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中国工程院院士谈核电：发展不能再低调
来源: | 作者:yulinboxcom | 发布时间: 2019-06-03 | 697 次浏览 | 分享到:
　——采访中国工程院院士徐伟
　　编者注：核电曾被认为是最低碳能源。面对失败的“十二五”核电安装目标，我们如何保证中国未来对国际碳减排和气候变化的承诺？核电成为“国家名片”后，具有自主知识产权的三代和四代核电技术的未来前景如何？人类的终极能量——何时实现核聚变？最近，该杂志采访了中国工程院院士，中国核工业集团公司快速反应堆项目首席专家徐伟。他认为，作为中国低碳发电的新生力量和领导者，核电安全是可控的。目前，有必要致力于发展基于自主产权的三代和四代裂变技术，加快建设。有可能完成“十三五”规划和节能减排任务。
　　文|记者张友良王伟彭惠文
　　核电不再是低调的
　　《能源评论》：在全球气候变化的压力下，与风能和光伏无限的风光相比，核电发展似乎一直非常低调。您如何看待核能与低碳发展之间的关系？
　　徐伟：人们普遍认为，水电，太阳能，风能和核电都是清洁能源。尽管这些清洁能源在发电期间排放零二氧化碳，但如果从设备，系统和整体的角度来看包括发电厂的建设，运营和维护，则每个新能源都具有一定量的碳。发射。根据国际原子能机构（IAEA）发布的一份报告，每生产一千瓦时的电力，煤炭发电需要排放357克碳当量，光伏发电需要排放76.4克，水电需要排放64.4克，风力发电需要排放13.1克。需要排出5.7克。
　　核电每千瓦时产生的碳当量最少。原因是核能具有特别高的能量密度。它只需要一点燃料就能释放出大量的能量。因此，相同的装机容量需要较少的碳排放。因此，从积极应对全球气候变化，促进低碳绿色发展的角度出发，中国必须加快核电发展，使其具备基地运行地位。
　　《能源评论》：在6月中旬发布的《中国制造2025—能源装备实施方案》中，核电设备被列为确保能源安全供应和促进清洁能源发展的创新行动重点之一。您如何看待核电的前景？
　　徐伟：是的，发展核电是清洁能源的有效途径，特别是对中国而言。它具有特殊意义。目前，中国是世界上第一个碳排放国。全球气候变化已成为大国的焦点。如何在发达国家的游戏中维护发展中国家在碳排放交易体系规则中的权益已成为中国面临的一个重大问题。增加讨价还价筹码的有效方法是尽快减少碳排放。作为最清洁的能源，核电起着不可替代的作用。在世界18个国家中，核电比例已经超过20％，世界平均水平约为13％，而核电国家法国甚至达到了75％。但是，核电只占中国电力供应的2％左右。可以说，中国的核电有很大的发展潜力和光明的前景。中国工程院发布了《中国能源中长期（2030~2050）发展战略研究》，认为中国核电发展的合理目标是：2020年装机容量达到7000万千瓦，核电装机容量占总装机容量的4.6％； 2030年2030千瓦达到2000万千瓦，占总装机容量的10％； 2050年达到4亿千瓦，占总装机容量的16％。从目前的项目建设进度来看，2020年的目标已经失去。
　　根据“十三五”规划，到2020年，中国的核电装机容量将达到5800万千瓦，在建3000万千瓦。要实现“十三五”规划目标，中国应进一步加快核电研发和建设步伐。
　　安全不仅仅是一个技术问题
　　《能源评论》：福岛核事故发生后，德国宣布放弃核武器，促使许多国家重新审视核电发展战略。您认为安全是核电发展的制约因素吗？
　　徐伟：福岛核事故只是一个特例，并不普遍。就地质条件而言，日本全国位于地壳断裂带的边缘，频繁的地质灾害不适合建设核电站。大地震和由此引发的海啸是悲剧的根源。
　　事故发生后，一些国家确实停止了核电站的建设。然而，真正的核大国，如法国，美国和俄罗斯，根本没有受到影响。在这些国家，核电厂的位置在地理上是严格探索的，日本福岛不会出现这种情况。
　　德国放弃核能更多是政治考虑因素，安全不是核心。原因是默克尔组建联合政府需要绿党的参与，绿党是一个坚定的反核。尽管“风力发电”蓬勃发展，德国核放弃造成的电力缺口仍然很大。这也造成了一个狡猾而有趣的局面：德国一方面关闭了国内核电，另一方面从法国购买了核电。
　　《能源评论》：然而，安全问题一直是核电发展的核心。可以采取哪些措施来进一步提高核电厂的安全性？
　　徐伟：当然，安全不能过分强调。一方面，有必要在选址的早期阶段努力，主要考察三个方面，一个是地质条件，一个是气候条件，一个是水文条件。确保这三个方面都符合施工要求，核电安全有外部保障。
　　另一方面，从核电技术来看，还有必要进一步加强安全。最近，国际原子能机构修订了核电厂的安全标准，并提出了三个更明确的要求。首先，无论如何，你可以立即停止。其次，需要被动散热系统。福岛核电站事故的次要原因是使用动态废热输出系统。结果，在海啸破坏外部电源后，剩余的热量无法输出，导致核心熔化。第三，必须控制高放射性废物，以确保不会发生泄漏。这三个要求始终存在，规则现在更清晰，更清晰。《能源评论》：目前正在建设的第三代核电技术是否能够满足上述要求？中国三代核电技术的水平如何？
　　徐伟：这些安全要求，第三代核电技术可以得到保证。例如，核心熔化的概率小于1×10 -5 /年。例如，更大，更厚的安全壳可以确保商用飞机撞击它而不会导致放射性材料泄漏。
　　法国，美国和俄罗斯都拥有第三代技术。中国自主研发的“华龙1号”属于第三代核电，并已出口。在技术方面，中国一直处于赶超状态。现在它基本上赶上了世界上最高水平，但仍需要积累更多的操作经验。
　　《能源评论》：您认为内陆核电问题存在安全问题吗？
　　徐伟：从技术角度来看，只有三个问题需要解决：一个是停机控制，二是废热输出，三是防高泄漏。这些不是技术问题。
　　内陆核电发展的关键问题是如何让当地人接受（51.620,0.07,0.14％）。事实上，内陆和沿海地区的核电发展并没有本质区别。在目前的技术水平下，可以保证核电的安全。在这个时候，有必要在公众中进行良好的公共教育。要加强核电企业，地方政府和当地人民之间的沟通和交流，让核电站建设成为造福国家和人民的好事。它可以成为推动当地经济发展和提高居民生活水平的共识。
　　四代比三代更强
　　《能源评论》：与第二代和第三代技术相比，第四代核电技术有哪些突破？
　　徐伟：首先，安全性进一步提高。中国实验快堆的核心熔化概率小于1×10-6 /堆年，任何事故都不需要外部紧急情况。其次，四代反应堆还努力实现大幅度减少核废料，充分利用铀资源，降低核电站建设和运营成本的目标。
　　《能源评论》：在第四代核电技术的多种类型的反应堆中，钠冷快堆被称为“号”。 1个种子选手“。与其他桩类相比，它有什么优势？
　　徐伟：现有压水堆技术中使用的燃料主要是铀235.然而，在铀中，铀235仅占0.7％，99.3％是另一种同位素铀238，这导致现有铀资源的利用核电站只有1％左右。快堆是不同的。其核燃料是工业钚，主要是钚239，可以通过中子轰击铀238获得。因此，压水反应堆的乏燃料可以在后处理后用作快堆的燃料，从而充分利用它。铀资源。通过燃料增殖和再循环，铀资源利用率可提高到60％至70％。钠冷却快速反应堆备受推崇的原因在于，由于四代堆，只有经过多年的实践证明其可行性。自1946年第一个实验反应堆在美国建成以来，世界上已建造了20多个钠冷快堆。已经设计了其他类型的桩，但它们尚未建造或推广用于民用。仍有许多问题尚未解决。例如，在铅冷却快堆中，在高温下，铅会腐蚀核燃料组件的包层，导致燃料泄漏和停机事故。在过去的20年中，已经研究了控制材料腐蚀的技术。铅冷却快堆的另一个缺点是它在辐照后释放出高放射性废物210，半衰期为138年，并且它是迁移性的，这对环境来说是一个大问题。
　　《能源评论》：中国采用钠冷快堆技术。根据“三步走”发展战略，您对未来的商业化期望有多长？
　　徐伟：目前，示范快堆正处于设计阶段。福建霞浦工地也在进行准备工作。它可以在2017年底投入建设。预计将于2023年完工，并将开始装载。经过试运行，然后总结经验并优化过程，可以考虑逐步推广快堆。如果进展顺利，到2028年，可以建造一座120万千瓦的商用快堆。
　　《能源评论》：三代反应堆刚刚进入商业阶段。如果2028年钠冷快堆可以商业化，那么三代和第四代反应堆会相互竞争吗？
　　徐伟：实际上，彼此之间不会有竞争。只要有国内和国际铀资源，第三代反应堆将继续建成。在钠冷却快堆的开始，需要压水反应堆乏燃料来提供工业技术诀窍。提供的工业筏越多，钠冷却快堆就越多。未来，快堆将爆发更多爆炸，并将建造更多桩。我们希望逐步取代高碳燃料。
　　《能源评论》：您刚才提到，未来我们将建造120万千瓦的商业大宗。在核电发展小型化的另一个方向，您如何评估其应用前景？
　　徐伟：世界上有相关的研究。例如，美国的GE正在开发模块化小型反应堆。中国还在供暖和船舶领域进行实验和示范。大型钠冷快堆具有很强的增殖能力。根据国情，我还建议开发更大的钠 - 慢增殖快堆。
　　例如，600,000千瓦的钠冷却快堆可以具有1.1的增殖比，即1千克的钚239，其可以获得1.1千克的钚239；一台120万千瓦的快堆，增殖比为1.5。通过这种方式，可以快速积累新燃料并建造新的反应堆，并且反应堆倍增时间在十年内。我做了计算。如果我们尽快以这个速度扩张，到2090年，核电将能够满足中国所有的电力需求。《能源评论》：一般而言，先进技术的成本往往更高。您认为钠冷快堆在经济方面具有竞争力吗？
　　徐伟：经济学更多地体现在商业领域，与应用规模有一定的关系。在中国，钠冷快堆仍处于开发过程中。在实验反应堆和原型反应堆期间，最重要的是安全性。有必要确保系统的安全性和可靠性。在演示阶段，必须确保安全，而另一个必须确保设备的可靠性。考虑到安全性，可靠性和经济性，等到真正的商业堆积阶段。在商业反应堆阶段相应的成本将下降，并且规模效应还可以确保建设成本将在一定程度上降低。在促进商业化之前，具体的成本效益数据将不会最终确定。但初步估计，钠冷快堆的建设成本应略高于第二代堆，但低于第三代反应堆AP1000。当然，这些应该在促销条件下进行比较。例如，就制造成本而言，传统的压水反应堆由于压力而使用许多大型锻件。使用的钢板是200mm厚的钢板，制造成本非常高。中国的实验钠冷却快堆压力容器，我们称之为主要容器，钢板只需要25毫米厚的钢板焊接在一起，不需要使用锻件，成本大大降低。
　　融合前景不明朗
　　《能源评论》：有观点认为，受控核聚变是人类能源的最终未来。您如何看待核聚变的发展前景？
　　徐伟：对不起，核聚变不是我的职业。核聚变实际上已经研究多年，与核裂变研究大致同时开始，但进展非常缓慢。在“国际热核实验反应堆（ITER）计划”中，已经建立了10多年，各国共同解决了这个问题。到目前为止，还不可能将钌和锇连续加入反应器中进行连续反应。现在看来，如果它真的是商业化的，那将不会是三十年或五十年。
　　《能源评论》：问题现在在哪里？它会影响人们对现有裂变技术应用的信心和进步吗？
　　徐伟：目前热核聚变的主流途径是托卡马克和仿星。但是存在无法控制的问题。如果实现稳定且受约束的持续反应，则热核聚变可进入快速发展阶段。如果你一直停下来，再拍一次，然后停下来，就没有办法实现商业用途了。
　　除耐高温材料外，另一个核心问题是如何保持强磁场。王一昌院士曾怀疑核聚变的磁约束方法没有前途，因为规模小而无意义；由于磁场很大，磁场很难在保持超高温的同时保持强磁力。因此，人们在忽视核聚变的同时，不能阻止现有核裂变技术的发展，推广和应用。正如世界着名的核物理学家恩里科费米所说：“一个将建立一个种鸽的国家将永远解决能源问题。”文章来自《能源评论》杂志
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