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日前,第三届核安全峰会在荷兰海牙举行,峰会主题是,如何加强核设施和核材料的保护,防止出现核事故。迄今,核裂变能一直存在三大问题:能否安全运转;原料能否保障供应;核废料如何安全储存。目前,几个大国在加强国际合作的同时都在积极研究从核裂变迈向核聚变。如果受控核聚变得以实现,人类将获得安全、清洁、廉价和取之不竭的能源,从而在保护生态环境的情况下实现经济社会可持续发展。
核能(电)今昔
据世界核能协会(WNA)统计,截至2012年11月,全球共有30个国家运行着436台核电机组,总装机容量为3.74亿千瓦;13个国家正在建设62台核电机组,总装机容量为6300万千瓦;27个国家计划建设167台核电机组,总装机容量为1.82亿千瓦。2012年全球核电铀需求量为67990吨。
国际原子能机构2013年7月15日发表报告指出,2012年核电国家在加强核安全方面取得显著进展,但437座运行中的核反应堆机组中,有162座使用已超过30年,有22座使用超过40年。因此,核电站老化问题是有关国家面临的挑战。核能是原子核结构发生变化时放出的能量,在实用上指重元素的原子核发生分裂反应(又称裂变)时和轻元素的原子核发生聚合反应(又称聚变)时所放出的巨大能量。因此,核能分别称裂变能和聚变能。
核电站是利用原子核裂变反应放出的核能发电的装置。其核心是核反应堆,它是一个能维持和控制核裂变反应的装置,在这里实现核能——热能转换。
20世纪60年代,美国曾积极发展核能(电)业。1973年3月,美国三里岛压水堆核电站因操作失误等原因,发生堆芯熔毁严重事故,使美国核电业发展受到重创,美国核能(电)业陷入停滞。目前,美国有104座核反应堆,其中69座为压水反应堆,35座为轻水反应堆。奥巴马担任美国总统以来,一再强调美国将继续发展核能(电)业。2012年5月,美国核管理委员会批准南方电力公司两台AP1000核电机组的建设和运行许可证,装机容量均为110万千瓦,分别于2016年和2017年投入运行。这是30年来美国第一次建设新的核电站。
20世纪70年代后,石油价格上涨推动了核能(电)业发展,目前世界商业运行的核电机组大多数在此期间建成,称为第二代核电机组。俄罗斯是世界核能大国之一,拥有丰富的铀矿储量,掌握了从铀矿开采到发展核电整体技术。目前,俄罗斯国内运营核电机组32台,有500多家企业和机构、19万人员从事核能研发工作。2012年9月,俄罗斯国家原子能公司副总裁表示,俄罗斯计划将于2030年前再建38个核电机组。
为保证核电站安全运行,20世纪90年代,美国和欧洲先后出台了URD文件和EUR文件,明确了提高安全可靠性和防范严重事故的要求。国际上通常把满足这两个文件的核电机组称为第三代核电机组。2000年1月,在美国能源部倡议下,美、英、日等十个有意发展核能利用的国家,联合组成“第四代国际核能论坛”,并于2001年7月签署合约,约定共同合作研发第四代核能系统。第四代核能利用系统,指安全性和经济性都更加优越,废物量极少,无需厂外应急,并具有防核扩散能力的核能利用系统,其商用化估计到2030年前后实现。
“弃核”还是“兴核”
世界核电产业发展很不平衡。据世界核能协会统计,截止2009年2月,全球运营的核反应堆共436座,核电装机总容量达371927MWe,约相当于全球电力装机总容量的8%。北美、欧洲和东亚的核能发电量占世界核能总发电量的98%。在拥有核反应堆的31个国家和地区中,美国、法国、日本三个国家的核能发电量、在役核反应堆数和装机容量分别占全球的58%、50%和57%。
进入21世纪以来,一些国家掀起核电站建设新热潮。2009年11月英国公布核能扩建计划,提出兴建10座核电站。日本经济产业省2010年3月19日公布的“能源基本计划”草案中心内容包括将核能发电作为“低碳电力资源的核心”,计划在2030年前至少新建14座核电站。韩国提出在2015年前,除在建的4台核电机组外,再建8座核电站,将核电占比提升至45%。
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