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目前,我国已建核电站中,大多采用的是压水堆技术,通过核裂变产生能量最终用于发电。然而核燃料的短缺,让我们不得不考虑核电工业的可持续发展问题。
上海市核电办业务一处处长夏春申表示,目前,在核电站中广泛应用的压水堆,对天然铀资源的利用率只有约1%。根据目前全球的铀矿探明储量470万吨,按照现有压水堆使用模式及数量计算,仅可供人类使用约65年。
而我国探明铀矿储量仅有10万吨左右,占全球比例约2%,属贫铀国。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,难免会再现在原油、铁矿石资源上受制于国际矿商的窘境。
中投顾问能源行业研究员周修杰表示,我国实验快堆技术取得的突破,将有效缓解我国核电产业快速发展中铀资源短缺的矛盾。
据悉,快堆的主要优点在于能够提高铀资源利用率,其铀资源的理论利用率可达100%,即使扣除损耗,其利用率至少也可达到60%。
快堆技术之所以能够大幅度提高天然铀的使用率,主要原因在于快堆状态下,核废料能够作为燃料重新使用。“现在使用的二代压水堆技术,只是利用了整个产业链的上游环节,快堆则把整个产业链闭合了起来,形成了循环经济,这样就使得经济更加优化,环境更加友好。”专家表示。
减少核废料
尽管核能是一种清洁能源,但核废料的处理却是一个令全球头疼的问题。中国实验快堆总工程师徐銤介绍说,压水堆产生出来的核废料不仅量大,而且放射性强,如果直接进行地质处置,耗资极其惊人。而快堆技术的应用不仅可以提高铀资源利用率,还可以大幅减少核废料产出量。
“相比压水堆,快堆产生的核废料非常少,废料的一部分作为燃料被再次燃烧掉了,而且也大大降低了其辐射性。压水堆产生的废料,经过200-300年就能够达到与天然铀一样的放射水平,对其加以储存就不会对人类产生危害。”徐銤说。快堆技术既能节约燃料,又可以减少污染,可以说一举两得。
对于该技术商用时间表,市场咨询机构和业内专家给出了自己的时间表。
中投顾问发布的《2010-2015年中国核电行业投资分析及前景预测报告》显示,我国快堆技术的发展虽然取得了初步成就,但实现商业化应用还有很长一段路要走,需要经历实验快堆、示范快堆、大型商用快堆三个发展阶段,而目前我们尚处于实验快堆阶段。
徐銤预计,到2030年,快堆技术在我国才能实现商业化运用。而在2030年之前的20年间,还有非常艰辛的工作等着他和他的同事们。“这20年间,需要加大科研力量,至少增加3倍以上的技术人员,要达到工业规模的快堆运行,保证未来的快堆能够达到第四代核电发展水平,还需要研究设备系统的可靠性,以及加强对材料、工艺方面的研究等。”徐銤表示。
中国成立快堆产业化技术创新战略联盟
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