深度观察丨拓展核能综合利用新路径

来源：中国电力新闻网 时间：2021-10-26 11:19

中国电力新闻网 记者 谢文川

　　10月20日上午，中国核学会2021年学术年会在山东烟台召开，会议对碳达峰、碳中和路径、核电到核能综合利用等问题进行了深入探讨。

　　全国政协常委、中国核学会理事会党委书记、理事长王寿君在会上表示，近年来，我国核科学技术创新及核能产业发展取得了可喜成绩。中国核学会将充分发挥开放型、枢纽型、平台型组织优势，深入贯彻落实建设创新型国家的战略部署，为促进我国核科技发展，助力地方经济社会发展提供科技服务和人才支撑。

　　会议表示，在碳达峰、碳中和目标下，中国核电的发展要把安全放在首位，推动自主创新，努力提高自主化水平，全面实现自主设计、自主建设、自主运营，不受制于人，抢占技术发展和产业的制高点。同时，在全球新能源成本持续下降的大环境下，核电要增强市场意识，降成本补短板，提高发展质量，提升核电的竞争力。

　　以核电为基荷

　　实现碳中和装机需达10亿千瓦

　　核能在实现碳达峰、碳中和目标中会起到怎样的作用？“双碳”目标对核能发展又会带来怎样的影响？

　　中国科学院院士吴宜灿表示，能源利用与环境相容是世界可持续发展面临的核心问题，“双碳”目标已成为国家战略。核能作为一种清洁低碳高密度能源，将面临新的发展机遇。

　　中国科学院院士詹文龙对“双碳”目标提出了具体方案。詹文龙表示，2060年实现碳中和需要数十亿千瓦经济、可持续、清洁、低碳的一次能源，并且其中70%~80%用于发电。根据我国资源禀赋，集成核电、水电构成长期稳定的基荷电源，同时把我国西北丰沛的太阳能、风力发电经滤波后上网，可成为实现碳中和的解决方案之一。

　　“从当前我国经济发展情况来看，如采用核电加水电作为基荷电源，实现碳中和需要近10亿千瓦的核电装机，这对于当下装机不足6000万千瓦的核电行业来说既是机遇也是挑战。”詹文龙表示，大规模发展核电，不仅需要实现核燃料全闭式循环、防止放射性物质扩散的固有安全性外，还要求供电机组具备一定的调峰能力及足够多的核电厂址。当前，我国现役核电站厂址基本集中在沿海地区，经测算，目前已勘探可行的沿海核电场址约可容纳2亿千瓦的核电装机容量。因此，詹文龙提出，可在西北沙漠、戈壁开发人工绿洲，建造无水冷核电，同时在场区内完成干法燃料循环系统。

　　会上，詹文龙还提出了一种符合碳中和要求的核电发展技术路线，即加速器驱动的核能系统——ADANES。詹文龙介绍，ADANES包括燃烧器和乏燃料再生部分，在加速器驱动下燃烧器调控能力可大幅提高，确保固有安全性。其燃料来源可取自含有50%左右裂变碎片的再生乏燃料。这样，不仅能发电，嬗变核废料、增殖核燃料，也可以使乏燃料再生简化到只需排除50%裂变碎片，令厂区内干式燃料循环成为可能。这将使燃料利用率由现在约1%提高到95%以上，约99%的核废料减少到5%以内，其放射寿命由数十万年到小于500年，同时保证核燃料能供上万年。经十多年研发，系统不断优化完善，关键核心技术基本突破，2035年有望完成工程示范。

　　中国工程院院士于俊崇提出实现碳达峰、碳中和目标，不能立刻弃煤的观点。于俊崇表示，2020年我国全年煤炭消费量近50亿吨；我国天然气、石油高比例依赖进口，这两种资源的替代路径不可行。我国风能、太阳能资源储量虽然丰富，开发量也相当可观，但其存在间歇性和不稳定性，必须配套发展柔性电网技术、区域电网技术和小中型储能技术。同时，核电在我国能源结构中占比偏低，远期规划占比也仅能提升至10%~15%的水平，核电替代煤炭也不现实，所以目前还不具备依靠其他能源替代燃煤的能力。

　　于俊崇表示，我国在煤炭的清洁高效利用上成绩显著，在煤炭清洗、高效利用、碳捕捉和煤气化、煤液化等方面独树一帜，取得了很好的成绩。实现碳达峰、碳中和目标，其他能源要发展，煤炭也不能不用。

　　立足核能优势

　　多角度探索综合利用方向

　　在核能技术发展方面，来自各核电企业与高校的专家分别列举了当下核能发展各个方面最先进的技术。

　　清华大学核能与新能源技术研究院院长张作义提出，可以通过核能的高温热利用，提供高于常规压水堆核电厂温度蒸汽的热能的利用技术。张作义以山东石岛湾20万千瓦高温气冷堆核电站示范工程技术创新为例，阐述了核能提供的温度高于300摄氏度的高温高压蒸汽，可用于石化、化工及稠油热采等工业领域；温度达到900摄氏度左右的高温工艺热，可用于石化、冶金等工业过程，替代煤和石油天然气的燃烧，以及核能的高温热裂解及电解制氢等。张作义表示，这些应用领域都是碳中和实现过程中具有高度挑战性的领域。

　　山东核电有限公司董事长吴放表示，在核能高温利用方面，山东核电已经开展了包括核能供热、海水淡化、水热同传、储热等系列核能综合利用工程实践，并结合地方发展制定了海阳核电核能综合利用发展规划，提出了开展核能综合利用需克服的困难及待解决的问题。

　　国家电投国核示范电站有限责任公司董事长汪映荣表示，国家重大科技专项“国和一号”示范工程的建设，全面运用5G、物联网、人工智能、虚拟现实、大数据等新技术，汇聚多系统安全、质量、施工、物资等数据，并改进了施工现场参建单位的交互方式和管理模式。通过对“人机料法环”等关键要素进行实时、全面、智能的监管，以实现多方协同、多级联动、管理预控、整合高效的创新管理体系，从而切实提升工程安全质量管理水平，保障核安全。

　　中广核战略与科技咨询委员会主任郑东山表示，当前我国核能技术已经达到国际先进水平。目前，“华龙一号”英国通用设计审查进展顺利，审查已进入收尾阶段。英国通用设计审查（GDA）是根据英国核安全监管规定，在英国使用核电技术、建设核电之前需要进行的通用设计审查，这一审查主要针对新建核反应堆通用安全性和环境影响进行评估。在此之前，“华龙一号”已于2020年10月完成EUR审查并获得证书。EUR是欧洲用户对核电技术的要求，通过EUR认证是核电技术进入欧洲市场的门槛。

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