1 中国核电工业可持续发展的必要性

    1 .1 国家能源安全和环境安全对核电的强劲需求

    按2020年我国GDP翻两番的经济发展目标估计，我国能源总需求将从目前的14亿tce增长到2020年的30亿tce，我国发电装机容量需要从现在的400GWe提高到2020年的960GWe左右，需要新增加560GWe。

    我国能源供应面临三大挑战，第一，能源供需矛盾极为尖锐；第二，能源发展需求与我国能源资源储量的人均拥有量不足之间的矛盾；第三，以煤炭为主的能源结构不合理，大量燃煤造成严重环境污染，还产生严重的温室气体问题。为应对上述挑战，我国必须采取积极措施，逐步改变目前不合理的能源结构。

    我国目前的电力供应中煤电占74％，水电占24％，核电仅占1．6％。通过大力发展水电、加快发展核电、积极发展非水可再生能源(尤其是风能)等举措，可以逐步降低化石燃料的份额，逐步改善能源结构。考虑到我国能源结构的历史与现实状况，2020年之前我国能源供应仍将无法摆脱以煤炭为主的格局，即在新增加560GWe中将有一半以上仍依赖于煤电，2020年水电装机容量即使新增160GWe左右，电力需求仍存在较大缺口，这个缺口将主要由核电来填补，即2020年我国核电装机容量应达到4000万kW左右(届时约占全国总装机容量的4％)。这需要在今后10年期间新开工建设30台左右的百万级核电机组，要求从现在起每年要开工建设2-3台百万千瓦级的核电站，任务非常艰巨。

    考虑到国家安全、能源安全、环境安全等问题，考虑到2020年以后石油和天然气将更多地依赖国际市场，燃煤发电对环境的压力将更大，水能的开发也将无太多余地，因此，作为可大规模发展的替代能源，核能肯定将会有一个更大规模的发展，它在我国能源发展中的重要地位是毋庸置疑的。据专家估计，到本世纪中叶，如果我国核能发电比例要达到现在的世界平均水平(16％)，总装机容量将为15000-24000万kW。偌大的核电市场需求是我国核能工业生存和发展的依据，同时也对我国核能工业的全面、协调、可持续发展提出了更高的要求。

    1．2 先进核能技术必须与燃料循环技术协调发展

    任何能源工业都必须以相应的燃料工业为基础。把核电技术和核燃料循环技术作为一个系统工程进行部署，是世界核电工业发展历史所证明了的，也是当今国际先进核能技术研究开发的一个显著特点。国际原子能机构的“先进核反应堆和燃料循环国际项目(INPRO)”的最主要结论之一是：核燃料循环(自铀资源开采，燃料生产，电力生产，直至废物处理处置)是推进核能发展的一个核心问题。第一，对发展中国家而言，一方面，对核电需求很强烈，而另一方面，相关的基础结构很薄弱；第二，核扩散和核废物处置更是公众关注的焦点。“第四代核能国际论坛(GIF)”确定的开发目标是：良好的经济性、更高的安全性、核燃料资源的持久性、核废物最少化和可靠的防扩散性。这些都表明，必须与先进核燃料循环技术配套协调发展，核能发展才可维持经久不衰的生命力。

    结合我国已有的技术基础和潜在用户的意向，大型先进压水堆是适应2020年、乃至2030年前我国核电市场规模发展最为现实的主导产品。在“中外合作、引进技术”的基础上，及早形成自主的产业平台，具有重大的经济和社会意义；同时，也只有掌握配套的先进核燃料循环技术，在技术水平和经济指标方面与国际接轨，具有较好的竞争力，才可以在新的水平上满足“十一五”开始的核电规模发展对核燃料的需求。

    结合我国铀资源实际状况，快堆作为先进压水堆的后续发展堆型，并适时进入商业应用，是符合我国工业基础和核燃料循环基础的一种最佳的选择。这有利于实施闭合燃料循环、提高核燃料的利用率和减少核废物的产生量。发展快堆，是维持我国核能可持续发展的必然选择，也符合国际发展的趋势。“第四代核能国际论坛”上，经国际专家评估所选择的六种有发展前景的堆型中，就有三种是快中子堆，足见为保持核能可持续发展的后劲，普遍对快堆技术寄于厚望。应该说，核能专家在半个世纪前就充分认识了实施循环经济对核电工业发展的重要性，因为压水堆和快堆匹配，并实现铀一钚封闭循环，可将铀资源的利用率从单单发展压水堆的1％左右提高到60％-70％，可使同样的铀资源储量可提供多达60-70倍的核电装机容量的燃料需求。另外，随着核电装机容量的增长，次锕系核素(MA)和长寿命裂变产物(LLFP)的积累是对环境的潜在威胁。快堆可用以嬗变长寿命放射性废物，可大大减少放射性废物的最终处置量。

    综上所述，先进核能技术与核燃料循环技术的协调、配套发展，必须作为一个完整的系统工程统筹安排，只有这样，才能适应我国能源发展对核电的强劲需求，才能更好地符合国民经济可持续发展提出的循环经济的要求。这是推进我国核电工业赶上国际先进水平、保证可持续发展必须遵循的一个战略方针。

    2 核电工业可持续发展的可能性

    2．1 良好的运行业绩

    我国正在运行核电厂的概况，见表1。

    目前，我国核发电量占中国大陆总发电量的2．3％，浙江、广东两省的核电比例已经达到l 3％，接近世界平均水平16％。我国所有核电站的运行业绩良好，部分运行指标已达到国际先进水平。第一座自主建设的秦山一期核电站已经安全运行13年。秦山二期核电站全面建成投产，实现了我国自主建设商用核电站的重大跨越，比投资1330美元／kW，国产化率55％，经受住了初步运行考验。秦山三期重水堆核电站提前建成投产，创造了国际同类型核电站建设的多项纪录。大亚湾核电站保持10年安全稳定运行：岭澳核电站也已经全面建成投产，并在国际同类电站运行业绩评比中名列前茅。

    2．2 必要的工业基础

    我国发展核电工业已有近20年的历史，通过已建和在建核电项目的实施及关键技术的研究，我国在核电技术开发、工程设计、设备制造、工程建设、项目管理、核电站运行维修等方面已经具有较好的基础和较强的实力，掌握了主要的成熟的核电设计技术。已经具备30万kW核电站的成套出口能力和60万kW核电站的自主设计建设能力，已经基本具备以我为主、中外合作建设大型压水堆核电站的设计能力，部分设备的制造能力，以及自主建设和运行管理能力，也已具备基本配套的研究开发能力(包括计算机软件、试验设施和人才资源)。早在2000年，我们中核集团就完成了CNP1000的方案设计，并已作为大型先进压水堆的范例之一，列入国际原子能机构正式出版的“先进水冷堆发展现状”文集。此后，又利用核电新项目尚未开工的若干年问隙，进一步拓展了CNP系列设计的深度和广度，以更好地适应用户的需求。目前国家核安全当局正在对CNP1000设计进行预审评。预计2007年可以开工首台机组。CNP系列的设计与国际上正在运行的压水堆核电站技术水平相当，属于改进的“第二代”核电站，可以说，核电发展历史上10000多堆年的良好运行记录就是它们创造的。考虑到国内核电市场的紧迫需求，我们还应不失时机地建设一批改进型的“第二代”大型压水堆核电站。当然与发达国家相比，我们在核电设计和制造水平方面还存在一定差距。

    2．3 有利的发展机遇

    我们正在充分利用改革开放的机遇，积极开拓国际合作新局面，尽快缩短与世界水平的差距，争取及早实现跨越式发展。通过国际合作，引进技术，我们可以把大型先进(符合国际上第三代技术水平)压水堆核电技术的自主化和产业化的起点构筑在新的更高的平台基础上，并尽快具备自主设计、自主制造、自主建设、自主运行大型先进压水堆核电站的能力，逐步形成具有自主知识产权的核电品牌。我们一不能等，二不能靠，在国际合作遇到不可接受的风险时，也有充分的信心，坚持开发创新，在2020年以前具备批量建设符合国际上第三代技术要求的核电站。按照这一思路编制申报的国家重大科技工程专项，已经取得了各方面的理解和支持，有希望列入国家中长期科技发展规划，获得国家财政的充分支持。

    我国压水堆核燃料组件技术已具有较好的配套能力，但随着核电事业的进一步发展，我国核燃料技术的差距越来越明显。在已有的技术基础上，瞄准影响核燃料产品技术性能和经济性的主要环节，通过科研攻关和适度技术改造，重点突破关键技术(如先进铀资源勘查／采冶、铀同位素分离、高性能燃料组件和乏燃料后处理技术等)，使国产的核燃料产品对国外产品有竞争力，对国内用户有吸引力。并且根据我国快堆技术的发展进程及时掌握先进的燃料循环技术(包括：MOX燃料元件制造、先进的后处理和放射性废物处理处置技术等)。我们完全可以在实现大型先进压水堆批量化建设的同时，逐步形成国产化先进高性能燃料组件的供货能力，及早实现封闭燃料循环，为快堆的发展、并为最终实施铀一钚闭合循环奠定技术基础。

    我国的实验快堆正在加紧建设，预期“十一五”可建成并投入运行，这将为快堆技术的进一步发展提供技术和人才基础，并可利用有利的国际合作机遇(包括快堆工程技术和相关的核燃料循环技术)，加快大型快堆技术的开发步伐，争取实现跨越式发展。力争2020年左右建成中等规模的原型快堆电站，并具备相应的闭合燃料循环支持能力。希望在2035年左右能建设具有国际上第四代核电技术特点的商用核电站，2040年后批量建设。

    综上所述，以压水堆为主的热堆核电站是我国近中期核电的主导产业，在改进型的“第二代”大型压水堆核电站产业化发展的同时，抓住有利的国际合作机遇。通过引进技术、消化吸收、自主创新，2015年以后掌握“第三代”大型先进压水堆核电技术，逐步成为我国核电规模化、批量化、标准化发展的主力机型，其发展的生命力可延续至2030年，乃至2040年。

    快堆作为先进压水堆的后续发展堆型，在203 5年前后进入商业应用是适宜的。为此，计划在2020年左右建成原型快堆，使快堆核能系统在2040年以后得以批量发展，并在2050年以后逐步成为我国核能主力。相应的核燃料闭合循环系统(包括高放废物处理处置)也必须同步协调发展。

    我们认为，只有这样的部署，我国的核电工业才能符合全面、协调的科学发展观的要求，不仅可以适时赶上国际先进水平，而且将具备可持续发展的充足的后劲。

信息来源：中国科技信息