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1、1 核能的发展现状与前景(广东石油化工学院热能与动力工程 , 茂名 525000) 摘 要: 通过分析我国目前化石能源的利用状况及核能的发展现状, 指出常规化石燃料能源不能从根本上保障我国的长期能源安全和可持续发展,只有大力发展新能源, 尤其是核能, 不断优化我国能源结构，提高我国能源的洁净化、可持续化水平，才能从根本上解决未来我国的能源安全问题，保障我国经济社会的可持续发展。关键词： 新能源、核能、可持续发展、能源安全1 引言改革开放30 年以来 , 随着我国经济的快速发展, 化石能源 (煤、石油和天然气) 消费总量增长迅速。从能源生产构成来看,2005 年我国能源生产构成为: 原油占 12
2、.59%、 天然气占 3.13%、煤炭占 77.13%、水电占 6.32%、核电仅占0.82%。而 2005 年世界平均能源生产构成: 原油为36.87%, 天然气为23.54%, 煤炭为 27.33%, 水电为 6.33%、核电 5.94%。我国煤炭所占比重比世界平均水平高出近50 个百分点 , 核能、可再生能源所占比重很小1。核能是目前唯一能达到工业化应用、可大规模替代化石燃料的新能源, 大力发展核电, 对于改善我国电力能源结构、缓解环境污染和保障我国的能源安全，具有十分重要的作用与意义。2化石能源将面临枯竭随着世界化石能源的日益枯竭, 以化石能源为血液的现代工业体系其生产成本越来越高,并
3、逐渐引起各国政府对本国工业和本国经济未来能源安全与保障的担忧。客观上讲，我国在传统能源上表现为“多煤、贫油、少气”的基本特征（如表1 所示） 。表 1 我国化石能源概况(2001 年 )2能源品种已探明储量可采储量年平均耗量可开采年限煤炭 / 亿吨9600 1145 4.98 约 230 年石油 / 亿吨188 33 2.269 20 年天然气 / 万亿3m12 1.37 0.303 约 45 年由表 1 的数据可清楚看到, 我国三大常规能源的预测使用年限非常短。随着我国经济的高速发展和人们生活水平的不断提高, 能源消费量的增加速度还将远远高于可采储量的提高速度。因此 , 我国将面临化石能源资
4、源枯竭的严峻局面。再加上必须面对国际上应对气候变化的巨大压力，因此对能源结构进行调整，全面推动能源生产和利用方式变革，加快能源发展方式转变，走绿色低碳发展之路，已成为今后我国能源发展战略的主攻方向。3 发展核能是中国的必然选择从可再生能源的资源潜力上来看，中国目前还不具备尽快摆脱对传统化石能源依赖的可能性，何况在可再生能源开发技术上和经济上也不具备大规模替代传统化石能源的可行性。尽管中国在最近几年来，十分重视新能源和可再生能源产业发展，但在低碳清洁能源的资源潜力、开发利用和技术创新方面与国际先进水平还存在较大差距，如大型风电的关键设备、太阳能光伏电池、燃料电池、生物质能及氢能等技术都处于起步阶
5、段，存在产业规模小、经营分散、 技术含量低和资源潜力不足等一系列问题。中国要实现新能源和可再生能源的快速发展， 不但需要克服关键技术瓶颈，而且同时也面临着资源潜力不足的问题，因此要利用新2 能源和可再生能源开发来实现能源结构调整的目标，在较长时期内显然无法做到。与其他新能源相比，中国在核能开发利用方面已经拥有一定的基础和经验，在技术上也逐渐成熟和完善，因此为了调整能源结构，尤其是为了在一定程度上降低传统化石能源的比重，发展核能就成为必然选择。从长期发展来看，发展核电是中国调整能源结构、缓解常规能源供应压力和实现减少温室气体排放目标的必然选择。在当前中国加速经济转型的背景下，煤炭等化石燃料无法解
6、决电力供应紧张和节能减排压力等问题，新能源如风电、 太阳能等因为受地理环境、气候条件、架设线路等因素制约，在未来国家经济发展过程中只能起到补充和调节效果，难以发挥主要作用。另外，中国上的水电站也基本饱和，水电资源开发潜力已经十分有限，选择清洁高效能源的核电，是中国能源发展的一个必然趋势。从中国能源政策和战略上看，核能是今后长期的发展重点。根据“十二五”规划，到2015 年，中国计划新建40 个机组，每年新上马的机组多达8 个。尽管中国政府肯定会根据日本发生核危机的具体情况和经验教训，重新评估国家未来能源政策，在核能发展方面会加强项目评估、 论证和审批等程序，加快制度化建设和立法进程，强化对核能
7、企业和项目运行的监管，但笔者认为，国家不会因此对能源政策的大方向进行根本性调整。也就是说，今后中国仍然会将优先发展核能作为国家能源政策的重点目标之一。4 我国核能的发展现状中国的核工业在五十年代中期开始建立,现已形成比较完整的核工业体系。八十代初核电开始起步。 中国自行设计建造的秦山30 万千瓦压水堆核电站，1985 年 3 月正式开工 ,1991年 12 月并网发电。利用外资和引进国外成套设备兴建的大亚湾核电站两台90 万千瓦机组，于 1987 年 8 月开工建设，1994 年投入商业运行。 “九五”期间有4 个核电项目8 台机组开工建设，总装机容量为660 万千瓦。它们分别是：1996 年
8、 6 月开工建设的秦山二期核电站两台 60 万千瓦压水堆机组，1997 年 5 月开工建设的岭澳核电站两台100 万千瓦级压水堆机组， 1998 年 6 月开工建设的秦山三期核电站两台70 万千瓦级重水堆机组，这三个项目均计划于 2003 年建成投产；于1999 年 10 月开工建设的田湾核电站两台100 万千瓦级压水堆机组，预计2005 年建成投产。核电自八十年代初起步以来，在核电站的建设和运行、前期准备工作、国产化、有关法规和管理体系的建立等方面做了大量的工作，取得了相当的进展， 为今后的发展奠定了基础。中国通过 6 个核电项目11 台机组的建设，现已形成基本配套的核动力、核燃料科研开发工
9、业体系；积累了科研、设计、建设、运行等一整套宝贵经验；培养和造就了一支专业齐全，具有相当实力的科研、设计和工程建设队伍，建立了一批大型实验台架，进行了大量科研攻关和设计研究。通过在建项目的实施，掌握了较多的设计资料，积累了大型核电站的工程建设和项目管理经验，国产化能力有了较大的提高。在核燃料循环工业方面，从五十年代中期以来，中国已经逐步建立了比较完整的核燃料循环体系。 随着核电事业的发展，核燃料工业得到了进一步提高，初步形成了从铀矿地质勘查、铀矿采冶、铀同位素分离、核燃料元件制造、乏燃料后处理直至核废物处理与处置等完整的核燃料循环工业体系。特别是改革开放三十多年来，在与国际广泛交流的基础上，引
10、进和开发了先进的技术和工艺，在核燃料生产的几个主要环节上，实现了更新换代，对提高产3 品质量、降低生产成本等发挥了重要的作用。进入新世纪， 国家对核电的发展做出新的战略调整。国务院已颁布了 核电中长期发展规划，提出了到2020 年核电装机容量达到4000 万千瓦、 在建 1800 万千瓦的目标， 这个目标有可能更高。国家中长期科技发展规划纲要已将“大型先进压水堆及高温气冷堆核电站”列为重大专项。据此，国家各有关部门正在具体组织实施，以期充分利用我国已积累的核能技术和经验并充分吸取国际先进技术和经验，在较短时间内既完成自主设计建造一定数量的第二代改进的核电机组，又批量自主设计建造第三代先进核电机
11、组，并自主创新地创建中国品牌的大型先进压水堆核电机组和高温气冷堆核电机组，更安全、 更经济地优质高速发展核能利用。5 我国核能的发展方向目前核能发电赖以维持的核燃料铀235 在地球上的储量是十分有限的，而我国又是一个“贫铀” 国度， 裂变核能的利用在目前来说只能是核能充分发展利用的一个过渡阶段。我国要长久实现能源的安全与保障，实现我国经济社会长久性的可持续发展，聚变核能的开发与利用是我国甚至是世界能源发展战略的一个最终方向。核聚变研究是当今世界科技界为解决人类未来能源问题而开展的重大国际合作计划。它与化石能源和裂变核能储量有限的情况不同，聚变核能具有资源无限，不污染环境， 不产生高放射性核废料
12、等优点，是人类未来能源的主导形式之一，也是目前认识到的可以最终解决人类社会能源问题和环境问题、推动人类社会可持续发展的重要途径之一。而国际热核聚变实验堆计划（简称“ITER计划”）是实现聚变能商业化必不可少的一步，其目标是验证和平利用聚变能的科学和技术可行性。ITER 计划集成了当今国际受控磁约束核聚变研究的主要科学和技术成果，拥有可靠的科学依据并具备坚实的技术基础。国际上对ITER 计划的主流看法是：建造和运行ITER 的科学和工程技术基础已经具备，成功的把握较大。经过示范堆、原型堆核电站阶段，可在本世纪中叶实现聚变能商业化。ITER 计划是我国改革开放以来有机会参加的最大的多边国际大科学工
13、程合作项目。参加 ITER 计划有利于大幅度提升我国在科学技术领域参加国际合作的层次；有利于推动我国聚变能研究开发，加快我国聚变能开发进程；有利于我国学习掌握大型国际科学工程项目的建设、管理、运行和维修经验；有利于提高我国超导技术、稀有金属材料技术、高电压技术等众多领域的研究开发能力；有利于锻炼和造就一批高水平、高素质的科研人员、工程技术人员和管理人员，为我国聚变事业的发展打下坚实人才基础。2003 年 1 月国务院批准我国参加ITER 计划谈判，经过三年谈判，2006 年 5 月 24 日，经国务院批准，中国ITER 谈判联合小组代表我国政府与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同草签了I
14、TER 计划协定，标志着ITER 计划进入全面实施的准备阶段。2006 年 5月 24 日，国家科学技术部代表我国政府与其他六方一起，在比利时首都布鲁塞尔草签了国际热核聚变实验堆联合实施协定。这标志着ITER 计划实质上进入了正式执行阶段，即将开始工程建设，也标志着我国实质上参加了ITER 计划。2012 年 7 月 10 日，东方超环（EAST ）超导托卡马克2012 年物理实验顺利结束。在长达四个多月的实验期间，我国科学家们利用低杂波和离子回旋射频波，实现多种模式的高约4 束等离子体、长脉冲高约束放电，自主创新能力得到较大提高、获得多项重大成果，创造了两项托卡马克运行的世界记录：获得超过4
15、00 秒的两千万度高参数偏滤器等离子体；获得稳定重复超过30 秒的高约束等离子体放电。这分别是国际上最长时间的高温偏滤器等离子体放电、最长时间的高约束等离子体放电，标志着我国在稳态高约束等离子体研究方面走在国际前列3。6 我国核能发展的前景目前，我国核能利用面临大好的发展机遇，国家核电中长期发展规划（20052020年）已明确了到2020年我国核电发展的目标：到2020 年我国将有 4000 万kW 核电运行发电，1800 万kW 在建。从现在发展势头看来，这个目标不仅能够达到，而且很可能超额完成。在世界能源技术不断革新的大背景下，我国紧紧抓住了机遇，在可控核裂变技术发展方兴未艾之时，远见卓识的积极研发和储备可控核聚变的技术，稳步有序额推进核能的开发、建设和利用， 成为新世纪核能发展的弄潮儿。在化石能源消耗殆尽的将来，我国能源必定会朝着以核能为主，多种新能源为辅的能源战略格局方向发展，最终实现我国能源的安全与稳定，有力的保障我国经济社会的可持续发展！1 侯建朝。从我国能源现状看能源教育的必要性J 。中国电力教育。2007(12):26-28 2 王璋保。对我国能源可持续发展战略问题的思考J 。工业加热。 2003(2):1-5. 3 中科院等离子体物理研究所。东方超环2012 年度实验获多项重大突破再创两项世界纪录D 。合肥：中科院等离子体物理研究所，2012
