如何积极安全有序发展核电-undefined

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我国核能工业水平目前在全球处于总体领先地位，工程建设经验和人才资源丰富。现有的压水堆核电站运营安全纪录也居于世界领先地位。

岁末年初，国内外核能领域的消息不断。

2023年12月1日，在阿联酋召开的第28届联合国气候变化大会（COP28）上，国际原子能机构联合40余个成员国共同发表《净零需要核能》声明。

目前全球共有412个反应堆在运行，总装机容量达3.7亿千瓦，为全球提供10%的电力供应。我国提出碳达峰碳中和目标以来，核电发展受到决策层的关注和支持。基于“积极安全有序发展核电”思路，综合多方智库提出的能源规划方案显示，到2060年我国核电应有4亿千瓦投入运行、发电量占比将达到20%左右。

装机：内陆与沿海同样安全

2023年12月29日，国务院常务会议决定核准广东太平岭、浙江金七门核电项目共计4台机组。两个项目均采用“华龙一号”技术。考虑到2023年7月31日，山东石岛湾、福建宁德、辽宁徐大堡三个核电项目共计6台机组获批，2023年共有10台核电机组获得核准，与2022年持平。面对每年新批8～10台机组的节奏，核电行业需要努力抓紧做好新机组的前期工作，才能推动核电事业又好又快发展。

我国是核能利用大国，大陆地区现有在运核电机组55台、核准及在建核电机组32台，其中在建机组数量规模位居世界第一，目前都分布在沿海地区。按照目前的选址条件和规范，在沿海地区的厂址建设百万千瓦级的核电站，极限总规模约为2亿千瓦，只占完成碳中和目标必需的核电装机容量的一半，另外的2亿千瓦装机建在哪里？

综合研判，内陆地区的可能性很大。根据国网能源研究院的分析，华中电网所在区域亟需尽快部署核电机组承担基本负荷的保障，以保障华中地区电力供应和电网安全的需求。华中电网覆盖的河南、湖北、湖南和江西，也是之前核工业重点耕耘的地区，基础条件好，相关核电厂址已经就绪，前期工作也开展了许多，宜尽早批复开工建设。从安全角度看，内陆核电和沿海核电有着同样高的安全标准，法国和美国的核电站有一半以上在内陆，而我国压水堆核电站的安全运行纪录以及安全生产管理水平国际领先，值得放心。“十五五”期间宜加快内陆核电建设。

高温气冷堆：结合技术特点开拓新应用

2023年12月6日，国家重大科技专项标志性成果、全球首座第四代核电站——华能石岛湾高温气冷堆核电站通过168小时连续运行考验，正式投入商业运行，标志着我国在第四代核电技术研发和应用领域达到世界领先水平。

高温气冷堆是国际公认的第四代核电技术先进堆型，是核电发展的重要方向，具有“固有安全性”，即在丧失所有冷却能力的情况下，不采取任何干预措施，反应堆都能保持安全状态，不会出现堆芯熔毁和放射性物质外泄。从技术原理分析，石岛湾高温气冷堆采用流动床设计，燃料球从上面落入堆芯，再经过气动管道回到上面，并不是每个球都有均等机会流动，反应性分布很难精准计算，反应性控制难度较大。因此，其安全运行尚需要更长时间稳定运行的考验，相关技术难题也需要进一步研究论证，在后续推广之前通过试验和工程验证优化设计、加以改进。

从出力角度分析，设计的双堆20万千瓦电功率输出稳定在15万千瓦左右的水平。拟推广的60万千瓦高温气冷堆电站基于规模效应考虑较多。从市场角度分析，未来可以考虑“一带一”思路，即一个高温气冷反应堆驱动一个12.5万千瓦发电系统，定位于偏远地区或孤立的热电联供应用场景，如化工园区、冶金园区、海岛、边疆等，而不是在内陆大电网中与大型压水堆比拼发电能力。

钍基熔盐堆：值得工业界关注的新体系

钍基熔盐堆是第四代核电的一种。在四代堆的6种堆型中，熔盐堆是唯一的液态燃料反应堆，因此不存在堆芯熔毁问题。

与传统的铀235或铀238燃料和铀钚循环不同，钍基熔盐堆开创了一个全新的钍铀循环工业体系。钍基熔盐堆以金属钍为原料。钍232吸收一个中子后，衰变为铀233。铀233是易裂变材料，在热中子轰击下裂变产生能量。燃料颗粒均匀地混合在热熔盐（冷却剂和载热剂）中，将热量通过热交换器释放出来，驱动汽轮机发电。与现行的铀钚循环工业体系相比，具有选址灵活性、军事无关性、资源“无限”性、废物少量性、辐射短寿性、固有安全性、良好经济性等多种优点。

我国现有的钍基熔盐堆实验电站建设在甘肃，地处内陆腹地，不依靠大规模水冷系统，非常适合在北方内陆地区应用于热电联供应用场景。承担北方冬季集中供暖任务的五大发电集团、地方能源电力集团可以积极参与示范工程建设，助力技术早日实现商业应用。从行业角度，有预见、有计划地进行技术路线的探索将更有利于行业可持续发展。钍铀循环工业体系从实验、示范到商业化推广是一个较长的过程，核电行业可以及早介入钍铀循环工业体系的研究、建设和运行。

核聚变：跟踪前沿技术，坚持国际合作

2023年12月29日，由中核集团牵头，25家央企、科研院所、高校等组成的可控核聚变创新联合体——中国聚变能源有限公司（筹）揭牌，现场还发布了第一批关键技术攻关任务。

现有可控核聚变实验的温度为1亿摄氏度左右，目前尚未发现既有材料可以耐受如此高的温度。磁约束聚变技术是在巨大的螺旋形磁场中，将等离子体加热到很高的温度，通过强大的磁场将等离子体约束在中心，使其保持足够的温度和压力，从而实现核聚变。这个磁约束装置就是托卡马克。托卡马克反应堆简单可控，只要断电核反应堆就会立刻停止运行，是最有希望实现可控核聚变的技术。

除了磁约束核聚变技术，还有惯性约束核聚变——该技术通过激光或粒子束来压缩燃料（通常是氘和氚的混合物），使其达到极高的温度和压力。这种方法的挑战在于，需要非常精确地控制激光或粒子束的强度和时间，以确保燃料在压缩过程中不会过早地散开。

在可控核聚变运行后，还需要输入的能量小于输出的能量。目前，尽管在实验室规模上已经实现了能量增益，但要达到商业规模的能量收支平衡仍然是一个挑战。此外，可控核聚变还面临中子辐射防护、材料耐受性、经济可行性等一系列难题。

近年来，国内外资本市场兴起一轮核聚变融资热，大量资金涌入核聚变赛道。招商证券的研究显示，全球聚变行业2021年、2022年投资金额分别为28亿、48亿美元，此前的2011～2020年累计投资金额为20亿美元。需要明确的是，虽然核聚变领域不断有取得技术突破的消息传出，但核聚变堆仍处于研究初期，离商用发电还有很长一段距离。对民间社会资本而言，还远未达到初创公司或上市公司只靠讲故事就可以轻松融资的阶段。民间力量可以积极参与相关材料、局部设备或子系统等项目的研发，产业链链长单位可以密切跟踪前沿技术、积极参与国际合作。

总之，我国核能工业水平目前在全球处于总体领先地位，工程建设经验和人才资源十分丰富，现有的压水堆核电站运营安全纪录也是世界领先的。从可持续发展角度分析，进一步深化体制改革、优化管理流程、推进市场化运营，可以进一步降低核电研发建设运营成本，提高核电的经济性。新技术堆型的研发需要集中优势兵力开展攻关，同时重视民间科技创新的活力与成果，进一步缩短研发、实验、示范、商用的周期。当然，通过多种渠道普及核能知识，促进公众理性看待核能、核电，提高公众接受度同样是重要的事情，需要持之以恒不断推进。

（作者系中国电力发展促进会副秘书长兼核能分会副会长）

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