《瞭望》文章：中國核能競爭力提升
首先要積極發展核電，特別是要加快建立現代核工業體系和核安全體系
文/《瞭望》新聞周刊記者於濱 實習生文娟
3月25日，兩年一度的第十屆中國國際核工業展覽會在北京開幕。
來自美國、英國、法國、加拿大、俄羅斯和中國等14個國家的近200家參展商帶著新的核工業技術亮相展會。
此前，國務院公布最近任免國家工作人員的名單中，國家發展和改革委員會副主任張國寶兼任新成立的國家能源局局長。
張國寶在3月23日指出，以煤為主體、清潔優質能源佔比偏低，是中國能源結構的深層次矛盾；中國要走多元化、清潔化的能源發展道路，目前發展清潔能源迫在眉睫。
張國寶表示，中國首先要積極發展核電。這是中國能源發展的戰略選擇。目前各方認識已趨於統一，認為大力發展核電要加快沿海地區的核電發展，建立現代核工業體系和核安全體系，到2020年使核電裝機容量達到全國電力裝機容量的4%以上。
中國核電謀劃快速發展，提升核科技競爭力的進展如何？全國人大代表中國原子能研究院院長趙志祥日前接受了《瞭望》新聞周刊的專訪。
趙志祥院長說，中國20多年的核能和平利用，充分顯示了核能是新能源家族迄今為止能夠替代傳統的化石燃料的可大規模利用的能源。中國的核能事業在保證國防安全的同時，也進入了和平利用時期，履行更為民用化的使命。
他同時指出，國家對於核發展的戰略規劃重視與否，往往決定了我們相關領域的成就與國際競爭力。最相關的，一個是國防安全；一個就是越發受到重視的核能的和平利用，其中能源問題持續地成為我們關注的焦點。
發展「快堆」破解核技術瓶頸
核電的可持續發展問題，主要就是如何實現對鈾資源的充分利用和有效解決乏燃料中長壽命核素的問題。
趙志祥院長表示，實現2050年核電2億4千萬裝機容量的目標，需要300萬噸左右的天然鈾資源。所以，儘管我國鈾儲量比較樂觀，但是利用率低下也是資源可持續發展不得不面對的問題。他說，現階段，我們對鈾的利用率僅僅在1%，這無疑是巨大的資源浪費。
針對這一制約，目前國家正著手開發建設可以更有效利用鈾的快中子增殖堆，簡稱「快堆」。「快堆」堆芯中子動能高，可將不能燃燒的238-鈾轉化為可燃燒的239-鈽。快堆的應用，可以將現有利用率的1%提高到70%～80%。
有效解決乏燃料中長壽命核素的問題也是一個嚴峻的課題。數據顯示，100萬千瓦的壓力堆電站每年卸出的乏燃料約計25噸，其中的某些核素放射壽命長達百萬年，且放射毒性大，對人類環境將構成長期的危害。
與其他30個擁有核電站的國家相比，我國的核電事業規模尚在初始階段，所以，產生的放射性廢料的數量目前並不是很大。但是，按照國家對於核電發展的中長期規劃的預期，我們將會在2020年累計產生6000～10000噸的乏燃料，10年之後，即在2030年，這個數字將會增長到20000～25000噸，其中鈽160～200噸，毒性較大的次錒系核素（MAs）16～20噸，長壽命裂變產物（LLFPs）24～30噸。
如何妥善處理處置我國核電運行過程中產生的高放射廢物，實現核廢物最少化？根據趙志祥院長的介紹，目前採用的解決方式主要有兩種。一種是乏燃料管理的一次性通過。「一次性通過」循環方式是指乏燃料經過適當包裝和儲存之後，直接進行地質處置。
這種處理方式對於選埋地點的地質條件要求較高，且存在著鈾資源的利用率低的弊病。將乏燃料中大量有用的資源與少量廢物一起直接處置，也大大增加了廢物處置的體積和放射毒性。而且，要將一些長壽命毒素的放射性衰變到低於天然鈾礦的水平，需要10萬年以上，在如此長的時間尺度裡，如何確保這些放射性毒素與生物圈隔離，存在著很大的不穩定性。綜合考評，「一次通過」的方式不符合核能可持續發展的戰略要求。
作為「一次通過」循環方式積極鼓吹者的美國，在尤卡山地區建設的地質處理廠，不包括乏燃料的運輸費用，工程預算為437億美元，設計容量約7萬噸，現已積累乏燃料達5萬噸，且每年新增2000噸。面對這種困境，美國近年來也在其核燃料循環政策上發生了根本性逆轉。計劃恢復包括後處理和快堆在內的核燃料閉式循環方案，使需要地質處理的高放射廢物體積降低50倍左右。
另一種處理方式是乏燃料管理的P&T戰略，即分離-嬗變戰略。這是一種閉式的燃料循環方式。其原理是先將乏燃料進行化學分離，再用嬗變裝置將少數危險大、壽命長的毒素轉換為穩定的核素或是壽命相對較短的核素。
這一選項並不能消除地質儲存的必要性，但是卻可以使地質儲存在技術上更加容易、更加安全、更加經濟。分離-嬗變戰略可以減少場址的有效劑量1000倍，降低地質儲存場址的要求；它從廢料中去掉了大部分裂變材料，減少了臨界風險；帶有燃料處理廠的嬗變單元，減少了有關運輸數量；這一戰略將需要地質處置的放射性廢物減容至少5倍。所以，趙志祥院長強調說，分離-嬗變戰略才是目前解決乏燃料問題更有效和實用的途徑。
保障核能發展的鈾資源儲存充足
趙志祥院長明確表示，目前我國的鈾資源儲存對於核能發展是有保障的。國內已探明了一定數量的鈾資源，且具有較好的發展前景。
「十五」以來，隨著我國鈾礦找礦工作投入的不斷加大，近年來提交的新增鈾資源儲量遠遠大於年消耗儲量。而且，我國幅員遼闊，鈾礦勘查歷史短，還具有較好的找礦前景。雖然對於我國鈾的最終儲量仍無定論，但主流的看法是有很大潛力的。隨著國內勘探和開採投入的逐步加大，無論是鈾的儲量還是天然鈾的產出量，都將會較快增加。此外，國家也通過與外國企業合作取得礦產權的形式、以及長期和即期貿易的方式，積極爭取利用國際鈾資源的渠道。
由此，我國鈾資源對於核電發展的保障程度也就像有些業內人士形容的那樣，是「近期有富餘、中期有保障、遠期有潛力」。
趙志祥院長介紹說，目前我國的能源結構很不合理。化石能源在能源結構中佔據了支配地位，尤其是煤炭資源的消耗在我國的能源供給構成中佔到了74%的大比例，相較於1%多一點的核能構成，反差顯得尤為醒目。
根據發改委能源所的預計，到2050年我國每年的標煤消耗需求將達到50億噸，電能方面則必須具備16億千瓦的裝機容量。若仍然沿用目前的能源結構，而不能及時建立起穩定、經濟、清潔、安全的能源供應體系，那麼，2050年的中長期目標的達到將會困難重重。
從資源存儲方面分析，我國儘管擁有較為富足的的煤炭儲藏量，但是人口基數大，人均佔有量有限。面對人口可持續發展的壓力，我們的資源利用必須從長計議，給子孫後代留下一些生存所需，所以煤炭的開採一定不能竭澤而漁。
從交通負荷方面分析，目前煤炭運輸已佔鐵路運力的半數以上。隨著我國東部的大型煤礦逐漸枯竭，煤炭生產向山西及陝西神木地區轉移運輸的距離將大大增加。
另外，燃煤會帶來嚴重的環境汙染，這也是幾乎所有國家都面臨的關係到可持續發展的挑戰與難題。
與其他的新能源比較，核能仍然具有其無法匹敵的優勢。風能、太陽能、水能等作為可再生能源，其發展利用應該受到鼓勵。但是，這幾種可再生資源在我國的分布很不均衡，這便會增加電力的輸送成本。且三者的發電能力都難以從根本上解決我國的能源安全壓力。對於它們的利用，最經濟的做法就是在一些特殊地區倡導，在主要地區作為能源供給的補充方式。
綜合考慮到資源利用與環境可持續發展等各方面因素，趙志祥院長認為，我國必須大力推進核電發展，提高核電在新增電力中的比例，改善能源結構，惟此才能確保我國能源安全。
核電發展戰略調整為「積極」之後
在「十一五」規劃中，中國明確將核電發展戰略由「適度發展」調整為「積極發展」。十一五期間，將重點建設百萬千瓦級核電站，逐步實現先進壓水堆核電站的設計、製造、建設和運營自主化；同時，加強核燃料資源勘查、開採、加工工藝改造以及核電關鍵技術的開發和核電人才培養。
據本刊記者了解，目前中國核電總裝機量約為906.8萬千瓦，佔全國總發電量的1.9%。其中包括秦山一期、二期、三期核電站，大亞灣一期、二期、三期核電站，田灣一期、二期核電站和嶺澳核電站等共有11座核電機組正在運行。在建的核電站有嶺澳二期、秦山二期擴建和紅沿河一期，共計8臺機組790萬千瓦。與國外相比，我國反應堆的總體規模較小。
根據國家能源結構調整規劃設想，到2020年，我國核電裝機容量要達到電力總裝機容量的4%，即4000萬千瓦。按照這個要求，在今後的15年內，我國的核電裝機容量至少要新增2700萬千瓦，即比現在增加300%以上，平均每年要建成2臺百萬千瓦級的核電機組。到2050年，須具備16億千瓦的電力裝機能量，其中核電的比例要佔到15%～20%，即2億4千萬千瓦。這需要全國在此後的幾十年裡，共建成運行約240座百萬千瓦級的核電站。
國際能源機構（IEA）在《2007年世界能源展望》中認為，中國政府對於在幾十年的時間裡提高核電的構成比例的規劃是不甚可靠的。針對這樣的質疑，趙志祥院長說，我們的近鄰印度在核發展上的成績有目共睹，諸如核燃料循環、後處理等的局部方面和領域的發展已經領先於中國。同樣作為發展中國家，我們發展對於核的和平利用，也一樣能夠突破各種制約，取得重大進展，雖然在實現過程中必然會有這樣那樣的困難，但是絕非有些境外人士說的那樣渺茫。
在中國核能專家看來，國家近些年加大了對於核電開發的投入，顯示出對於核能事業在國家安全、經濟發展方面的重大作用的清醒認識和正確決策。20多年的發展使中國的核電事業取得了可喜成就，我們已經具備了積極發展核電的各項基礎條件，歷史和事實都會證明，形成批量化建設中國品牌先進核電站的綜合能力、提高核電所佔比重、實現核電技術的跨越式發展，迎頭趕上世界核電先進水平的預期，絕非一紙空文。□
(責任編輯：張宬)