對我國核能發(fā)展戰(zhàn)略的幾點(diǎn)思考

杜祥琬中國工程院中國工程院ChineseAcademyofEngineering

對我國核能發(fā)展戰(zhàn)略的幾點(diǎn)思考當(dāng)前1頁，總共45頁。2

主要內(nèi)容1我國能源結(jié)構(gòu)發(fā)展的三個階段3戰(zhàn)略必爭、百年大計(jì)、夯實(shí)基礎(chǔ)、穩(wěn)扎穩(wěn)打2馴服核能確保安全當(dāng)前2頁，總共45頁。3非化石能源為主階段（非化石能源占一次能源總量的90%）能源多元結(jié)構(gòu)階段（非化石能源占比超過10%）以化石能源為主（占90%以上）階段1我國能源結(jié)構(gòu)發(fā)展的三個階段當(dāng)前3頁，總共45頁。4

目前我國能源結(jié)構(gòu)處在以化石能源為主（占90%以上）的階段。我國能源發(fā)展的三個階段非化石能源7.9%煤炭70.5%石油17.6%天然氣4.0%當(dāng)前4頁，總共45頁。5我國可能在2015年前后進(jìn)入能源多元結(jié)構(gòu)階段。我國能源發(fā)展的三個階段

在這個階段初期的幾十年中，化石能源仍將占大頭，但煤炭和石油年消耗的總和占比將逐步下降。這個年消耗總和的絕對量，將持續(xù)一段時間（約20年左右）的增加，并達(dá)到歷史性的峰值，然后緩慢減少。當(dāng)前5頁，總共45頁。6這個變化趨勢的必然性由三個原因所決定：煤炭、石油帶來的環(huán)境問題必須得到控制；更根本的原因在于煤炭、石油的不易再生性；潔凈能源（包括可再生能源、核能及天然氣）的替代能力將逐步提高。

在煤炭與石油年消耗總和的絕對量達(dá)到峰值后，我國能源需求總量的增量，將由上述潔凈能源來補(bǔ)充，這些潔凈能源在我國一次能源結(jié)構(gòu)中的占比將逐步增加。這個多元結(jié)構(gòu)階段大約會持續(xù)百年左右。然后進(jìn)入非化石能源為主的第三階段。

我國能源發(fā)展的三個階段當(dāng)前6頁，總共45頁。7我國能源發(fā)展的三個階段非化石為主的階段

這個新階段的標(biāo)志是非化石能源將占到一次能源總量的90%以上。

當(dāng)前7頁，總共45頁。8我國能源發(fā)展的三個階段涉及一個世紀(jì)以后的事，很難定量說準(zhǔn)，然而，討論這個長達(dá)百年以上的“能源結(jié)構(gòu)三階段”的戰(zhàn)略意義在于：從而增強(qiáng)戰(zhàn)略謀劃及政策制定的穩(wěn)定性它可以使我們從方向上定性判斷各類能源消長的大趨勢當(dāng)前8頁，總共45頁。9我國能源發(fā)展的三個階段包括非常規(guī)天然氣在內(nèi)的天然氣，屬于較潔凈的化石能源，從資源和開發(fā)潛力看，應(yīng)成為我國能源發(fā)展的重點(diǎn)和亮點(diǎn)之一。

但定量而言，即使通過努力到本世紀(jì)中葉，天然氣的供應(yīng)能力比現(xiàn)在增加一倍甚至兩倍，也只能占到屆時一次能源總量的百分之十幾。當(dāng)前9頁，總共45頁。10我國能源發(fā)展的三個階段那時，天然氣將成為一個綠色能源支柱，但不能只靠天然氣替代煤炭和石油，欲實(shí)現(xiàn)更高比例的替代，必須加上可再生能源和核能的貢獻(xiàn)。

當(dāng)前10頁，總共45頁。11我國能源發(fā)展的三個階段而非化石能源為主的階段，則須靠可再生能源和核能二者的合力才能較早到來并穩(wěn)定發(fā)展。可以肯定，在多元結(jié)構(gòu)階段，天然氣將為能源結(jié)構(gòu)的改善起到重要作用，但它和可再生能源及核能的發(fā)展并不是相互排斥的，三者共同努力，一個也不能少，才有望使?jié)崈裟茉丛?050年的中國一次能源結(jié)構(gòu)中占到半壁江山（中國工程院的研究報告），并進(jìn)一步增加。

當(dāng)前11頁，總共45頁。12基于科學(xué)產(chǎn)能和用能的一次能源結(jié)構(gòu)示意圖我國能源發(fā)展的三個階段當(dāng)前12頁，總共45頁。13人類無法棄核！從以上兩重意義上說：非化石能源包括：可再生能源和核能。2馴服核能確保安全可再生能源中的太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可看作是廣義的太陽能。而太陽能源于核能，是太陽內(nèi)部發(fā)生的核聚變釋放能量的一種形式?？梢哉f沒有核能就沒有人類，人類與核能天然地結(jié)下了不解之緣；另一方面，地球上可控的核能發(fā)展，大體上將經(jīng)歷由利用核裂變能走向利用核聚變能兩大階段，目前是利用核裂變能，而未來的核聚變電站將為人類提供可永續(xù)發(fā)展的核能，成為受控核能的歸宿。

當(dāng)前13頁，總共45頁。14ITER裝置示意圖馴服核能確保安全當(dāng)前14頁，總共45頁。15馴服核能確保安全現(xiàn)階段有現(xiàn)實(shí)意義的是核裂變能。在它發(fā)展的幾十年歷程中，曾發(fā)生過三里島、切爾諾貝利和福島三次大事故。三哩島（美國）1979年3月28日切爾諾貝利（烏克蘭）1986年4月26日福島（日本）2011年3月11日當(dāng)前15頁，總共45頁。16馴服核能確保安全盡管因核電事故死亡的人數(shù)遠(yuǎn)少于煤炭的礦難事故和交通事故，但由于核事故具有一定的后效性和擴(kuò)散性，每一次事故都增加了人們對核電安全的擔(dān)憂，甚至使人談核色變，因而給核電的發(fā)展勢頭帶來負(fù)面的沖擊。

當(dāng)前16頁，總共45頁。17馴服核能確保安全福島事故后，德國、瑞士等國宣布逐步棄核，就是指的放棄本國核裂變電站的發(fā)展。這些國家的棄核對世界核能的全局影響不大。美國對本國核電安全性重新進(jìn)行了評估，美國核管會評估的結(jié)論是：像福島事故這樣的事件序列在美國不可能發(fā)生。因此，在役核電機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行，并繼續(xù)進(jìn)行核電站延壽和新建核電站的審批。

日本福島核事故當(dāng)前17頁，總共45頁。18我國在福島事故后，及時開展了核電安全大檢查。檢查結(jié)果：一方面肯定我國核電站具備對嚴(yán)重事故的預(yù)防和緩解能力，應(yīng)對極端外部事件具有一定安全裕度，安全風(fēng)險處于受控狀態(tài)；同時指出，要充分吸取各次核事故的教訓(xùn)，采取進(jìn)一步加強(qiáng)核安全的措施，落實(shí)安全大檢查提出的整改意見，改進(jìn)和提升安全水平。

馴服核能確保安全當(dāng)前18頁，總共45頁。19福島事故的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)1核電站不宜建在地震帶上；2核電站設(shè)計(jì)的安全標(biāo)準(zhǔn)要充分考慮可能發(fā)生的天然和人為的事故情景；3在出現(xiàn)意外事故的情況下，不僅要確保自動停堆，

而且要確保冷卻手段的有效性；馴服核能確保安全當(dāng)前19頁，總共45頁。204乏燃料池的冷卻水在事故情況下未能確保，56應(yīng)制定應(yīng)對發(fā)生超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的事故的應(yīng)急預(yù)案，使后果可控；也是必須改進(jìn)的；福島事故的事后處理很不及時，很不得力，暴露了體制上、管理上和技術(shù)上的問題。福島核事故造成的損失，將由核電技術(shù)和管理的進(jìn)步來補(bǔ)償。馴服核能確保安全當(dāng)前20頁，總共45頁。21馴服核能確保安全世界核能發(fā)展基本格局是穩(wěn)定的

對福島事故進(jìn)行了認(rèn)真分析，對核電的安全性重新進(jìn)行了評估，作出了明確的結(jié)論，確認(rèn)了繼續(xù)發(fā)展核電的方針?！?dāng)前21頁，總共45頁。22馴服核能確保安全全球主要核電站分布(能源技術(shù)經(jīng)濟(jì).24-3.P.6)當(dāng)前22頁，總共45頁。23

人類既然認(rèn)識了核能的巨大潛力和價值，就不可能把它鎖在抽屜里、關(guān)在籠子里，必然會努力去開發(fā)它、掌握它，使之成為人類的馴服工具，不駕馭核能才是真正的危險。戰(zhàn)略上的穩(wěn)定性源于：第一，發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識核能，是二十世紀(jì)人類最偉大的科學(xué)成就之一。馴服核能確保安全當(dāng)前23頁，總共45頁。24馴服核能確保安全第二，原理上，核裂變能是可以駕馭、可以控制的；實(shí)踐上，也已證明了這個可控性。

至2010年底，全球共441座運(yùn)行的核裂變反應(yīng)堆，總裝機(jī)3.75億千瓦，年發(fā)電量占全球電力的15%。30個擁有核電的國家累計(jì)已有1.4萬堆年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。實(shí)踐證明，裂變核電站是可以做到安全的。

當(dāng)前24頁，總共45頁。25三次事故分別從內(nèi)部風(fēng)險和外部風(fēng)險不同角度提供了互相補(bǔ)充的豐富經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和啟示，深化了人們對核安全的理解。馴服核能確保安全第三，對每次核事故，經(jīng)過仔細(xì)的、全面的研究，對事故發(fā)生的具體原因、給出的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，都有明確的結(jié)論。當(dāng)前25頁，總共45頁。26馴服核能確保安全核事故是可分析、可認(rèn)識的，而且每次核事故都帶來了核安全技術(shù)和核安全管理水平的提高。馴服核能必然是一個在實(shí)踐中不斷總結(jié)、提高、改進(jìn)的過程。表明：當(dāng)前26頁，總共45頁。27核電在戰(zhàn)略上具有競爭力，根本原因在于，它有著不可替代的優(yōu)點(diǎn)：它是高能量密度的能源；輸出功率穩(wěn)定高效；它是清潔、低碳、環(huán)境友好的能源；這些優(yōu)點(diǎn)的展現(xiàn)又是以核電可以做到安全為基礎(chǔ)和前提的。3戰(zhàn)略必爭、百年大計(jì)、夯實(shí)基礎(chǔ)、穩(wěn)扎穩(wěn)打當(dāng)前27頁，總共45頁。28核電與火電的比較100萬千瓦的火電站每年：燒煤：300萬噸排放CO2：600萬噸排放SO2：4-5萬噸100萬千瓦的核電站每年：

燒：30噸核燃料

排放CO2：火電的百分之一

排放SO2：火電的萬分之一

輻射照射：低于火電當(dāng)前28頁，總共45頁。29戰(zhàn)略必爭、百年大計(jì)、夯實(shí)基礎(chǔ)、穩(wěn)扎穩(wěn)打不同發(fā)電方式所排放的溫室氣體強(qiáng)度

(中國科技戰(zhàn)略院調(diào)研報告.1341期.P.5)當(dāng)前29頁，總共45頁。30

我國發(fā)展核能和可再生能源是為了逐步替代化石能源，而高比例的替代要求其必須發(fā)展到一個相當(dāng)大的規(guī)模。核能是一個科學(xué)技術(shù)要素很多的產(chǎn)業(yè)，其安全和規(guī)模化的發(fā)展必將帶動多方面的科學(xué)、技術(shù)和工程領(lǐng)域的進(jìn)步。

國家爭占科技優(yōu)勢制高點(diǎn)的大戰(zhàn)略;創(chuàng)新型國家的重要標(biāo)志之一。戰(zhàn)略必爭、百年大計(jì)、夯實(shí)基礎(chǔ)、穩(wěn)扎穩(wěn)打當(dāng)前30頁，總共45頁。31這既是發(fā)展的基礎(chǔ)也是信心的根據(jù)之一戰(zhàn)略必爭、百年大計(jì)、夯實(shí)基礎(chǔ)、穩(wěn)扎穩(wěn)打我國已運(yùn)行15臺核電機(jī)組，裝機(jī)1257萬千瓦，幾代核電人的卓越努力，使之保持著良好的安全紀(jì)錄。核電目前在我國電力中所占的比例不足2%，有著很大的發(fā)展?jié)摿?，在這個戰(zhàn)略必爭的領(lǐng)域，保持指導(dǎo)思想和方針政策的穩(wěn)定性和持續(xù)性是十分重要的。當(dāng)前31頁，總共45頁。32戰(zhàn)略必爭、百年大計(jì)、夯實(shí)基礎(chǔ)、穩(wěn)扎穩(wěn)打歷史地看，我國核能事業(yè)還很年輕，處在發(fā)展的初級階段。需要清醒認(rèn)識到：我國核能基礎(chǔ)研究薄弱；技術(shù)儲備不足；對長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)和路線圖的論證還不夠深入；全產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的發(fā)展尚未協(xié)調(diào)配套；核能發(fā)展的法制建設(shè)和管理體制有待改進(jìn)完善。當(dāng)前32頁，總共45頁。33在堅(jiān)定發(fā)展核能的同時，需強(qiáng)化風(fēng)險意識，努力夯實(shí)各方面的基礎(chǔ)，有一個：戰(zhàn)略必爭、百年大計(jì)、夯實(shí)基礎(chǔ)、穩(wěn)扎穩(wěn)打我國核能迄今的發(fā)展是比較健康的

“不要大躍進(jìn)”的意見是對的，其實(shí)，各行各業(yè)乃至國民經(jīng)濟(jì)全局都應(yīng)避免違反科學(xué)規(guī)律的躍進(jìn)。在我國的發(fā)展史上，未曾有過因頭腦冷靜穩(wěn)步發(fā)展造成的失誤，倒是有狂熱的“大躍進(jìn)”使國家損失慘重的深刻教訓(xùn)。“百年大計(jì)、穩(wěn)扎穩(wěn)打”的心態(tài)和安排當(dāng)前33頁，總共45頁。34戰(zhàn)略必爭、百年大計(jì)、夯實(shí)基礎(chǔ)、穩(wěn)扎穩(wěn)打中央提出：

國民經(jīng)濟(jì)要穩(wěn)中求進(jìn)核能今后的發(fā)展也應(yīng)該是這樣，為此，須認(rèn)真做好一系列工作：當(dāng)前34頁，總共45頁。35

1.

切實(shí)落實(shí)安全大檢查提出的各項(xiàng)整改措施，提升核安全文化素養(yǎng)和水平；研究和制定更高的核安全標(biāo)準(zhǔn)，從選址、設(shè)計(jì)、堆型選擇、建造、運(yùn)行、管理等各環(huán)節(jié)確保運(yùn)行安全，提高預(yù)防或緩解事故的能力，使放射性釋放的潛在風(fēng)險切實(shí)可控。戰(zhàn)略必爭、百年大計(jì)、夯實(shí)基礎(chǔ)、穩(wěn)扎穩(wěn)打當(dāng)前35頁，總共45頁。362.科學(xué)制定我國核能發(fā)展戰(zhàn)略，并在戰(zhàn)略的指導(dǎo)下調(diào)整和制定核能發(fā)展規(guī)劃及實(shí)現(xiàn)規(guī)劃目標(biāo)的路線圖和具體措施。

中國工程院核能研究課題組建議：在2015年裝機(jī)約達(dá)4000萬千瓦規(guī)劃的基礎(chǔ)上，2020年我國核電運(yùn)行裝機(jī)達(dá)6000-7000萬千瓦，在建約3000萬千瓦，可供研究和決策參考。

戰(zhàn)略必爭、百年大計(jì)、夯實(shí)基礎(chǔ)、穩(wěn)扎穩(wěn)打當(dāng)前36頁，總共45頁。

對進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模核電的目標(biāo)和時間表，有關(guān)單位和專家已有一些定量的研究和建議，盡管各家的估算存在著差異，卻有一個共同點(diǎn)：

即規(guī)模與時間表要和鈾資源的可供性相匹配獲取鈾資源有幾種途徑，完全可以通過對情況的科學(xué)調(diào)研與分析，對技術(shù)可行性、市場可能性、供應(yīng)安全性、經(jīng)濟(jì)性及提高鈾資源利用率的途徑，得到更中肯的認(rèn)識，并使相應(yīng)的研發(fā)投入和政策措施的制定，也建立在更充分的科學(xué)論證的基礎(chǔ)上。37

戰(zhàn)略必爭、百年大計(jì)、夯實(shí)基礎(chǔ)、穩(wěn)扎穩(wěn)打當(dāng)前37頁，總共45頁。38

3.沿海和內(nèi)陸核電站都要做到安全

對內(nèi)陸核電站:

確定嚴(yán)格的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對排放約束更嚴(yán)

在場址的選擇上需作更充分的論證，特別是對

避開地震帶和水源的穩(wěn)定可供性應(yīng)予以高度重視。

歐美60%的核電機(jī)組建在內(nèi)陸，美國104座運(yùn)行中的反應(yīng)堆，100個在內(nèi)陸，我國可充分借鑒其經(jīng)驗(yàn)。戰(zhàn)略必爭、百年大計(jì)、夯實(shí)基礎(chǔ)、穩(wěn)扎穩(wěn)打當(dāng)前38頁，總共45頁。394.關(guān)于核能長遠(yuǎn)發(fā)展的技術(shù)路線，涉及到熱中子堆以后如何發(fā)展的問題。我國目前啟動了實(shí)驗(yàn)快堆的研究，但快堆的發(fā)展戰(zhàn)略尚不清晰，商用快堆采取何種技術(shù)路線，后處理技術(shù)如何選擇，其它堆型（包括裂變-聚變混合能源堆、小型核反應(yīng)堆、核動力堆等），宜多做研究，多進(jìn)行論證。中國實(shí)驗(yàn)快堆戰(zhàn)略必爭、百年大計(jì)、夯實(shí)基礎(chǔ)、穩(wěn)扎穩(wěn)打當(dāng)前39頁，總共45頁。40新型裂變-聚變混合能源堆研究比純聚變堆易于實(shí)現(xiàn)ITER聚變堆芯或Z-pinch堆芯一種設(shè)想U-Zr