核能在我国的战略地位及可持续发展初探

2022-05-07 09:55:02 | 浏览次数：

摘要：剖析了我国核能的特点及我国发展核能的意义，指出核能是解决我国能源和环境问题的现实途径，并在分析我国核能发展现状和问题的基础上提出对我国核能可持续发展的建议。

关键词：能源；环境；核能；可持续发展

作者简介：刘吉昀（1992-），男，北京人，华北电力大学电气与电子工程学院本科生。

中图分类号：TK01 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）14-0211-02

随着工业化、城镇化进程的不断加快和人民生活水平的提高，我国的能源和环境压力愈来愈大。我国石油进口依赖度逐年提高，2011年上半年我国原油需求量的一半以上要靠从国外进口。核能是世界公认的唯一可以大规模取代化石燃料的洁净能源，是我国解决能源与环境问题最现实的途径。

一、我国发展核电的意义

核能具有很多其他能源无法比拟的优点，具体表现在：一是稳定性好，比风能、太阳能等可再生能源好储存，且上网稳定性强，不受环境、气象和季节等的影响。二是清洁，不产生二氧化碳、二氧化硫、氮化合物等污染物。据2007年世界能源理事会报告，全球每年实际产生的乏燃料数量仅为1.2 万吨左右，而全球由于使用化石燃料而排放的温室气体总量每年达到250 亿吨。三是能力密度大。体积小能量大，1千克铀-235裂变放出的热量相当于燃烧约2700吨标准煤，核能比化学能大几百万倍。①积极发展核电在我国具有重大意义，关乎到我国的能源安全。

1.有利于缓解我国能源供需矛盾

我国人均能源资源拥有量低。按专家的估计，我国煤炭剩余可采储量为900亿吨，可供开采不足百年；石油剩余可采储量为23亿吨，仅可供开采14年；天然气剩余可采储量为6310亿立方米，可供开采不过32年。

2.有利于优化我国的能源结构

我国是贫油、少气、多煤的国家，能源结构很不合理，煤炭占比过大。以2009年为例，中国的一次能源生产总量为28.0亿吨标准煤，其中煤炭占77.5%、石油占9.4%、天然气占3.8%，其他（水电、核电、风电）占9.3%。这种能源消费结构的弊端是能源利用率低，环境污染严重。

3.有利于缓解我国的环境压力

石化能源除了消费过程中的污染物排放外，在开采、炼制及供应过程中也会产生大量有害气体，严重影响着大气环境质量。世界银行发展报告列举的世界污染最严重的20个城市中中国占了16个。我国二氧化碳排放量、酸雨区面积均居世界第一位。我国在经济高速增长的同时付出了沉重的环境代价。

日本福岛核事故发生之前，很多能源紧缺国家加速核电建设。福岛核事故再一次引发了民众对核电的恐慌情绪，又一次为全世界核电发展前景蒙上阴影。日本福岛核事故发生之后，世界上对核能的应用存在两种截然不同的态度：一是美国和法国，认为他们的技术是可靠的，选址是慎重的，因此没有减少或者停止核电项目。大部分有能力的发展中国家，如中、印、巴西等国的态度是要充分汲取日本的教训，认真研究核电安全的应对措施和防范系统，鉴于国家发展对能源的需求，还是要大力发展核电。另一种态度是日本、欧洲，特别是德国，准备减少、停止建设核电站。我国在对核电的态度上不能盲目仿效国外的做法，中国有自己的国情，应坚持积极发展核电的能源战略不动摇。

二、我国核能发展状况的分析

1954 年，世界上首座核电站——苏联奥布宁斯克核电站建成并投入运营，标志着人类进入了核电时代。我国核工业起步较晚，是在“六五”时期起步的，最初主要由二机部（中国核工业集团公司前身）负责全方位的管理。虽然起步晚于国外发达国家，但我国核工业发展很快。1991年我国第一座核电站并网发电，1994年国家成立了中国广东核电集团，与中国核工业集团共同经营和开发核能。2007 年国家发改委发布《核电中长期发展规划（2005-2020）》，我国核电事业进入了快速发展阶段。截至2011年3月已有6个投入运营的核电站、12个在建的核电站。我国最早的核电站——秦山核电站到2011年底累计发电405亿千瓦时，相当于少消费标准煤1600多万吨，减少二氧化碳排放400万吨，减少二氧化硫排放120万吨。

经过近十年的努力，我国已经建立了比较完整的核能科研体系，培养了一批高水平核科学技术研究设计队伍，拥有了较完整的反应堆研究设施，已具有独立自主进行300、600、1000 MW 级压水堆核电站研究设计的能力。我国正积极引进开发建设第三代反应堆，并实现第三代核电技术自主化，同时加强第四代反应堆和聚变堆研究。

我国核电尽管发展很快，但发电量占全国总量的比重还不到2%，远不到世界平均水平。目前全球核电占电能的比重平均为17%，已有17个国家核电在本国发电量中的比重超过25%。②我国发展核电还有很长的路要走。

目前，我国核能产业存在的问题主要有：

（1）中国铀资源储量偏少，无法保证核燃料的长期稳定供给。我国核电发展一旦上规模就容易受制于人，这是中国核能可持续发展的主要瓶颈之一。

（2）我国核电站投入大、建设周期长，规模相对较小，因此成本居高不下。我国核电站的造价远高于国外同类型核电站的造价，是国内火电造价的2～3倍，核电电价明显缺乏竞争力。

（3）我国核电设备技术还不够成熟，部分设备还靠从国外引进。

（4）核废料的处理技术急需提高。针对废料的处置手段还有待完善，目前高放射性的废料只能暂时深埋于地下存放。

（5）人才培养滞后。按每100万千瓦核电机组配置200 名左右核工程相关人员计算，到2020年至少需要5000～6000名专业技术人员。现有的人才培养规模远远不能满足核电发展的需要。③

三、对我国核能可持续发展的建议

核能虽具有其他能源无法比拟的优势，但运营安全问题和放射性核废料问题若解决不好会对人与生态环境造成巨大伤害。核废料含100多种放射元素，这些放射元素可以致癌和造成遗传疾病，其中危害最大的是碘131、锶90、铯137和钚239。“核能控制好了是天使，控制不好是魔鬼”，这句话很有道理。我国若要实现核能可持续发展，首先要解决的是安全问题。安全是核能发展的基石。核能的安全问题主要体现在四方面：一是铀（钍）矿和伴生放射性矿开发利用污染问题；二是核设施，包括核电站、反应堆、冷却池、核废料储存设施、核材料运输设备等的安全问题；三是放射性核废料的处理问题，放射性核废料大量增加对环境构成潜在威胁；四是防止核泄漏问题，一旦发生泄漏或事故造成放射性污染，将危及周边广大范围内的生态环境安全。我国要确保核电安全，应从以下几方面入手：

（1）建立核电站首先要保证选址安全。核电站建设有严格的地理和地质条件，要考虑核燃料和核废料运输安全条件、紧急事故疏散条件等。核电站不能设在人群密集区，不能设在地震、海啸等自然灾害高发区等。

（2）核废料的处理是保证核电站安全的关键环节，我国应在加大力度建设核电站的同时提高核废料处理能力。核电可能产生的放射性污染物主要是放射性废水、放射性废气和放射性固体废物。1 座100 万千瓦核电站1 年卸出的乏燃料约为25吨，其中主要成分是铀和钚等重金属。低放射性强度的放射性废物通常经净化处理后可直排入环境中。核电站产生的放射性液体要经过衰变，稀释到无害水平才允许排放到湖泊、河流或海洋中。核电站产生的放射性气体要先经过衰变或用活性炭吸附，达到标准后才可由高空烟囱排至大气。中、高强度的放射性废物则必须进行固化处置后埋入地下。深埋的方法虽然降低了核乏料处理的难度和成本，降低了近期核扩散的可能，但核乏料大多寿命长达100×104 年，无法保证核乏料包装材料的长久坚固性及确保核乏料的长期安全。随着核电事业的不断发展，核乏燃料越来越多，国际上一些发达国家采用核燃料的多次封闭循环使用既可以保证核乏料的长期安全又可提高核燃料的使用效率。我国也应加大科技投入，研究开发这项技术。

（3）从以往的经验教训来看，几乎所有的核安全事故都是由于人为因素导致的，因此管理安全是核安全的重中之重。在核能运行过程中要制订严格的操作规程，尽可能杜绝一切人为因素产生的危险。

（4）保障核设施自身的安全。我国核反应堆采取的是四级防护，是安全的。关键是在建设过程中不能盲目追求速度，要以对社会、对子孙后代负责的态度严格遵守质量标准，科学规划建设。

（5）强化放射源的管理。从铀矿的开采到运输、使用要有一套严格的技术操作规范和管理措施，杜绝放射性原料在任何一个环节的泄露，甚至丢失。

（6）要有一套完善的应急处理机制，以便一旦出现了核安全事故能及时控制事态，将影响降到最小。

除了把安全放在第一位外，我国发展核电还应兼顾经济效益、降低成本，否则，核电就会缺乏市场竞争力。

中国是发展中大国，对核电的需求量很大。我国发展核电一定要走国产化、标准化、系列化的道路，不能完全靠引进国外的技术、设备。核电国产化的标志体现在自主设计、自主制造、自主建造、自主运营四个主要方面。

铀矿资源是发展核电的前提条件之一。我国大规模的核电建设对铀资源供应提出了非常紧迫的要求，而我国铀资源比较匮乏。据国际能源署（IEA）的数据，2010年中国铀产量仅为827吨，而2011年中国铀消耗量却达到4400吨，中国不可避免地要依赖铀进口。因此，我国要加强铀资源的战略储备，这关乎到我国的能源安全。

注释：

①周全之.核能发电原理[J].大众用电，2009，（11）.

②黄抗生，等.盛夏：中国应对“电荒”[N].人民日报（海外版），2004-07-17（4）.

③我国内陆核电站建设的几个关键性问题[N].中国核工业报，2010-03-24（8）.

参考文献：

[1]郑明光，等.新能源中的核电发展[J].核技术，2010，（2）：81-86.

[2]张秋妙.从资源角度看核电发展[J].现代物理知识，2009，（2）：31-35.

[3]徐步朝，等.低碳背景下中国核能发展的模式与路径分析[J].资源科学，2010，（11）.

[4]史永谦，等.解析中国的核能战略 [J].能源工程. 2007，（5）：1-9.

[5]殷捷，等核能在我国能源可持续发展中的作用和前景[J].上海电力，2010，（3）：181-184.

[6]顾忠茂，等.加快开发我国核能产业实现能源结构多样化[J].中国能源，2003，（12）.

[7]詹文龙.安全高效是核能可持续发展的保障[J].能源与节能，2011，（3）：1-2.