首座快中子反应堆临界 核电竞争格局生变

　　中国第一座快中子反应堆——中国实验快堆（CEFR,以下简称“快堆”）日前实现了首次临界。由此,中国成为世界上第八个拥有快堆技术的国家。

　　“这肯定是里程碑式的突破。”一位核电系统工程师告诉记者,“快堆终将成为世界核能的主流,此次实验快堆的成功临界意味着我国实现了快堆技术的''从无到有’的突破,而且这是真正意义上由中国人弄出来的。”他表示,如果快堆技术能真正被掌握并推广应用,有望实质性地解决我国的能源问题。

　　贫铀现状“紧逼”

　　此次成功实现临界的快堆,早在1995年便已立项。与我国传统的压水堆（即目前国内核电站的主流）不同,快堆在运行过程中可以不断地产生新的燃料,使得其核燃料“越烧越多”。而这也是我国推动快堆建设的根本动力。

　　核电是一种容量大、低排放的高端清洁能源,在全球节能减排的大趋势下,核电的发展也是各国的重要战略方向。而与其他清洁能源相比,核电具有成本较低的优势。

　　数据显示,目前我国正在运营的六座核电站上网电价在0.39元至0.46元之间,已经低于当地火电价格。明显的成本优势和接近零排放的清洁性,使得核电成为我国能源结构调整中极为重要的一环。国家也明确表示,要在未来加大核电方面投入,到2020年把我国核电占电力总装机容量的比例从目前的1%左右提升至5%。

　　数据显示,目前全球的铀矿探明储量达470万吨,可供人类使用约65年,但我国铀矿储量仅有10万吨左右,占全球比例约2%,属贫铀国。这意味着,随着我国核电建设的推进,未来铀矿需求将明显增加。如果缺乏充足的铀矿资源支撑,难免不会再现在原油、铁矿石资源上受制于国际矿商的窘境。

　　在此背景下,除去加大对铀矿的勘探开发力度之外,推进无燃料匮乏之虞的快堆发展从根本上解决了资源问题。资料显示,压水堆使用的核燃料主要为天然铀中占比仅有0.714%的铀-235,而快堆使用的主要则是占天然铀99%以上的铀-238,并且运行过程中还将不断产生新的核燃料。

　　“虽然现在看来快堆的初期投资比较大,建设周期也比较长,但在国家层面来考虑,快堆从解决能源匮乏和燃料可再生的问题上都是有必要发展下去的,这也是全球核能发展的主流。”该工程师告诉记者,“现在核能发展得最快的法国,其核电占比已经达到76%,拥有成熟的快堆技术。”

　　核电“大跃进”

　　此次快堆的成功临界,是我国核能研究和应用的一个重大突破。这意味着,我国离普遍推广应用快堆又迈出了一大步。

　　“和已经在国内成功应用了数十年的压水堆不同,对于快堆,从设计到制造再到运营,我国都是''零经验’。领导一直在关注这个实验快堆的进展,就是不知道能不能成功临界。”上述工程师透露道,“现在实验快堆成功临界,那么示范性质的商业用快堆也有希望建起来。而一旦建起来一个成功的商业用快堆,那么之后就是不断地复制而已,从一个到十个,甚至到一百个,都没有问题。”

　　据了解,管理层目前的计划是在2050年实现100座商业用快堆的建设,足见其推广之决心。

　　而该工程师同时向记者表示,实验用快堆和商业用快堆还有不少区别。如目前实验快堆在运行中如果出现问题,可以随时“叫停”进行检测维修,但一旦商业化则没有这样的空间,因为对于一个发电站而言,“停产一天都将带来数百万以上的损失”。

　　因此,目前国内这个唯一的快堆在成功临界之后,还要进行并网发电,目的就是在实际运行中发现问题、累积经验。据悉,在这个快堆顺利并网发电后,示范性商业快堆的建设就将加快进程,时间大约在2011年。而在首个示范性商业快堆稳定运行一年左右之后,其他商业快堆便可完全照搬其技术进行大规模建设。、

　“三巨头”的竞争

　　此次宣布成功临界的我国第一座快堆,是由中核集团旗下中国原子能科学研究院自主研发的。中核集团也由此成为国内三大核电集团中唯一一个拥有快堆技术的集团。在未来核电这块“大蛋糕”中,中核集团无疑占据了先机。

　　今年初,中核集团便已宣布,计划在福建启动三明核电工程,而且采用的将是快堆技术。随着未来快堆技术的逐渐推广,作为快堆技术唯一拥有者的中核集团自然也将享有更多的市场份额。

　　只是实际情况也许会更加复杂。上述工程师向记者表示,虽然中核集团在快堆方面已经“抢占先机”,但目前快堆仍然是由国家控制和推动,一切都取决于国家政策。而中广核和中电投同样对此有着“强烈兴趣”。未来管理层将如何平衡三大集团之间的利益关系,目前尚不得而知。

　　“之前中广核已经表示过要把整个快堆买下来,包括里面所有的人员和技术。但是中核集团肯定不愿意。”其称道,“只是中广核拥有强大的资金实力,它完全可以花几百个亿从国外直接买下整个完整的快堆,自己只管运行。但这样学不到东西,国家也不会鼓励。而且根据国家的规定运行还是不能让外国人来弄。最后终归是要由国内的技术人员进行操作。”

　　“可以肯定的是,目前这个快堆里面的这几百号人以后都会身价百倍。”他笑着告诉记者,“因为这是国内第一批具有快堆经验的技术人员,所有的数据、经验都在他们这儿。以后任何一个新建的快堆都会抢着要（他们）。”

　　各种清洁能源的优劣比较

　　项目 碳排放量 能源转换效率（% ） 上网电价（元/度）

　　燃煤发电 966-1306 60-70 0.45-0.5

　　天然气 439-688 40-70 ——

　　太阳能 100-280 22-32 1 元以上

　　水电 4-236 40-70 0.25

　　风能 10-48 25-45 0.6-0.7

　　核电 9-21 大于 90 0.39-0.46

　　数据来源:万联证券

　　何谓快堆

　　“快堆”是快中子反应堆的简称。快堆与秦山核电站、大亚湾核电站用的压水堆一样都是核裂变反应堆。在这种反应堆中为了保持引起裂变链式反应的中子主要是快中子,裂变出来的新的中子不能受到过分的慢化。快堆要用金属钠做冷却剂,将核裂变热能载带出来,最终将水加热成饱和蒸汽,继而成过热蒸汽,像火电站一样推动汽轮发电机发电。

　　在这种堆中,每消耗1公斤易裂变燃料可以产出多于1公斤甚至高达1.5公斤以上的新的易裂变燃料。所以快堆可以做到燃料越烧越多,实现了增殖。因此快堆又称快中子增殖反应堆。

　　从效果看,快堆运行中真正消耗的不是开始放进去的易裂变燃料,而是占天然铀99%以上的铀-238。所以在发展压水堆的基础上再发展快堆,考虑钚的再循环和损耗,可将铀资源的利用率提高到60%-70％。由于利用率的提高,更贫的铀矿有了开采的价值,就世界范围讲可采铀资源将增加千倍。