本刊記者 衛(wèi)廣剛 王 丹
加強(qiáng)核電創(chuàng)新能力,注重核電人才培養(yǎng)
——專訪于俊崇院士
本刊記者 衛(wèi)廣剛 王 丹
Strengthen the innovation capacity of nuclear power, focusing on nuclear power personnel training——Special interview with academician YU Junchong
編者按:國(guó)家“積極推進(jìn)核電建設(shè)”的重要決策,給核電產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。積極發(fā)展核電,有利于調(diào)整我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),促進(jìn)節(jié)能減排,實(shí)現(xiàn)綠色能源可持續(xù)發(fā)展。面對(duì)我國(guó)核電堆型技術(shù)呈現(xiàn)“百家爭(zhēng)鳴”的態(tài)勢(shì),如何提高技術(shù)創(chuàng)新能力,加快國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程,確保順利實(shí)現(xiàn)2020年核電建設(shè)的目標(biāo),帶著這些疑問(wèn),本刊記者采訪了中國(guó)工程院院士于俊崇。
于俊崇,中國(guó)工程院院士,1940年12月出生于江蘇省濱??h,1965年畢業(yè)于南京工程學(xué)院(東南大學(xué)),中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院研究員級(jí)高級(jí)工程師,博士生導(dǎo)師。 2006年榮獲全國(guó)“五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)隆狈Q號(hào),曾獲多項(xiàng)國(guó)家級(jí)和部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)及其他獎(jiǎng)勵(lì)。主要從事核反應(yīng)堆工程設(shè)計(jì)研究工作;在核反應(yīng)堆熱工水力、核安全、核動(dòng)力等方面造詣很深;曾參加中國(guó)第一代壓水堆型核動(dòng)力裝置、岷江堆、脈沖堆等工程的反應(yīng)堆熱工水力設(shè)計(jì)工作;參加秦山二期核電站、新型反應(yīng)堆等立項(xiàng)論證和工程研制工作。
《中國(guó)核電》:積極發(fā)展核電對(duì)調(diào)整我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)起到怎樣的作用?
于俊崇:我國(guó)一次性能源的使用主要以煤炭為主,長(zhǎng)期以來(lái),煤炭發(fā)電量占總發(fā)電量的70%以上。大量的燃煤電廠給煤炭生產(chǎn)、交通運(yùn)輸和環(huán)境保護(hù)帶來(lái)巨大壓力。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展導(dǎo)致對(duì)電力需求不斷增長(zhǎng),大量燃煤發(fā)電對(duì)環(huán)境的影響也越來(lái)越大,我國(guó)能源結(jié)構(gòu)不合理的矛盾顯得越發(fā)突出。2009年,我國(guó)燃煤發(fā)電占全國(guó)總發(fā)電量的比重為78%,比世界平均水平要高出37個(gè)百分點(diǎn)。當(dāng)前,我國(guó)核電運(yùn)行裝機(jī)容量剛剛達(dá)到1 000萬(wàn)千瓦,占電力總裝機(jī)容量不到2%。所以,現(xiàn)階段大力發(fā)展核電是調(diào)整我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的重要舉措。因?yàn)楹穗娛且环N技術(shù)成熟的清潔能源。與火電相比,核電不排放二氧化硫、煙塵、氮氧化物和二氧化碳。以核電替代部分煤電,不但可以減少煤炭的開(kāi)采、運(yùn)輸和燃燒總量,而且是電力工業(yè)減排污染物的有效途徑,也是減緩地球溫室效應(yīng)的重要措施。目前,我國(guó)核電上網(wǎng)電價(jià)普遍高于火電、水電。其原因一是我國(guó)核燃料價(jià)格較高;二是我國(guó)很多核電產(chǎn)品正處在研發(fā)階段,研發(fā)費(fèi)用成本較高。核電的造價(jià)成本是比較高的,但發(fā)電運(yùn)營(yíng)成本是比較低的,隨著核電項(xiàng)目批量開(kāi)工,核電電價(jià)是完全可以比火電電價(jià)低的。
早在20世紀(jì)70年代,中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司便自籌資金,建設(shè)我國(guó)第一座自主設(shè)計(jì)的秦山核電站,發(fā)電能力為30萬(wàn)千瓦。在建設(shè)初期,由于人們對(duì)核的認(rèn)識(shí)不夠深入,談核色變;加上有些人對(duì)國(guó)內(nèi)核電的設(shè)計(jì)、建造能力不了解,國(guó)內(nèi)各方面阻力都非常大。但在核工業(yè)人的共同努力下,秦山核電站成功并網(wǎng)發(fā)電了,證明了我國(guó)在設(shè)計(jì)、建造核電站方面的能力?,F(xiàn)在,發(fā)展核電的意義逐漸被人們所認(rèn)識(shí)、接受。國(guó)家統(tǒng)籌全局出發(fā),用核電等新能源逐漸代替部分傳統(tǒng)的煤電,不僅僅是國(guó)家飛速發(fā)展的需要,也是我國(guó)實(shí)施能源多元化戰(zhàn)略、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)、進(jìn)而保障能源安全現(xiàn)實(shí)可行的舉措。對(duì)節(jié)約不可再生的寶貴資源和保護(hù)環(huán)境、維持低碳經(jīng)濟(jì)都有著重要的意義。
《中國(guó)核電》:我國(guó)在建核電站大多是二代改進(jìn)型技術(shù)和以AP1000為代表的三代技術(shù),您認(rèn)為在核電技術(shù)研發(fā)方面我們還需要做哪些工作?
于俊崇:目前,我國(guó)自主設(shè)計(jì)建造的二代改進(jìn)型核電新項(xiàng)目有嶺澳核電站擴(kuò)建工程、秦山二期擴(kuò)建工程、遼寧紅沿河核電工程以及福建寧德核電站工程等;采用三代AP1000核電技術(shù)的有山東海陽(yáng)核電、三門核電以及正在籌建的內(nèi)陸核電項(xiàng)目。
實(shí)際上,第三代核電技術(shù)相當(dāng)于在第二代核電技術(shù)基礎(chǔ)上,對(duì)嚴(yán)重事故預(yù)防和安全系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)提高,使第三代核電比第二代具有更好的安全性和先進(jìn)性,尤其是非能動(dòng)安全系統(tǒng)和嚴(yán)重事故應(yīng)對(duì)措施,可減少故障演變成事故的風(fēng)險(xiǎn),從而使堆芯熔化和大量放射性釋放的概率進(jìn)一步降低。第三代的壓水堆核電機(jī)組目前尚處在技術(shù)引進(jìn)、消化吸收階段,尚未取得實(shí)際建造、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),達(dá)到熟練掌握、批量規(guī)模建設(shè)的階段還需要有個(gè)過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中,我個(gè)人認(rèn)為不宜采取“一刀切”的政策。
其實(shí),我國(guó)核電起步工作并不比韓國(guó)等國(guó)家晚。那為什么韓國(guó)核電已經(jīng)具備出口1 400萬(wàn)千瓦二代核電機(jī)組的能力,而我們卻沒(méi)有做到呢?是因?yàn)槲覈?guó)核電發(fā)展經(jīng)歷很多坎坷,走過(guò)不少冤枉路,喪失了很多的發(fā)展機(jī)遇。由于歷史原因,我國(guó)核電曾一度缺乏統(tǒng)一的管理體系,目前運(yùn)行和在建的核電站,既有加拿大的CANDU重水堆,也有法國(guó)的EPR壓水堆、俄羅斯的WWER壓水堆,還有在建的福清和方家山CPR1000,現(xiàn)在又引進(jìn)美國(guó)的AP1000。采用多國(guó)多技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn),給我國(guó)實(shí)現(xiàn)核電技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和國(guó)產(chǎn)化造成很大困難。目前,主要的兩大核電標(biāo)準(zhǔn)體系已經(jīng)形成,法國(guó)的EPR和美國(guó)的AP1000標(biāo)準(zhǔn)。但從核級(jí)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看,兩個(gè)體系的“老祖宗”都是美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn),法國(guó)從美國(guó)引進(jìn)核電技術(shù)后形成自己的一套體系,本質(zhì)上沒(méi)有太多的差別。經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展,我國(guó)在核電設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)等方面已積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),已初步具備建立適合我國(guó)國(guó)情的壓水堆核電標(biāo)準(zhǔn)體系的條件。
為了實(shí)現(xiàn)2020年核電建設(shè)目標(biāo),國(guó)家應(yīng)該在研發(fā)上給予更多的支持。在引進(jìn)二代核電技術(shù)后,我們?cè)诖嘶A(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新,已經(jīng)形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的二代改進(jìn)型技術(shù),大部分設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,如蒸汽發(fā)生器、壓力容器等。但在一些關(guān)鍵技術(shù)上還受到制約,如主泵、關(guān)鍵閥門、關(guān)鍵儀表,以及設(shè)計(jì)軟件等。這需要一支強(qiáng)大的科研隊(duì)伍去攻克。以前,核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院有一支很強(qiáng)的軟件設(shè)計(jì)隊(duì)伍,所用的軟件都是自己研制的,后來(lái)改革開(kāi)放引進(jìn)國(guó)外的應(yīng)用程序,逐漸就將自己的人才和技術(shù)荒廢了,很可惜。所以希望國(guó)家在核電技術(shù)研發(fā)方面給予更多的經(jīng)費(fèi)支持,使中國(guó)盡快發(fā)展并實(shí)現(xiàn)自己的核電品牌。
《中國(guó)核電》:我國(guó)快堆今年成功臨界,是否可以說(shuō)在第四代核能技術(shù)上,我國(guó)已經(jīng)處在世界領(lǐng)先行列?
于俊崇:快堆技術(shù)是發(fā)展第四代核電的主要技術(shù)之一。核電大規(guī)模發(fā)展將會(huì)遇到鈾資源匱乏和長(zhǎng)壽命放射性廢物對(duì)環(huán)境影響之憂,而快堆技術(shù)和閉式燃料循環(huán)技術(shù)是解決這兩個(gè)問(wèn)題的最現(xiàn)實(shí)可行的技術(shù)途徑??於芽梢栽龃蠛巳剂侠寐剩碚撋峡於芽梢詫⑩?238、鈾-235及钚-239全部加以利用。但由于反復(fù)后處理時(shí)的燃料損失及在反應(yīng)堆內(nèi)變成其他種類的原子核,快堆只能使60%~70%的鈾得到利用。要達(dá)到防止核擴(kuò)散的目的,要求將燃料中生成的可作為軍用的核元素基本“燒完”,這可能是將來(lái)快堆要達(dá)到商用目標(biāo)時(shí)需要解決的問(wèn)題。
中國(guó)的實(shí)驗(yàn)快堆成功臨界,接下來(lái)要建設(shè)的示范快堆,與目前的實(shí)驗(yàn)快堆相比,在功率、體量上有很大的變化,在技術(shù)上也需要有所突破。例如,實(shí)驗(yàn)快堆是以高濃二氧化鈾為燃料,而為了實(shí)現(xiàn)核燃料增殖,還需要在示范快堆中進(jìn)一步研制鈾和钚的混合燃料。在技術(shù)開(kāi)發(fā)上,還需要加大對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)施的投入。另外,還要通過(guò)示范快堆的建設(shè),對(duì)所有的工程問(wèn)題、經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題進(jìn)行驗(yàn)證,才能過(guò)渡到商用快堆,最終實(shí)現(xiàn)大規(guī)模地投入運(yùn)行。
我國(guó)有加快發(fā)展快堆技術(shù)的迫切需求,這是我國(guó)核電發(fā)展對(duì)鈾資源的總體需求及供給保障條件以及燃料循環(huán)系統(tǒng)的配套發(fā)展要求等決定的。因此,我國(guó)將在2020—2030年期間建立起一定工業(yè)規(guī)模的由壓水堆電站—壓水堆乏燃料商業(yè)后處理廠—MOX燃料廠—快堆核電站等組成的燃料循環(huán)系統(tǒng),初步形成工業(yè)規(guī)模的閉式燃料循環(huán)體系,奠定核電協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ)。促進(jìn)實(shí)現(xiàn)在2030年左右將快堆作為第四代核電重要堆型商用推廣的發(fā)展目標(biāo)。這需要國(guó)家在科研和工程上給予大力的支持,我們不能在第四代核能技術(shù)上再輸給國(guó)外了。
《中國(guó)核電》:核電的快速發(fā)展,是否會(huì)帶來(lái)核電人才的短缺?
于俊崇:國(guó)家近幾年批準(zhǔn)了很多院校開(kāi)設(shè)核專業(yè),既然設(shè)立了這個(gè)專業(yè),教育部門就應(yīng)該統(tǒng)籌規(guī)劃,各有側(cè)重。建立一些實(shí)物模型和基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)提高教學(xué)質(zhì)量。核電行業(yè)是一個(gè)龐大的、完整的體系,從最初的探礦、開(kāi)采、冶煉,核電站的前期選址到建成、運(yùn)行、管理,直至后期的核設(shè)施退役。每個(gè)方面都需要有專門的人才,學(xué)校要根據(jù)自身的特長(zhǎng)有計(jì)劃的、各有側(cè)重地培養(yǎng)學(xué)生,為核電行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域輸送優(yōu)秀人才。要知道,核電的發(fā)展離不開(kāi)核電人才,要想保持核電安全快速可持續(xù)發(fā)展,注重人才培養(yǎng)是重要舉措之一。
另外,我希望學(xué)校和各媒體能將核安全文化作為核電建設(shè)的重要內(nèi)容去進(jìn)行科普宣傳,提高整個(gè)民族的核安全文化修養(yǎng)。目前存在兩種現(xiàn)象:不接觸核的人談核色變;長(zhǎng)期從事核電工作的人又容易麻痹大意。在談核色變方面,我們已經(jīng)做了大量的宣傳教育,核電的安全性逐漸被人們所認(rèn)識(shí)、接受。但對(duì)長(zhǎng)期從事核電工作人員的麻痹還不夠重視。核無(wú)小事,事故都是從小事件發(fā)展而來(lái)的。所以人們?cè)趯?duì)待核安全方面,既不能因?yàn)橐恍┬∈录鸩槐匾目只?,又不能麻痹大意?/p>
目前,國(guó)家核電飛速發(fā)展,呈現(xiàn)“群雄崛起”的勢(shì)頭,國(guó)家應(yīng)該統(tǒng)一調(diào)控,在企業(yè)之間形成有序的、握緊拳頭的良性競(jìng)爭(zhēng),避免不必要的資源浪費(fèi),共同完成核電發(fā)展的目標(biāo),盡快形成我國(guó)自主設(shè)計(jì)的核電品牌。