編者的話：國(guó)家能源安全關(guān)系人民福祉與國(guó)家的長(zhǎng)治久安，特別是在全球能源低碳化轉(zhuǎn)型的大背景下，世界多個(gè)工業(yè)大國(guó)持續(xù)將核能等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)作為必爭(zhēng)的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)高地。在此過(guò)程中，中國(guó)的核能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展處于什么樣的態(tài)勢(shì)，其他核能民用大國(guó)又在如何布局先進(jìn)核能技術(shù)的發(fā)展方向?在小型堆、四代堆、聚變堆的研發(fā)與應(yīng)用領(lǐng)域，各方又準(zhǔn)備如何發(fā)力?《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者試圖在26日-28日于北京舉辦的2023春季國(guó)際高峰會(huì)議暨第十五屆中國(guó)國(guó)際核電工業(yè)展覽會(huì)(以下簡(jiǎn)稱“會(huì)議”)上尋找答案。
“華龍一號(hào)”的大比例模型 劉揚(yáng) 攝
我國(guó)在建機(jī)組24臺(tái)，保持全球領(lǐng)先
本次會(huì)議主題為“雙碳背景下核能高質(zhì)量發(fā)展”，由中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)主辦。該協(xié)會(huì)26日發(fā)布的《中國(guó)核能發(fā)展報(bào)告2023》藍(lán)皮書(shū)顯示，截至目前，我國(guó)在建核電機(jī)組24臺(tái)，在建規(guī)模繼續(xù)保持世界領(lǐng)先。
藍(lán)皮書(shū)顯示，2022年以來(lái)，我國(guó)新核準(zhǔn)核電機(jī)組10臺(tái)，新投入商運(yùn)核電機(jī)組3臺(tái)，新開(kāi)工核電機(jī)組6臺(tái)。截至目前，我國(guó)在建核電機(jī)組24臺(tái)，總裝機(jī)容量約2681萬(wàn)千瓦，繼續(xù)保持全球第一。商運(yùn)核電機(jī)組54臺(tái)，總裝機(jī)容量5682萬(wàn)千瓦，位列全球第三。據(jù)介紹，2022年，我國(guó)核電總裝機(jī)容量占全國(guó)電力裝機(jī)總量的2.2%，發(fā)電量為4177.8億千瓦時(shí)，同比增加2.5%，約占全國(guó)總發(fā)電量的4.7%，核能發(fā)電量達(dá)到世界第二。
藍(lán)皮書(shū)顯示，與燃煤發(fā)電相比，2022年我國(guó)核能發(fā)電相當(dāng)于減少燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤近1.2億噸 ，減少排放二氧化碳近3.1億噸。
2022年，我國(guó)有37臺(tái)機(jī)組在世界核電運(yùn)營(yíng)者協(xié)會(huì)的綜合指數(shù)達(dá)到滿分，占世界滿分機(jī)組的50%，這個(gè)指數(shù)反映了核電機(jī)組在發(fā)電能力、生產(chǎn)效率及安全性能等方面的綜合水平，我國(guó)核電機(jī)組的滿分比例和綜合指數(shù)平均值均高于美國(guó)、俄羅斯、法國(guó)、韓國(guó)等主要核電國(guó)家，同時(shí)優(yōu)于全球機(jī)組的平均水平。
當(dāng)前，我國(guó)核電自主創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)，“華龍一號(hào)”機(jī)組陸續(xù)投運(yùn)，標(biāo)志著我國(guó)實(shí)現(xiàn)由二代向自主三代核電技術(shù)的全面跨越。
作為中國(guó)核電國(guó)家名片的“華龍一號(hào)”是本屆核電工業(yè)展上的明星。《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者發(fā)現(xiàn)，多個(gè)中方展臺(tái)中心位置都放置了“華龍一號(hào)”的大比例模型。上一屆核電展上，我國(guó)第一臺(tái)“華龍一號(hào)”剛剛投入運(yùn)行。目前，在國(guó)內(nèi)外“華龍一號(hào)”共有5臺(tái)機(jī)組建成投產(chǎn)，9臺(tái)機(jī)組正在建設(shè)，“華龍一號(hào)”批量化建設(shè)有序推進(jìn)，標(biāo)志著我國(guó)真正自主掌握了三代核電技術(shù)，核電技術(shù)水平躋身世界前列。
本次展覽會(huì)上另一個(gè)大牌“明星”就是大型先進(jìn)壓水堆核電站科技重大專項(xiàng)——“國(guó)和一號(hào)”示范工程。據(jù)了解，示范工程建設(shè)正在順利推進(jìn)，一批關(guān)鍵設(shè)備實(shí)現(xiàn)如期交付。高溫氣冷堆核電站科技重大專項(xiàng)示范工程實(shí)現(xiàn)了初始滿功率運(yùn)行。
多國(guó)核能減排計(jì)劃各有側(cè)重
對(duì)于通過(guò)核能技術(shù)實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)，并不只有中國(guó)高度重視，很多國(guó)際組織與核電大國(guó)都將其作為保證能源安全、減排目標(biāo)的一個(gè)重要實(shí)現(xiàn)路徑。
國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)總干事格羅西在本次會(huì)議上發(fā)表視頻演講稱，要確保清潔、可負(fù)擔(dān)的可持續(xù)能源來(lái)應(yīng)對(duì)嚴(yán)重的氣候變化，中國(guó)的貢獻(xiàn)是提出了“雙碳”目標(biāo)(碳達(dá)峰、碳中和)。為實(shí)現(xiàn)相關(guān)目標(biāo)，中國(guó)正在積極有序發(fā)展核能，核能可以減少溫室氣體排放，提升能源的可及性以及能源安全，同時(shí)有助于平抑國(guó)際能源市場(chǎng)的價(jià)格波動(dòng)，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。上述目標(biāo)都可以通過(guò)大規(guī)模部署核電實(shí)現(xiàn)。格羅西還說(shuō)，全球核能的裝機(jī)容量到2050年要翻一番以上，才能達(dá)成全球減排目標(biāo)。
經(jīng)合組織能源總干事的代表安東尼奧·沃亞·索勒在視頻發(fā)言時(shí)表示，要想實(shí)現(xiàn)全球核電裝機(jī)容量2050年翻一番，可以通過(guò)多條技術(shù)路線：一是現(xiàn)有機(jī)組延壽，保持現(xiàn)有核電機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行。這個(gè)方案是新增投資最低的選項(xiàng)之一。他表示，在發(fā)展核電的問(wèn)題上，歐洲一些國(guó)家有一定政治上的壓力，美國(guó)等國(guó)主要是資金上的壓力。二是新增第三代大型堆，主要來(lái)自中國(guó)和印度等國(guó)，可以大量增加電力供應(yīng)，并完成減排目標(biāo)。三是推進(jìn)小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)的研制與應(yīng)用，這一技術(shù)路線大有可為。
法國(guó)駐華使館核能參贊杜磊德26日在發(fā)言時(shí)表示，盡管2021年核能在法國(guó)基本能源消耗占比為40%，但法國(guó)仍要消耗大量化石能源。法國(guó)有56個(gè)運(yùn)營(yíng)中的壓水堆，2020年時(shí)平均服役年限為35年。他表示，到2050年，法國(guó)要降低40%的能耗，但無(wú)論怎么降低能耗，電力需求都要上升，因此必須大力發(fā)展核能。沒(méi)有核電，法國(guó)將面臨極大風(fēng)險(xiǎn)。
在法國(guó)電力集團(tuán)(EDF)的展臺(tái)上，《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者看到展板上寫(xiě)著“法國(guó)的核電重振計(jì)劃”——2022年2月，法國(guó)總統(tǒng)馬克龍表示：“這是法國(guó)核電業(yè)的復(fù)興……從今天開(kāi)始，我們將啟動(dòng)新建核反應(yīng)堆的計(jì)劃……我希望新建6座第二代歐洲壓水堆(EPR2)，并啟動(dòng)興建另外8座EPR2的研究。”
英國(guó)商業(yè)貿(mào)易部展臺(tái)上提供的資料顯示，世界上首個(gè)商用核電站就是在英國(guó)啟動(dòng)發(fā)電的。英國(guó)運(yùn)行過(guò)26座氣冷反應(yīng)堆、14座先進(jìn)氣冷反應(yīng)堆和1座壓水反應(yīng)堆。目前，所有26座氣冷堆都處于退役階段，8座先進(jìn)氣冷堆及1座壓水堆仍在運(yùn)營(yíng)。另有兩座壓水堆機(jī)組在建。英國(guó)制定了擴(kuò)大核能發(fā)電的計(jì)劃，要發(fā)展大型反應(yīng)堆、小型模塊化反應(yīng)堆、高溫氣冷堆以及核聚變工廠。
而有著豐富核電廠建造與運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)的俄羅斯核電企業(yè)也受到關(guān)注?！董h(huán)球時(shí)報(bào)》記者27日在核電展覽會(huì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，俄國(guó)家原子能集團(tuán)公司的展臺(tái)是人氣最旺的外國(guó)廠商展臺(tái)之一。有很多訪客向俄方工作人員咨詢問(wèn)題，俄方展臺(tái)上不少工作人員可以說(shuō)流利的中文。在展臺(tái)中央放置著4臺(tái)液晶屏，從中可以了解俄羅斯核能發(fā)展相關(guān)技術(shù)的進(jìn)展。在一個(gè)液晶屏上，記者看到介紹俄國(guó)家原子能集團(tuán)公司在工業(yè)鈾-石墨反應(yīng)堆退役方面經(jīng)驗(yàn)的內(nèi)容：全球約有250座鈾-石墨反應(yīng)堆，俄羅斯有超過(guò)30座。畫(huà)面中介紹了處理該類型反應(yīng)堆的策略選擇。
日本原子力產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)新井史朗在視頻演講中也介紹了“零碳目標(biāo)下的日本核能發(fā)展”的現(xiàn)狀與計(jì)劃。
各方都在研究哪些核能新技術(shù)
不少核電大國(guó)在掌握第三代核電技術(shù)之后，正在聚焦性能更優(yōu)、安全性更好、經(jīng)濟(jì)性更高的第四代反應(yīng)堆。
中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)專家委主任、中國(guó)工程院院士葉奇蓁27日發(fā)布《先進(jìn)核能技術(shù)發(fā)展年度報(bào)告(2022)》。報(bào)告稱，世界核電技術(shù)已基本完成由二代向三代核電的轉(zhuǎn)型升級(jí)，進(jìn)入第四代核電技術(shù)研發(fā)與部分堆型的工程示范驗(yàn)證階段。先進(jìn)的小型模塊化反應(yīng)堆、第四代核能系統(tǒng)以及熱核聚變堆已經(jīng)成為全球先進(jìn)核能技術(shù)研發(fā)焦點(diǎn)。報(bào)告第一部分重點(diǎn)引用IAEA的報(bào)告介紹全球小型堆開(kāi)發(fā)情況。現(xiàn)有的小型堆設(shè)計(jì)中，壓水堆技術(shù)仍占據(jù)主導(dǎo)地位。中國(guó)、美國(guó)、俄羅斯、阿根廷、韓國(guó)、英國(guó)等均提出了各自小型壓水堆設(shè)計(jì)方案，其中絕大部分處于設(shè)計(jì)或評(píng)審階段。中國(guó)ACP100、阿根廷CAREM等部分堆型已進(jìn)入建設(shè)階段。俄羅斯在海上浮動(dòng)堆領(lǐng)域處于領(lǐng)先水平。
下一代反應(yīng)堆技術(shù)獨(dú)特的安全性等優(yōu)勢(shì)在小型堆領(lǐng)域具備獨(dú)特應(yīng)用價(jià)值。中國(guó)在高溫氣冷、釷基熔鹽等小型堆領(lǐng)域，俄羅斯在液態(tài)金屬冷卻小型堆領(lǐng)域，美、加在微堆、熔鹽小型堆等領(lǐng)域開(kāi)發(fā)進(jìn)展處于前列。
報(bào)告第二部分重點(diǎn)對(duì)第四代核能系統(tǒng)國(guó)際論壇(GIF)框架下的先進(jìn)核能系統(tǒng)(特別是中方重點(diǎn)參與的5種先進(jìn)核能系統(tǒng))研發(fā)進(jìn)展進(jìn)行綜述。一是鈉冷快堆，該技術(shù)路線是目前運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)最豐富的先進(jìn)核能系統(tǒng)，俄羅斯在鈉冷快堆技術(shù)發(fā)展和建設(shè)投入上處于領(lǐng)先地位，同時(shí)中國(guó)、印度、法國(guó)、日本、美國(guó)、韓國(guó)等國(guó)也在鈉冷快堆方面制定了建設(shè)計(jì)劃。二是高溫和超高溫氣冷堆，由于其在核能制氫等綜合利用領(lǐng)域的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，成為全球各國(guó)積極布局的領(lǐng)域。中、美、俄、法、日都在進(jìn)行相關(guān)研究，南非、韓國(guó)、加拿大等多國(guó)在布局超高溫氣冷堆領(lǐng)域也取得了一定進(jìn)展。三是超臨界水堆，歐盟、加拿大、中國(guó)、俄羅斯、日本等的超臨界水堆目前處于概念設(shè)計(jì)階段，重點(diǎn)針對(duì)熱工水力與安全分析、材料與水化學(xué)等關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展相關(guān)研究。四是鉛冷快堆，在解決部分技術(shù)難題后，可作為大型商用電站、加速器驅(qū)動(dòng)的嬗變系統(tǒng)，以及微小型核動(dòng)力的優(yōu)選技術(shù)路線之一。中國(guó)、俄羅斯、歐盟、美國(guó)、日本、韓國(guó)等均在大力推動(dòng)鉛冷快堆關(guān)鍵技術(shù)研究和型號(hào)設(shè)計(jì)工作，俄羅斯在工程化推進(jìn)中處于領(lǐng)先地位。五是熔鹽堆技術(shù)、釷基熔鹽堆屬于熱中子增殖堆，能將釷轉(zhuǎn)化為可裂變的鈾-233。中國(guó)、美國(guó)、俄羅斯、英國(guó)、歐盟、丹麥都在進(jìn)行相關(guān)研究。
在27日的會(huì)議上，“國(guó)和一號(hào)”“華龍一號(hào)”、國(guó)家科技重大專項(xiàng)高溫氣冷堆、快堆技術(shù)的四大“掌門(mén)人”分別從各自研究領(lǐng)域談了對(duì)先進(jìn)核能技術(shù)創(chuàng)新與展望的觀點(diǎn)。
聚變能被業(yè)界認(rèn)為是解決人類能源問(wèn)題的終極方案。國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃宣傳部負(fù)責(zé)人拉班·科布倫茨在視頻發(fā)言中介紹了該計(jì)劃的最新進(jìn)展與展望。中國(guó)作為ITER計(jì)劃的積極參與者，也在積極推進(jìn)聚變堆研發(fā)與國(guó)際合作，“中國(guó)環(huán)流器2號(hào)”M裝置實(shí)現(xiàn)等離子體電流突破100萬(wàn)安培，為我國(guó)開(kāi)展堆芯級(jí)等離子體實(shí)驗(yàn)研究奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施主體工程建設(shè)也在順利推進(jìn)。
除了先進(jìn)核能技術(shù)，核安全也是中外專家高度關(guān)注的議題。法國(guó)專家介紹了法國(guó)核燃料循環(huán)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新。多名俄羅斯專家從俄方先進(jìn)核能技術(shù)開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀、提升核電廠運(yùn)行的創(chuàng)新燃料等方面進(jìn)行了介紹。多名中方專家從我國(guó)核退役治理科技發(fā)展現(xiàn)狀等角度進(jìn)行了演講。國(guó)家核安全局、國(guó)家能源局、國(guó)家原子能機(jī)構(gòu)的多位高級(jí)官員和專家也介紹了中國(guó)從多個(gè)維度加強(qiáng)核安保能力建設(shè)的積極舉措。
