10年後核電將占電力比重達(dá)到7%左右
中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司近日正式宣布,由中核集團(tuán)中國(guó)原子能科學(xué)研究院自主研發(fā)的中國(guó)一座快中子反應(yīng)堆——中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆(CEFR)7月21日達(dá)到**臨界。
“快堆實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用尚待時(shí)日,現(xiàn)在隻是實(shí)驗(yàn)堆,以後還要經(jīng)過(guò)示範(fàn)堆、商用堆幾個(gè)發(fā)展階段才可能投入實(shí)際應(yīng)用。”中國(guó)工程院院士杜祥琬接受《科學(xué)時(shí)報(bào)》專訪時(shí)介紹。
不過(guò),快堆達(dá)到臨界確實(shí)表明我國(guó)第四代**核能係統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了重大突破,並成為繼美、英、法等國(guó)之後,**上第八個(gè)擁有快堆技術(shù)的國(guó)家之一。
“快堆達(dá)到臨界,意味著我國(guó)核能發(fā)展進(jìn)入‘**部曲’的序幕”。作為“中國(guó)能源中長(zhǎng)期(2030、2050)發(fā)展戰(zhàn)略研究”課題組組長(zhǎng),杜祥琬認(rèn)為,核能解決中國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展的重要的清潔能源,隨著核能技術(shù)的發(fā)展,核能在中國(guó)電力的比重及對(duì)中國(guó)能源的貢獻(xiàn)率將逐步提升。
杜祥琬透露,到2020年,中國(guó)核電裝機(jī)容量將達(dá)7000萬(wàn)~8000萬(wàn)千瓦。到2030年,核電裝機(jī)將提高到2億千瓦,2050年則將提高到4億千瓦。
核能發(fā)展三部曲
杜祥琬詳解了我國(guó)核能三部曲的發(fā)展路線圖。
一部曲是以熱中子堆為核心的核電站,這方麵中國(guó)選擇了壓水堆技術(shù)支撐核能快速發(fā)展。由於熱中子堆燃燒的是鈾的同位素之一鈾235,而鈾235在天然鈾礦中的含量非常低,僅為0.7%。因此,須進(jìn)一步發(fā)展**部曲。
二部曲是以快堆為代表的堆型,其特征為利用同位素鈾238。鈾238在天然鈾礦中的含量比鈾235多幾十倍,並且快堆對(duì)核燃料的利用效率可比壓水堆提高60倍左右。“熱堆可以工作幾十年的話,快堆是可以利用幾百年甚至幾千年的。”杜祥琬說(shuō)。
三部曲是聚變堆,核聚變的燃料是氘和氚,海水主要含的是氘,氚則是從金屬鋰中製造。第三部曲分為兩步:一是實(shí)現(xiàn)氘和氚的聚變,二是實(shí)現(xiàn)氘和氘的聚變。“如果能實(shí)現(xiàn)氘和氘的聚變,核能就能達(dá)到永續(xù)。”杜祥琬表示。
現(xiàn)在**各國(guó)都在爭(zhēng)取可控核聚變研究的突破,中國(guó)也不例外。比較樂(lè)觀的說(shuō)法是核聚變可以在50年後成為實(shí)際能源,這50年要走過(guò)實(shí)驗(yàn)堆、示範(fàn)堆、商用堆等幾個(gè)階段。即使再保守一點(diǎn),預(yù)計(jì)突破可控核聚變技術(shù)應(yīng)該在100年內(nèi)。
杜祥琬認(rèn)為,無(wú)論是從建立長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展的能源體係來(lái)說(shuō),還是從保護(hù)環(huán)境發(fā)展清潔能源的角度看,核能發(fā)展在中國(guó)都具有重要的戰(zhàn)略地位。
目前,我國(guó)核能發(fā)展仍處?kù)镀鸩诫A段,我國(guó)核電在整個(gè)電力裡的比重僅為1%。不過(guò)中國(guó)發(fā)展核能的思路已十分明確。
到2020年,中國(guó)核電裝機(jī)容量將達(dá)7000萬(wàn)~8000萬(wàn)千瓦,屆時(shí),它將在整個(gè)電力裡的比重達(dá)到7%左右;到2030年,核電裝機(jī)將提高到2億千瓦;到2050年,提高到4億千瓦,屆時(shí)核電裝機(jī)容量將是整個(gè)電力行業(yè)的15%。由於核電每年可以運(yùn)行七八千小時(shí),遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出風(fēng)電2000小時(shí)/年的運(yùn)行時(shí)速,其發(fā)電量的貢獻(xiàn)率將到22%。
“2030年之前,核電的實(shí)際貢獻(xiàn)都是依靠壓水堆技術(shù),我們希望到2030年,快堆能開(kāi)始作實(shí)際的發(fā)電貢獻(xiàn)。”杜祥琬說(shuō)。