源保障能力问题核电发展离不开天然铀的供应和铀资源的保障，我国的天然铀供应能不能满足核电发展的需要、能够提供多大的发展空间，这是人们十分关心的问题。中国已经探明的铀资源不能满足未来核电规模发展的需要经过 50 年的勘探，我国已经探明的、经济可采的、保有地质储量的铀有相当的规模，可以满足当前已运行核电站的需要。但是，光靠国内已经探明的铀资源是无法支持我国核电的可持

13、续发展的。按照 2020 年我国核电装机容量达到4000 万千瓦、在建1800 万千瓦的要求，可估算出2005 2020年我国核电发展对天然铀数量和铀资源储量的需求量。根据测算，2005年到 2020年的 16 年间，我国累计需要天然铀约7.97 万吨，其中2020年当年就需要天然铀8466 吨； 16 年间我国累计消耗的铀矿储量约11.39万吨，其中2020年当年消耗的铀矿储量约为1.21 万吨。从这些数字看，我国已探明的国内地质储量和目前的生产能力满足不了核电可持续发展的要求。国内铀资源的保障能力对我国核电未来发展提出了挑战。世界铀资源储量丰富，能够保障核电发展的长期需求世界上有100 多

14、个国家开展过铀资源勘查工作， 40 多个国家公布了探明铀资源量。根据经济合作与发展组织（OECD）和国际原子能机构（IAEA）发表的 （ 2005 铀资源、生产和需求）红皮书报告，2005 年，世界上已知常规铀资源中，成本小于等于40 US$/kgU的为274.6万吨，成本小于等于80US$/kgU的为380.4万吨，成本小于等于130US$/kgU的为474.3万吨。全球核电站每年消耗天然铀万多吨，从总体上看，全球已探明的铀资源完全可以满足核电发展的需要。美国麻省理工学院（MIT） 2003年的一份研究报告（“ THE FURTURE OF NUCLEAR PO”W） ER认为，假定到21

15、世纪末全球核电装机容量发展到10亿千瓦（为目前的3 倍） ，即使不考虑利用快堆实现核燃料增殖等因素，全球的铀资源也够用100 年。铀资源市场是全球化市场，核电大国的铀资源供应主要来自于国际市场一个国家的核电发展规模，主要取决于掌握核电技术的程度和水平，而不取决于国内铀资源储量。根据（ 2005 铀资源、生产和需求）红皮书报告统计的数据，截至2004 年底，全球天然铀需求约为 67320 吨，预计2025 年将增加到82275 吨至 107600吨。需求主要集中在美国、欧洲、俄罗斯、东亚四大区域。这四大区域的核电装机容量占世界核电总装机容量的86.2%，天然铀的总需求占世界总需求的 86.8%，

16、但天然铀产量只占世界总产量的28.0%，其天然铀供应主要来自于国际市场。其中装机容量占全球总数12.7%的日本，由于国内无铀资源，天然铀完全依赖于海外购买。从总体上看，全球已探明的铀资源在可预见的将来完全可以满足核电发展的需要。加强国内铀资源勘探开发，充分利用国外铀资源，保障我国核电发展对天然铀的需求世界上铀矿床主要分布于两条跨大洲的巨型铀成矿带，即近东西向欧亚巨型铀成矿带以及环太平洋巨型铀成矿带，这两条成矿带均横穿中国。因此，我国的铀成矿地质背景总体上是有利的，第一轮全国铀资源预测结果表明，我国尚有很大的找矿潜力。但是目前已探明的资源储量不大，其直接原因是我国铀资源勘探开发的投入太少，勘探开

17、发的力35核电规划CHINA NUCLEAR POWER中国核电第 1 卷 第 1 期 2008年 1 月核电规划Nuclear Power Planning36度太小。铀矿作为特殊矿种，地质勘察经费全部来源于国家财政，由于投入少，工作量小，至今我国尚有40%的国土面积未进行过铀矿普查，作详细勘查的区域更少。根据有关地质资料分析，许多区域都有很好的找矿前景，只要加大投入，提高勘查力度，在我国国土上找到几个大的铀矿还是很有希望的。近年来勘查工作进展也证实了这一观点。国际上核电大国主要利用国际市场的铀资源。通过购买天然铀产品、进行海外开发、建立适当的铀储备体系等保障本国核电发展的需求。借鉴国外经验

18、，结合我国国情，只要加大国内铀资源勘探开发力度，积极开拓和利用国外铀资源，并建立适度的天然铀储备体系，核电发展的铀资源保障问题就完全可以得到解决，铀资源不是我 国核电发展不可克服的制约因素。放射性废物处理处置的技术问题分析从技术上看，放射性废物处置问题是可以解决的核电站乏燃料后处理和放射性废物处理处置是社会公众、核工业界专家和决策者共同关注的问题，也是当前阻碍一些国家核电发展的重要因素之一，必须高度重视和妥善处理。从核电站和后处理厂等核设施出来的放射性废物，依其放射性水平的高低，一般分为高、中、低三类。通过近半个世纪的研究和实践，对中、低放废物的处理和处置早已达到工业生产规模，技术是成熟的；对

19、高放废物进行减容、固化的技术也已趋成熟，在足够长的贮存期内使高放废物与生物圈进行有效隔离是有保证的。目前，长寿命强放射性的高放废物的处置有两条可行的技术途径：一是将这类废物处理成固化的玻璃块进行深地层埋藏，国际核能界公认这种方法是有效的。二是利用后处理以及分离-嬗变技术，将长寿命的放射性核素分离出来，再经快中子嬗变为稳定的或短寿命的核素，从而大大减少需要地质处置的高放废物量。这种方法较为理想，国际上正在进行研究，我国也正在开展这方面的研究工作。这里值得指出的是，通过后处理以及分离-嬗变技术，还可以提取空间核电源用的特殊材料，如镎-237、钚-238。目前这一技术在美国、俄罗斯已实际应用。当前世

20、界各国核电厂所产生的放射性废物均处于严格的受控状态。现有的中、低放废物处理和处置技术以及高放废物暂存技术，可以保证对核电厂产生的放射性废物进行有效的管理，使其不对环境安全和人类健康产生不利影响。尽管高放废物的最终处置技术还有些问题有待解决，世界各有核国家对高放废物的最终处置问题都还在进一步研究之中，但这不应该成为核电持续发展的阻力，而应该成为核电技术不断发展的动力。在大力发展核电的同时，要加强后处理和核废物处理处置能力发展的统筹规划与实施工作我国核电站乏燃料后处理和核废物处理处置技术近年来都取得了一定进展。后处理中间试验厂正在建设之中，将于近期建成投产。中低放废物沥青固化和水泥固化技术已开发成

21、功并投入运行，中放废物水力压裂技术也已试验成功，西北和北龙中低放废物近地表处置场已建成。高放废物深地层埋藏库在选址、场址评价与处置设计和性能评价等方面也做了不少工作。后处理技术是一项敏感技术，不仅是制造武器级钚的必要手段，也是实现核燃料闭合循环、为压水堆和快堆提供工业钚的重要技术环节。然而，由于核工业20 世纪 80 年代的调整，研发投入严重不足，使我国核燃料后处理工艺技术、关键设备制造技术、自动化监控技术、远距离操作与维修技术、核临界安全技术等方面远远落后于国外先进水平国家，甚至落后于印度。我国在后处理技术研发、生产能力、队伍建设等方面，都面临着严峻的挑战。随着核电的发展，乏燃料及放射性废物

22、的产生量将不断增加，加强后处理和放射性废物处理处置技术的研发、加强放射性废物处理处置的能力建设也是一项十分紧迫的任务。核电站乏燃料后处理和放射性废物处理处置是实现我国核能可循环开发利用的关键环节。为充分提高铀资源和核能的利用效率，最大限度地减少废物排放，保护生态环境，保证公众健康，国家应对乏燃料后处理、核废物处理处置等方面给予应有的36核电规划Nuclear Power Planning核电规划CHINA NUCLEAR POWER中国核电37第 1 卷 第 1 期 2008年 1 月重视，积极做好核电站乏燃料后处理和核废物处理处置能力发展的统筹规划，以使核能的利用对实现我国社会、经济和环境的

23、“共赢”发展做出应有的贡献。措施与建议回顾历史，分析现状，借鉴国际经验，展望未来，就如何加快我国核电持续稳定发展，提出以下几点措施与建议：加强统筹协调，积极落实国家核电中长期发展规划为把“积极发展核电”的方针落到实处，实现国家核电中长期发展规划目标，就要加强政府对核电发展的统筹协调。实施核电自主化发展战略，合理安排核电建设项目，做好核电厂址的开发和储备，建立和完善核电安全运行和技术服务体系，配套落实核燃料循环和核能技术开发项目的保障条件。加强组织管理，提供财政金融扶持，健全法规制度，充分发挥各部门的优势，大力协同，积极推进我国核电的规模化发展。在集中力量加快“二代加”核电机组批量建设的同时，积

24、极推进第三代核电技术引进和开发2010 年前，充分利用我们已有的基础，通过核电项目建设的驱动，全面掌握自主、批量建设改进型第二代大型压水堆核电站。同时，要通过国际合作，引进技术，把大型先进压水堆(三代)核电技术的自主化和产业化的起点构筑在新的更高的平台基础上，并尽快具备自主设计、自主制造、自主建设、自主运行大型先进压水堆核电站的能力，逐步形成具有自主知识产权的核电品牌。在2017 年左右建成中国品牌的符合国际上第三代技术要求的首期示范工程，2020年以前具备批量化标准化建设的能力，成为2020 年后国内更为巨大的核电市场的主力机型，在技术上达到当时的国际先进水平。加大政府对核能科技开发的支持力

25、度，着力提高自主创新能力为实现核电产业自主化发展目标，我国应加快实施大型先进压水堆科技工程，统筹考虑先进压水堆核电站技术、快堆技术，先进核燃料循环核心技术，协调相应的研发和验证基础能力建设，进一步提高核电自主设计，自主创新能力，形成我国自主设计开发先进压水堆核电站的技术体系，构筑起与国际接轨的较高水平的核电自主设计、研发与制造的技术平台。为了加强和提高核电科技的科研开发工作，实现先进核能科技工程建设目标，建议在目前核能开发科研投入的基础上适当增加投入，从2008 年开始到 2020 年间国家财政加大核能发展资金投入，特别是要提高核电领域引进消化再创新费用的投入，走“产学研”结合的路子，建立以企业为主体的技术创新体系。同时，要积极吸引社会投资，优化投资方式，努力实现核电研发的投资多元化。充分利用国内国外两种资源，建立天然铀储备体系为了满足我国核电规模发展对天然铀的需求，一方面必须加大国内铀资源勘查开发力度，提高铀矿地质科技创新水平，缩短找矿周期，提高找矿率，从而尽快探明家底，增加探明储量，提高资源保障度。同时，加大对现有资源的利用评价，提高资源利用率。另一方面，实施铀资源全球化战略，在积极勘探、合理开发国内资源的同时，最大限度地利用国外资源，包括在海外建立铀资源开发基地和天然铀产品国际贸易，并将境外铀资源作为国家矿产资源境外开发优先支持的矿种纳入国家和政府间合作框架，建立长期合作机