核能發展面臨的問題和對策

中國原子能科學研究院院長、快堆產業化技術創新戰略聯盟理事長 萬鋼

能源，是關系到千家萬戶和社會經濟發展的基本問題。我國作為最大的發展中國家，同時又是世界第二大經濟體，能源問題尤為突出。由于我國在國際上的產業分工處于產業鏈中低端，第二產業占GDP的比重大，支持經濟的增長需要對應的較高能源供應增長。按近年情況來看，能源增長對經濟發展的支持比約為1∶1，即要維持我國GDP每年7%～8%的增長，就需要能源7%～8%的增長。在我國目前的能源結構中，煤炭占了69%，包括煤、油、氣在內的化石能源總共占91%，水、核、可再生能源等清潔能源總計占比僅為9%，整體結構非常不合理。由于化石能源的大量使用，使得我國的環境面臨巨大壓力，霧霾已經大范圍、長時間在多個地區出現；在國際上，按照我國政府在哥本哈根會議上的承諾，到2020年單位GDP的CO2要減少排放40%～45%，清潔能源的比例要達到15%，壓力巨大。

從技術成熟度和未來發展看，我國的清潔能源可以由核能、水能、風能和太陽能組成。發展核能，已成為我國的必然選擇之一，并且具有很好的規模發展上升空間。

在2011年日本福島事故之后，公眾更加關心核電是否足夠安全。同一些國家一樣，我國也放慢了發展核電的步伐，政策從“積極發展”調整為“安全高效”。如今，福島事故對全球核工業的影響逐漸清晰，世界對福島核事故的認識也逐漸由感性回歸理性，世界核電逐漸恢復平穩發展。盡管新建核電站數目相比福島事故前大幅度減少，但世界核電裝機容量依然呈現出平穩上升的趨勢。在2013年6月在俄羅斯圣彼得堡舉行的 “面向21世紀核能部長級大會” 上，來自87個國家和7個國際組織的約500名代表分析了福島事故后的核電形勢，認為：核能仍然是許多國家加強能源安全，降低化石燃料價格波動的影響，以及緩解氣候變化效應的一個重要選項。

核能發展主要面臨著經濟性、公眾可接受性和發展規模三個方面的挑戰，為此應有相應的對策。

首先是核電經濟性問題。核電的經濟性，受到各國政府、工業界和社會民眾的密切關注。2013年，國家發改委關于核電標桿電價政策的出臺，結束了核電“一廠一價”的定價機制，意味著核電發展從計劃經濟走向了市場經濟。每度0.43元的電價已經優于煤電電價，突出了核電的經濟性，在另一方面也是給出了對核電的經濟性要求。影響核電經濟性的因素主要與設計方案、建造周期和技術成熟度等有關。福島事故前，核電的經濟性得到了世界各國的認可，核電的經濟性也是核電發展的主要動力。但福島核事故后，受到更高的安全標準和嚴格審評影響，世界在建核電站的工期有所延遲，工程造價也有一定程度的攀升。我國新建的三代核電造價也一定程度上高于二代改進型反應堆。從目前來看，通過優化設計、縮短建設周期、控制建設投資和降低運行成本等，可以有效較低核電成本，繼續保持核電相對于火電的經濟競爭力。

其次是核能公眾接受性問題。長期以來，核能的公眾接受性是一個關乎核電推廣的關鍵問題，在不同歷史時期都曾影響著核能的發展進程。歷史經驗表明，核事故的發生會引起民眾的巨大恐慌，影響其對核能安全性的信心，從而阻礙核能的發展。在福島事故前，根據歐盟委員會的官方民調機構于2010年發布的報告顯示，56%的歐盟公眾希望保持現有核電機組或增加核電比重（相比2007年增加7%）。但福島核事故后，公眾對核能發展的支持率下降。為提高核能公眾接受性，在眾多的應對措施中，保證核電機組安全運行、保持核電信息的公開透明以及讓所有利益相關者參與決策，成為各方認可的最為有效措施。近兩年多來，擁有投運核電機組的國家普遍進行了嚴格的核安全檢查或壓力側試，結合福島核事故的經驗教訓提出具體整改措施，核安全水平得到切實提高。兩年多來核電保持了良好的安全運行記錄。但從根本上講，核電站在安全性上必須做到實質性消除大規模放射性釋放的可能，使得在堆芯熔化的嚴重事故情況下也無需廠外應急，這一點已經在國家發布的新的核電發展規劃中明確提出。實際上，我國正在發展的三代和四代核電技術，已經可以較好地解決這個問題。

第三是核能的規模可以發展到多大程度，鈾資源是否可以支撐該發展。核能要成為主力能源，其裝機規模應大約在總裝機容量的20%以上。即使按目前的裝機容量，核能總量也要達到2億千瓦以上。根據工程院、科學院等的預測，到2050年我國核能總的發展規模應該達到4億千瓦以上。由于一個百萬千瓦壓水堆核電站在60年壽期內就需要消耗1萬噸天然鈾，我國未來核能的發展如果全部采用壓水堆，則需要400多萬噸天然鈾來支撐。但現在全世界已經探明的可經濟開采的鈾儲量僅為600多萬噸。顯然，我國核能的發展必須有另外的解決途徑。

解決該問題的一個有效途徑就是發展快堆。以快堆為龍頭的先進核燃料循環系統可以有效利用天然鈾中占99.3%的鈾238，實現燃料的增殖，相比壓水堆，可以將鈾資源的利用率提高60倍以上。除此以外，快堆因可以焚燒長壽命的錒系元素，有利于核廢物最小化的處理?？於雅c壓水堆匹配發展，可以實現核能的可持續發展?？於言皆鐚崿F工業化、商業化，核能發展的整體鈾資源需求量就越低。按照我國熱堆（我國是壓水堆）、快堆、聚變堆的核能發展戰略，我國現階段應大力建造成熟的壓水堆電站，并盡快完成快堆電站的工業示范，在2030年左右實現快堆的商用推廣，以更多的快堆電站，克服壓水堆后續發展面臨的天然鈾資源瓶頸問題，實現核能的大規?？沙掷m發展。目前，中核集團正在以2023年左右建成示范快堆電站為目標，組織開展相關研發、設計和建設前期準備工作。中國原子能科學研究院牽頭，組織快堆產業化技術創新戰略聯盟成員單位開展研發、設計和設備研制。

總之，核能的發展經過多年的積累，技術已日臻成熟，第三代和第四代核電站均能很好實現國務院提出的安全目標。同時，通過建立基于快堆的先進核燃料循環系統，可以在有限的鈾資源下實現核能的大規?？沙掷m發展。核能與水能、風能、太陽能有機結合，有望在保證能源發展的前提下，進一步優化能源結構，減少化石燃料的使用，降低二氧化碳排放和霧霾天氣的形成，實現十八大提出的建設美麗中國的目標。