叶奇蓁
我国核电比例要从2%到世界平均的16%,发展前景还很大.我国计划到2020年核电要投产运行8000万千瓦,正在建设12个机组.
中国能源状况
我国煤炭水力资源含量十分丰富,还有相当数量的石油/天然气资源,但人均占有量却很低,而且分布极不平衡.
当前我国电力发展情况是:2008年全国装机容量到7.9亿千瓦,2010年将达到9.5亿千瓦,2020年将达到15亿千瓦,而我国核电总发电量占1.9%,燃煤发电占80%,其余为水电等.我国核电与世界平均水平差距甚大.
由于我国以火电为主,带来能源紧缺和环境污染双重压力,火电形成的废弃物造成大气、水、土地污染等严重的环境问题.因此,国家决定压缩火电,大力发展以核电为主的、俄清洁能源.
目前我国运行和建成的核电站主要有:秦山一期、二期、三期,大亚湾、岭澳一期、二期和田湾.运行电站负荷因子都在85-90%,与国际水平相当.
核能发电优势
1. 核电是清洁能源.按一年100亿千瓦时的发电量计算,火电需要燃烧390万吨标准煤,核电只需要52吨核燃料;火电将排放7.78万吨二氧化硫\203万吨一氧化碳,产生大量煤灰等废弃物,而核电为零排放.
核电站排出物都要经过严格的控制和处理.如,废气经过滤\吸附\衰变,通过高空扩散排放;废水经过滤\蒸发\离子交换稀释排放;固体废物经由水泥固化\密封包装,最终地下深埋.环境保护效果良好.以秦山二期为例,与国际标准相比,废弃排放低二个数量级;废 水中氚低一个数量级.工作人员照射低于国家标准四倍.
2. 核电是安全的能源.压水式反应堆通过三道屏障确保安全运行.第一道屏障是将铀燃料与放射性裂变产物藏在燃料棒的 合金壳内.燃料组件包容在20厘米厚的压力容器内,压力容器与一回路构成防止辐射泄露的第二道屏障.核反应堆及主冷却剂系统装设在坚固密封的安全壳厂房内,安全壳由90厘米厚的预应力混凝土建成,并且有6毫米厚的防漏钢质衬垫,构成第三道屏障.
此外,还通过运行参数偏离控制\事故工矿保护\设计基准事故防范等纵深防御确保安全.
目前,我国二代改进型核电站已实现自主设计\自主建造\大部分设备国产,国产化超过70%.
内陆核电建设
目前,国际上大部分核电站建设在内陆.法国65.1%的核电站建设在内陆,美国有75.7%核电站建设在内陆.可见,内陆建核电站是完全可行的.
我国建设内陆核电站势在必行.原因在于:内陆地区经济有了很大发展,电网容量亦有很大发展;有些省份缺乏煤炭和水力资源;2008年初南方各省发生了大面积\长时间的雪灾,造成广大地区长时间断电,带来了严重后果,这表明依靠远距离输电和长途运煤难以保障用电安全.因此,建设不依赖燃料运输的支撑电站——核电站是很有必要的.
技术方面,发展内陆核电站也完全成熟.从安全和环保要求看,内陆核电站和沿海核电站没有本质的差别,目前成熟的核电站设计和建造技术完全可用到内陆核电站.
核能发电的发展前景
第三代核电是核能发电未来发展趋势.
第三代核电机组有更高安全目标:堆芯热工安全裕量大于15%;堆芯损坏概率小于每堆年10-5;大量放射性外泄小于每堆年10-6.
第三代核电机组有更好的经济性:机组额定功率1000-1500兆瓦力;可利用因子大于87%;换料周期18-24月;电站寿命60年;建设周期48-52月;能与联合循环的天然气电厂相竞争.
第三代核电机组技术上更先进.如,美国西屋公司AP1000机组具有非能动安全系统\严重事故预防和缓解\双层安全壳\全数字化仪控\模块化施工等特点.
(作者系中国工程院院士\核反应堆及核电工程专家)