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    1 中國核電工業可持續發展的必要性

    1 .1 國家能源安全和環境安全對核電的強勁需求

    按2020年我國GDP翻兩番的經濟發展目標估計，我國能源總需求將從目前的14億tce增長到2020年的30億tce，我國發電裝機容量需要從現在的400GWe提高到2020年的960GWe左右，需要新增加560GWe。

    我國能源供應面臨三大挑戰，第一，能源供需矛盾極為尖銳；第二，能源發展需求與我國能源資源儲量的人均擁有量不足之間的矛盾；第三，以煤炭為主的能源結構不合理，大量燃煤造成嚴重環境污染，還產生嚴重的溫室氣體問題。為應對上述挑戰，我國必須采取積極措施，逐步改變目前不合理的能源結構。

    我國目前的電力供應中煤電占74％，水電占24％，核電僅占1．6％。通過大力發展水電、加快發展核電、積極發展非水可再生能源(尤其是風能)等舉措，可以逐步降低化石燃料的份額，逐步改善能源結構。考慮到我國能源結構的歷史與現實狀況，2020年之前我國能源供應仍將無法擺脫以煤炭為主的格局，即在新增加560GWe中將有一半以上仍依賴于煤電，2020年水電裝機容量即使新增160GWe左右，電力需求仍存在較大缺口，這個缺口將主要由核電來填補，即2020年我國核電裝機容量應達到4000萬kW左右(屆時約占全國總裝機容量的4％)。這需要在今后10年期間新開工建設30臺左右的百萬級核電機組，要求從現在起每年要開工建設2-3臺百萬千瓦級的核電站，任務非常艱巨。

    考慮到國家安全、能源安全、環境安全等問題，考慮到2020年以后石油和天然氣將更多地依賴國際市場，燃煤發電對環境的壓力將更大，水能的開發也將無太多余地，因此，作為可大規模發展的替代能源，核能肯定將會有一個更大規模的發展，它在我國能源發展中的重要地位是毋庸置疑的。據專家估計，到本世紀中葉，如果我國核能發電比例要達到現在的世界平均水平(16％)，總裝機容量將為15000-24000萬kW。偌大的核電市場需求是我國核能工業生存和發展的依據，同時也對我國核能工業的全面、協調、可持續發展提出了更高的要求。

    1．2 先進核能技術必須與燃料循環技術協調發展

    任何能源工業都必須以相應的燃料工業為基礎。把核電技術和核燃料循環技術作為一個系統工程進行部署，是世界核電工業發展歷史所證明了的，也是當今國際先進核能技術研究開發的一個顯著特點。國際原子能機構的“先進核反應堆和燃料循環國際項目(INPRO)”的最主要結論之一是：核燃料循環(自鈾資源開采，燃料生產，電力生產，直至廢物處理處置)是推進核能發展的一個核心問題。第一，對發展中國家而言，一方面，對核電需求很強烈，而另一方面，相關的基礎結構很薄弱；第二，核擴散和核廢物處置更是公眾關注的焦點。“第四代核能國際論壇(GIF)”確定的開發目標是：良好的經濟性、更高的安全性、核燃料資源的持久性、核廢物最少化和可靠的防擴散性。這些都表明，必須與先進核燃料循環技術配套協調發展，核能發展才可維持經久不衰的生命力。

    結合我國已有的技術基礎和潛在用戶的意向，大型先進壓水堆是適應2020年、乃至2030年前我國核電市場規模發展最為現實的主導產品。在“中外合作、引進技術”的基礎上，及早形成自主的產業平臺，具有重大的經濟和社會意義；同時，也只有掌握配套的先進核燃料循環技術，在技術水平和經濟指標方面與國際接軌，具有較好的競爭力，才可以在新的水平上滿足“十一五”開始的核電規模發展對核燃料的需求。

    結合我國鈾資源實際狀況，快堆作為先進壓水堆的后續發展堆型，并適時進入商業應用，是符合我國工業基礎和核燃料循環基礎的一種最佳的選擇。這有利于實施閉合燃料循環、提高核燃料的利用率和減少核廢物的產生量。發展快堆，是維持我國核能可持續發展的必然選擇，也符合國際發展的趨勢。“第四代核能國際論壇”上，經國際專家評估所選擇的六種有發展前景的堆型中，就有三種是快中子堆，足見為保持核能可持續發展的后勁，普遍對快堆技術寄于厚望。應該說，核能專家在半個世紀前就充分認識了實施循環經濟對核電工業發展的重要性，因為壓水堆和快堆匹配，并實現鈾一钚封閉循環，可將鈾資源的利用率從單單發展壓水堆的1％左右提高到60％-70％，可使同樣的鈾資源儲量可提供多達60-70倍的核電裝機容量的燃料需求。另外，隨著核電裝機容量的增長，次錒系核素(MA)和長壽命裂變產物(LLFP)的積累是對環境的潛在威脅。快堆可用以嬗變長壽命放射性廢物，可大大減少放射性廢物的最終處置量。

    綜上所述，先進核能技術與核燃料循環技術的協調、配套發展，必須作為一個完整的系統工程統籌安排，只有這樣，才能適應我國能源發展對核電的強勁需求，才能更好地符合國民經濟可持續發展提出的循環經濟的要求。這是推進我國核電工業趕上國際先進水平、保證可持續發展必須遵循的一個戰略方針。

    2 核電工業可持續發展的可能性

    2．1 良好的運行業績

    我國正在運行核電廠的概況，見表1。

    目前，我國核發電量占中國大陸總發電量的2．3％，浙江、廣東兩省的核電比例已經達到l 3％，接近世界平均水平16％。我國所有核電站的運行業績良好，部分運行指標已達到國際先進水平。第一座自主建設的秦山一期核電站已經安全運行13年。秦山二期核電站全面建成投產，實現了我國自主建設商用核電站的重大跨越，比投資1330美元／kW，國產化率55％，經受住了初步運行考驗。秦山三期重水堆核電站提前建成投產，創造了國際同類型核電站建設的多項紀錄。大亞灣核電站保持10年安全穩定運行：嶺澳核電站也已經全面建成投產，并在國際同類電站運行業績評比中名列前茅。

    2．2 必要的工業基礎

    我國發展核電工業已有近20年的歷史，通過已建和在建核電項目的實施及關鍵技術的研究，我國在核電技術開發、工程設計、設備制造、工程建設、項目管理、核電站運行維修等方面已經具有較好的基礎和較強的實力，掌握了主要的成熟的核電設計技術。已經具備30萬kW核電站的成套出口能力和60萬kW核電站的自主設計建設能力，已經基本具備以我為主、中外合作建設大型壓水堆核電站的設計能力，部分設備的制造能力，以及自主建設和運行管理能力，也已具備基本配套的研究開發能力(包括計算機軟件、試驗設施和人才資源)。早在2000年，我們中核集團就完成了CNP1000的方案設計，并已作為大型先進壓水堆的范例之一，列入國際原子能機構正式出版的“先進水冷堆發展現狀”文集。此后，又利用核電新項目尚未開工的若干年問隙，進一步拓展了CNP系列設計的深度和廣度，以更好地適應用戶的需求。目前國家核安全當局正在對CNP1000設計進行預審評。預計2007年可以開工首臺機組。CNP系列的設計與國際上正在運行的壓水堆核電站技術水平相當，屬于改進的“第二代”核電站，可以說，核電發展歷史上10000多堆年的良好運行記錄就是它們創造的。考慮到國內核電市場的緊迫需求，我們還應不失時機地建設一批改進型的“第二代”大型壓水堆核電站。當然與發達國家相比，我們在核電設計和制造水平方面還存在一定差距。

    2．3 有利的發展機遇

    我們正在充分利用改革開放的機遇，積極開拓國際合作新局面，盡快縮短與世界水平的差距，爭取及早實現跨越式發展。通過國際合作，引進技術，我們可以把大型先進(符合國際上第三代技術水平)壓水堆核電技術的自主化和產業化的起點構筑在新的更高的平臺基礎上，并盡快具備自主設計、自主制造、自主建設、自主運行大型先進壓水堆核電站的能力，逐步形成具有自主知識產權的核電品牌。我們一不能等，二不能靠，在國際合作遇到不可接受的風險時，也有充分的信心，堅持開發創新，在2020年以前具備批量建設符合國際上第三代技術要求的核電站。按照這一思路編制申報的國家重大科技工程專項，已經取得了各方面的理解和支持，有希望列入國家中長期科技發展規劃，獲得國家財政的充分支持。

    我國壓水堆核燃料組件技術已具有較好的配套能力，但隨著核電事業的進一步發展，我國核燃料技術的差距越來越明顯。在已有的技術基礎上，瞄準影響核燃料產品技術性能和經濟性的主要環節，通過科研攻關和適度技術改造，重點突破關鍵技術(如先進鈾資源勘查／采冶、鈾同位素分離、高性能燃料組件和乏燃料后處理技術等)，使國產的核燃料產品對國外產品有競爭力，對國內用戶有吸引力。并且根據我國快堆技術的發展進程及時掌握先進的燃料循環技術(包括：MOX燃料元件制造、先進的后處理和放射性廢物處理處置技術等)。我們完全可以在實現大型先進壓水堆批量化建設的同時，逐步形成國產化先進高性能燃料組件的供貨能力，及早實現封閉燃料循環，為快堆的發展、并為最終實施鈾一钚閉合循環奠定技術基礎。

    我國的實驗快堆正在加緊建設，預期“十一五”可建成并投入運行，這將為快堆技術的進一步發展提供技術和人才基礎，并可利用有利的國際合作機遇(包括快堆工程技術和相關的核燃料循環技術)，加快大型快堆技術的開發步伐，爭取實現跨越式發展。力爭2020年左右建成中等規模的原型快堆電站，并具備相應的閉合燃料循環支持能力。希望在2035年左右能建設具有國際上第四代核電技術特點的商用核電站，2040年后批量建設。

    綜上所述，以壓水堆為主的熱堆核電站是我國近中期核電的主導產業，在改進型的“第二代”大型壓水堆核電站產業化發展的同時，抓住有利的國際合作機遇。通過引進技術、消化吸收、自主創新，2015年以后掌握“第三代”大型先進壓水堆核電技術，逐步成為我國核電規模化、批量化、標準化發展的主力機型，其發展的生命力可延續至2030年，乃至2040年。

    快堆作為先進壓水堆的后續發展堆型，在203 5年前后進入商業應用是適宜的。為此，計劃在2020年左右建成原型快堆，使快堆核能系統在2040年以后得以批量發展，并在2050年以后逐步成為我國核能主力。相應的核燃料閉合循環系統(包括高放廢物處理處置)也必須同步協調發展。

    我們認為，只有這樣的部署，我國的核電工業才能符合全面、協調的科學發展觀的要求，不僅可以適時趕上國際先進水平，而且將具備可持續發展的充足的后勁。

信息來源：中國科技信息