能源紧张 “核”以解忧

 
　　作为一种利用高科技手段获取的新型能源，核能是放射性同位素铀裂变后爆发出的巨大能量。用它来发电，效率高且不污染环境。目前，我国核电运行机组装机容量为８７０万千瓦，约占发电总装机容量的１．５９％。核电厂累计发电量为４５１亿度，约占全国总发电量的２．３％。在我国电力紧张日益凸显的情况下，核发电量占总发电量比例仍然偏低。为此，十六届五中全会通过的“十一五”规划建议中，明确指出要积极发展核电。我国２０２０年前能源发展规划也明确提出，核电装机容量将增加到３６００万—４０００万千瓦，使核电在全国电力装机总量中的比例达到４％。也就是说，在“十一五”期间乃至今后的１５年间，每年至少要批准建设一座大亚湾规模的核电站。

　　１．核电：化石能源替代品

　　２０世纪后的工业化时代，能源和人类生存有着密切关系。但长期以来，人类依赖的都是煤炭、石油、天然气等“化石能源”。化石能源是不可再生能源，用一点儿就少一点儿。据２００４年世界能源统计年鉴的最新数据显示，世界石油总储量为１．１５万亿桶，仅能够生产４１年；全球煤炭埋藏量１０３１６亿吨，仅够开采２３１年。能源危机制约了经济发展速度，引发了社会与国际关系的动荡。从１９９４年开始，国际市场石油价格不断上涨，截至２００５年８月国际油价突破每桶７０美元。我国从２００４年１１月到２００５年８月，已连续五次调整汽柴油价格。同时，电力紧缺在我国尤为明显，目前全国最大电力缺口达到２５００万千瓦。化石能源不仅储量有限，在生产过程中污染环境，而且由于我国化石能源分布极不平衡，燃料运输耗费大量成本。对进口化石能源依赖性过高，也给国家能源供应安全增加了风险。为了实现可持续发展，我们迫切需要新的替代能源。

　　那么，可不可以用太阳能、水能、风能、生物能等作为新的替代能源呢？这些能源都很重要，应高度重视开发，但它们都有其自身局限性。如，太阳能的能流密度太低，随昼夜、晴雨、季节变化很大，难以成为大规模的工业能源，只能满足家庭以及一些特殊需要；水能资源有限，水能增长的速度跟不上能耗增长速度，并且对生态、生物链的影响难以估量；风能资源的能流密度也很低，而且时大时小，时有时无，目前我国风能装机容量约占总发电装机容量的万分之一，主要满足山区、牧区需要；其他如地热能、潮汐能，因各自的局限性很大，在未来能源开发中的作用也很小；生物能虽然是一种可以大规模使用的可再生能源，但它的再生速度赶不上能源增长的需要。总之，以上列举的多种能源，只能是未来能源的补充。只有核能，才是一种可以大规模使用的、达到工业应用标准的能源。

　　２．核电：既安全，又清洁

　　说起核电，人们要问，核电站会不会像原子弹那样发生爆炸？我可以肯定地说，绝对不会！原因有三：一是原子弹所用裂变物质（铀—２３５或钚—２３９）的浓度高达９３％，而核电站所用的核原料中含浓缩铀的成分仅占３％，好比白酒可以燃烧而啤酒不可以燃烧；二是原子弹装有引爆系统，核电站当然没有这样的装置；三是核电站有安全控制装置。有了这三点，核电站绝对不会发生原子弹那样的爆炸。还有人担心再出前苏联切尔诺贝利核电站那样的事故。我认为，也不会。那次事故主要是两个原因造成的：一是运行人员在试验停电时，严重违反操作规程，致使安全系统不能启动；二是反应堆（压力管式石墨慢化沸水堆）安全设计上存在严重缺陷。而且，前苏联最高领导人在事故１９天后才宣布“严重情况已经过去”，令电站周边人群既感到恐惧又对政府产生不满。此后，世界各地核电站都采取了一系列安全措施，我国更不例外。首先，考虑到人为错误操作的可能性，核电站的设计是以保证在各种可能的错误操作情况下也不发生事故为前提的。其次，设置了多重安全设施，防止同种原理的不同系统由于相同原理同时失效。最后，核电站不仅有一系列措施防止事故发生，更有一系列专设安全设置，一旦事故发生，便能即刻制止事故继续发展。

　　核能不仅是安全的，而且还是清洁的。化石能源在生产过程中产生二氧化硫、二氧化碳、碳粉、重金属物质等污染物，排放大量的“温室气体”。世界各国科学家曾对百万吨级的煤电与核电站每年向大气排放的有害物质做过比较：煤电排放二氧化碳约为７００吨、二氧化硫约为６万吨、氮氧化物约为９万吨、火渣及飞灰约为８０万吨；而在核电生产过程中，以上物质皆为零排放。还有人担心核电具有放射性，但放射性不是核电所独有的。国内外的研究表明，煤渣及粉尘中含有铀、钍、镭、氡的天然放射性同位素，煤电所产生的放射性比核电要大１００多倍，而且人类难以控制；核电的核燃料少且集中，加上生产核电的技术先进，人类已完全控制了放射性物质对环境的污染。

　　３．核电：更经济，更持久

　　以往人们一提核电，就会考虑它昂贵的造价。但是，随着我国近年来资源的减少和运输压力的剧增，核电的经济性会逐渐显现出来。根据德、法、英、日等八国数据，核燃料费只及煤的１／３。在核电站中，核燃料费只占发电成本的２７％，而煤却占煤电成本的６０％。火电厂由于煤的吞吐量大，运行维修费也比相同规模的核电厂高。因此，尽管核电站基建费比相同规模火电厂高５８％，但核电成本却比煤电要低。

　　我国目前核电成本还将高于煤电。这主要有两个原因：第一，国产核电站每千瓦的基建投资是煤电的两倍，引进的核电站投资更高。随着环保部门对煤电厂环保要求的提高以及核电技术的成熟和成批建造，今后的核电站和煤电厂基建成本差别将会逐步缩小。第二，由于国内核电站少，核燃料生产未形成规模，我国国产核燃料价格高于国际市场价，而煤价却只有国际市场均价的１／３到１／２。随着核电的发展，核燃料需求的增多，核燃料和煤的价格都会向国际市场价格靠拢。可以说，核电成本高于煤电成本的现象只是暂时的，国外在核电发展初期也同样经历过这一阶段。

　　从理论上说，一公斤的铀全部裂变所释放出的裂变能，大约相当于２５００吨煤或２０００吨的石油燃烧时所释放出的能量，一座百万千瓦的核电站仅需要３吨的装堆燃料。核能利用的更高层次——聚变，虽然目前理论和实际应用之间还有较大距离，但是其前景更为科研人员所看好。核聚变的材料氚以重水形式存在于海水之中。１升海水中的氚通过核聚变释放出的能量相当于３００升汽油燃烧释放出的能量。全世界海水中所含的氚通过核聚变释放出的能量，可供人类在很高的消费水平下使用５０亿年。

　　由此可见，核电是安全、清洁、经济、持久的能源。作为核动力科学工作者，我们要本着“确保不污染国土，不危害人民”的设计总原则，不断总结经验，吸取教训，把核电技术推向更为成熟的核安全阶段。

　　４．坚持自主创新，发展民族核电

　　纵观世界核电国家，都在积极发展本国的民族核电。因为只有实现国产化，使成本大大降低，核电才能够大规模发展；只有实现国产化，实现核电设备的标准化和系列化，才能有利于积累经验，缩短建设周期，方便检修；只有实现国产化，使我国技术人员对核电站技术有全面深入的了解，才能有利于人才培养，为今后核电技术的提高打下基础；只有实现国产化，才能带动整个民族工业技术水平的提高。

　　４０年来，为实现发展我国民族核电的目标，中国核动力研究设计院的科技工作者曾创造了四个“中国第一”：第一座压水型反应堆；第一座高通量工程试验堆；第一座脉冲反应堆；第一座商用核电站（秦山二期工程）反应堆及主冷却剂系统。“十五”期间，我们先后完成了新型核动力研究、秦山二期６０万千瓦核电站设计验证等重大科研试验项目４０多项。目前，我们已经具备了百万千瓦级核电站工程试验和工程验证能力，形成了我国自主发展核电的重要开发能力。

　　现在，我们和全国核工业战线上广大职工一道，正在认真学习贯彻党的十六届五中全会精神，努力提高自主创新能力，根据建设资源节约型、环境友好型社会的要求，在新的起点上全力打造一个设施完善、功能齐备、技术先进、世界一流的核动力研发基地。按照当今世界最先进的数字化核动力研发基地建设标准，该基地将集核动力基础技术及应用技术研究、核动力装置设计试验及工程验证、关键设备研制为一体，从而成为我国规模最大的反应堆群——“中国的堆谷”。今后，我国民族核电还要向更高层次的快中子增殖堆、高温气冷堆和聚变堆发展。核电的发展必将为推动我国经济产业结构优化升级、促进我国区域协调发展做出新的更大的贡献。

　　（作者：中国核动力研究设计院院长）