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我國(guó)核能工業(yè)水平目前在全球處于總體領(lǐng)先地位，工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和人才資源豐富?，F(xiàn)有的壓水堆核電站運(yùn)營(yíng)安全紀(jì)錄也居于世界領(lǐng)先地位。

歲末年初，國(guó)內(nèi)外核能領(lǐng)域的消息不斷。

2023年12月1日，在阿聯(lián)酋召開(kāi)的第28屆聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)（COP28）上，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)聯(lián)合40余個(gè)成員國(guó)共同發(fā)表《凈零需要核能》聲明。

目前全球共有412個(gè)反應(yīng)堆在運(yùn)行，總裝機(jī)容量達(dá)3.7億千瓦，為全球提供10%的電力供應(yīng)。我國(guó)提出碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)以來(lái)，核電發(fā)展受到?jīng)Q策層的關(guān)注和支持。基于“積極安全有序發(fā)展核電”思路，綜合多方智庫(kù)提出的能源規(guī)劃方案顯示，到2060年我國(guó)核電應(yīng)有4億千瓦投入運(yùn)行、發(fā)電量占比將達(dá)到20%左右。

裝機(jī)：內(nèi)陸與沿海同樣安全

2023年12月29日，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議決定核準(zhǔn)廣東太平嶺、浙江金七門(mén)核電項(xiàng)目共計(jì)4臺(tái)機(jī)組。兩個(gè)項(xiàng)目均采用“華龍一號(hào)”技術(shù)。考慮到2023年7月31日，山東石島灣、福建寧德、遼寧徐大堡三個(gè)核電項(xiàng)目共計(jì)6臺(tái)機(jī)組獲批，2023年共有10臺(tái)核電機(jī)組獲得核準(zhǔn)，與2022年持平。面對(duì)每年新批8～10臺(tái)機(jī)組的節(jié)奏，核電行業(yè)需要努力抓緊做好新機(jī)組的前期工作，才能推動(dòng)核電事業(yè)又好又快發(fā)展。

我國(guó)是核能利用大國(guó)，大陸地區(qū)現(xiàn)有在運(yùn)核電機(jī)組55臺(tái)、核準(zhǔn)及在建核電機(jī)組32臺(tái)，其中在建機(jī)組數(shù)量規(guī)模位居世界第一，目前都分布在沿海地區(qū)。按照目前的選址條件和規(guī)范，在沿海地區(qū)的廠(chǎng)址建設(shè)百萬(wàn)千瓦級(jí)的核電站，極限總規(guī)模約為2億千瓦，只占完成碳中和目標(biāo)必需的核電裝機(jī)容量的一半，另外的2億千瓦裝機(jī)建在哪里？

綜合研判，內(nèi)陸地區(qū)的可能性很大。根據(jù)國(guó)網(wǎng)能源研究院的分析，華中電網(wǎng)所在區(qū)域亟需盡快部署核電機(jī)組承擔(dān)基本負(fù)荷的保障，以保障華中地區(qū)電力供應(yīng)和電網(wǎng)安全的需求。華中電網(wǎng)覆蓋的河南、湖北、湖南和江西，也是之前核工業(yè)重點(diǎn)耕耘的地區(qū)，基礎(chǔ)條件好，相關(guān)核電廠(chǎng)址已經(jīng)就緒，前期工作也開(kāi)展了許多，宜盡早批復(fù)開(kāi)工建設(shè)。從安全角度看，內(nèi)陸核電和沿海核電有著同樣高的安全標(biāo)準(zhǔn)，法國(guó)和美國(guó)的核電站有一半以上在內(nèi)陸，而我國(guó)壓水堆核電站的安全運(yùn)行紀(jì)錄以及安全生產(chǎn)管理水平國(guó)際領(lǐng)先，值得放心?！笆逦濉逼陂g宜加快內(nèi)陸核電建設(shè)。

高溫氣冷堆：結(jié)合技術(shù)特點(diǎn)開(kāi)拓新應(yīng)用

2023年12月6日，國(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng)標(biāo)志性成果、全球首座第四代核電站——華能石島灣高溫氣冷堆核電站通過(guò)168小時(shí)連續(xù)運(yùn)行考驗(yàn)，正式投入商業(yè)運(yùn)行，標(biāo)志著我國(guó)在第四代核電技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

高溫氣冷堆是國(guó)際公認(rèn)的第四代核電技術(shù)先進(jìn)堆型，是核電發(fā)展的重要方向，具有“固有安全性”，即在喪失所有冷卻能力的情況下，不采取任何干預(yù)措施，反應(yīng)堆都能保持安全狀態(tài)，不會(huì)出現(xiàn)堆芯熔毀和放射性物質(zhì)外泄。從技術(shù)原理分析，石島灣高溫氣冷堆采用流動(dòng)床設(shè)計(jì)，燃料球從上面落入堆芯，再經(jīng)過(guò)氣動(dòng)管道回到上面，并不是每個(gè)球都有均等機(jī)會(huì)流動(dòng)，反應(yīng)性分布很難精準(zhǔn)計(jì)算，反應(yīng)性控制難度較大。因此，其安全運(yùn)行尚需要更長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行的考驗(yàn)，相關(guān)技術(shù)難題也需要進(jìn)一步研究論證，在后續(xù)推廣之前通過(guò)試驗(yàn)和工程驗(yàn)證優(yōu)化設(shè)計(jì)、加以改進(jìn)。

從出力角度分析，設(shè)計(jì)的雙堆20萬(wàn)千瓦電功率輸出穩(wěn)定在15萬(wàn)千瓦左右的水平。擬推廣的60萬(wàn)千瓦高溫氣冷堆電站基于規(guī)模效應(yīng)考慮較多。從市場(chǎng)角度分析，未來(lái)可以考慮“一帶一”思路，即一個(gè)高溫氣冷反應(yīng)堆驅(qū)動(dòng)一個(gè)12.5萬(wàn)千瓦發(fā)電系統(tǒng)，定位于偏遠(yuǎn)地區(qū)或孤立的熱電聯(lián)供應(yīng)用場(chǎng)景，如化工園區(qū)、冶金園區(qū)、海島、邊疆等，而不是在內(nèi)陸大電網(wǎng)中與大型壓水堆比拼發(fā)電能力。

釷基熔鹽堆：值得工業(yè)界關(guān)注的新體系

釷基熔鹽堆是第四代核電的一種。在四代堆的6種堆型中，熔鹽堆是唯一的液態(tài)燃料反應(yīng)堆，因此不存在堆芯熔毀問(wèn)題。

與傳統(tǒng)的鈾235或鈾238燃料和鈾钚循環(huán)不同，釷基熔鹽堆開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)全新的釷鈾循環(huán)工業(yè)體系。釷基熔鹽堆以金屬釷為原料。釷232吸收一個(gè)中子后，衰變?yōu)殁?33。鈾233是易裂變材料，在熱中子轟擊下裂變產(chǎn)生能量。燃料顆粒均勻地混合在熱熔鹽（冷卻劑和載熱劑）中，將熱量通過(guò)熱交換器釋放出來(lái)，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。與現(xiàn)行的鈾钚循環(huán)工業(yè)體系相比，具有選址靈活性、軍事無(wú)關(guān)性、資源“無(wú)限”性、廢物少量性、輻射短壽性、固有安全性、良好經(jīng)濟(jì)性等多種優(yōu)點(diǎn)。

我國(guó)現(xiàn)有的釷基熔鹽堆實(shí)驗(yàn)電站建設(shè)在甘肅，地處內(nèi)陸腹地，不依靠大規(guī)模水冷系統(tǒng)，非常適合在北方內(nèi)陸地區(qū)應(yīng)用于熱電聯(lián)供應(yīng)用場(chǎng)景。承擔(dān)北方冬季集中供暖任務(wù)的五大發(fā)電集團(tuán)、地方能源電力集團(tuán)可以積極參與示范工程建設(shè)，助力技術(shù)早日實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用。從行業(yè)角度，有預(yù)見(jiàn)、有計(jì)劃地進(jìn)行技術(shù)路線(xiàn)的探索將更有利于行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。釷鈾循環(huán)工業(yè)體系從實(shí)驗(yàn)、示范到商業(yè)化推廣是一個(gè)較長(zhǎng)的過(guò)程，核電行業(yè)可以及早介入釷鈾循環(huán)工業(yè)體系的研究、建設(shè)和運(yùn)行。

核聚變：跟蹤前沿技術(shù)，堅(jiān)持國(guó)際合作

2023年12月29日，由中核集團(tuán)牽頭，25家央企、科研院所、高校等組成的可控核聚變創(chuàng)新聯(lián)合體——中國(guó)聚變能源有限公司（籌）揭牌，現(xiàn)場(chǎng)還發(fā)布了第一批關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)任務(wù)。

現(xiàn)有可控核聚變實(shí)驗(yàn)的溫度為1億攝氏度左右，目前尚未發(fā)現(xiàn)既有材料可以耐受如此高的溫度。磁約束聚變技術(shù)是在巨大的螺旋形磁場(chǎng)中，將等離子體加熱到很高的溫度，通過(guò)強(qiáng)大的磁場(chǎng)將等離子體約束在中心，使其保持足夠的溫度和壓力，從而實(shí)現(xiàn)核聚變。這個(gè)磁約束裝置就是托卡馬克。托卡馬克反應(yīng)堆簡(jiǎn)單可控，只要斷電核反應(yīng)堆就會(huì)立刻停止運(yùn)行，是最有希望實(shí)現(xiàn)可控核聚變的技術(shù)。

除了磁約束核聚變技術(shù)，還有慣性約束核聚變——該技術(shù)通過(guò)激光或粒子束來(lái)壓縮燃料（通常是氘和氚的混合物），使其達(dá)到極高的溫度和壓力。這種方法的挑戰(zhàn)在于，需要非常精確地控制激光或粒子束的強(qiáng)度和時(shí)間，以確保燃料在壓縮過(guò)程中不會(huì)過(guò)早地散開(kāi)。

在可控核聚變運(yùn)行后，還需要輸入的能量小于輸出的能量。目前，盡管在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了能量增益，但要達(dá)到商業(yè)規(guī)模的能量收支平衡仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。此外，可控核聚變還面臨中子輻射防護(hù)、材料耐受性、經(jīng)濟(jì)可行性等一系列難題。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外資本市場(chǎng)興起一輪核聚變?nèi)谫Y熱，大量資金涌入核聚變賽道。招商證券的研究顯示，全球聚變行業(yè)2021年、2022年投資金額分別為28億、48億美元，此前的2011～2020年累計(jì)投資金額為20億美元。需要明確的是，雖然核聚變領(lǐng)域不斷有取得技術(shù)突破的消息傳出，但核聚變堆仍處于研究初期，離商用發(fā)電還有很長(zhǎng)一段距離。對(duì)民間社會(huì)資本而言，還遠(yuǎn)未達(dá)到初創(chuàng)公司或上市公司只靠講故事就可以輕松融資的階段。民間力量可以積極參與相關(guān)材料、局部設(shè)備或子系統(tǒng)等項(xiàng)目的研發(fā)，產(chǎn)業(yè)鏈鏈長(zhǎng)單位可以密切跟蹤前沿技術(shù)、積極參與國(guó)際合作。

總之，我國(guó)核能工業(yè)水平目前在全球處于總體領(lǐng)先地位，工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和人才資源十分豐富，現(xiàn)有的壓水堆核電站運(yùn)營(yíng)安全紀(jì)錄也是世界領(lǐng)先的。從可持續(xù)發(fā)展角度分析，進(jìn)一步深化體制改革、優(yōu)化管理流程、推進(jìn)市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)，可以進(jìn)一步降低核電研發(fā)建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本，提高核電的經(jīng)濟(jì)性。新技術(shù)堆型的研發(fā)需要集中優(yōu)勢(shì)兵力開(kāi)展攻關(guān)，同時(shí)重視民間科技創(chuàng)新的活力與成果，進(jìn)一步縮短研發(fā)、實(shí)驗(yàn)、示范、商用的周期。當(dāng)然，通過(guò)多種渠道普及核能知識(shí)，促進(jìn)公眾理性看待核能、核電，提高公眾接受度同樣是重要的事情，需要持之以恒不斷推進(jìn)。