核工業(yè)從無到有，未來可期

李季

“能力之變”引人注目

習(xí)近平總書記在我國核工業(yè)創(chuàng)建60周年重要指示中曾明確肯定：“核工業(yè)是高科技戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，是國家安全重要基石?！?0年來，我國核工業(yè)從無到有、從小到大，取得了世人矚目的成就，為國家安全和經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了突出貢獻(xiàn)。

核能源是核工業(yè)發(fā)展的重要一環(huán)。核電發(fā)展的水平，已成為當(dāng)今一個國家科技創(chuàng)新水平的重要標(biāo)志。只有掌握核心能力，才能真正“亮劍”，贏得尊敬和未來。

1991年12月15日，一個中國核電發(fā)展史上不會被忘記的日子———秦山核電一期首次并網(wǎng)發(fā)電，結(jié)束了我國大陸無核電的歷史。而此時，距離世界上第一座試驗(yàn)核電站的建成，已經(jīng)過去了近38年的時間。

落后的起步，直接催生出奮起的動力。大亞灣核電站、秦山二期、嶺澳、秦山三期、田灣核電站……當(dāng)時間的車輪滾動至今，浙江秦山、廣東大亞灣和江蘇田灣三大核電基地，共11臺912萬千瓦核電機(jī)組，已經(jīng)赫然矗立在中國的經(jīng)濟(jì)版圖和世界的目光中。

比“中國速度”更為引人注目的，是中國核電能力從無到有、由弱轉(zhuǎn)強(qiáng)的躍升。在核電的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營、管理能力，及核燃料保障、裝備制造能力上，中國已發(fā)展壯大為世界核電業(yè)中的一支重要力量。

2008年，核電占全國電力裝機(jī)總?cè)萘康?.3%，核電年發(fā)電量683.94億千瓦時，占全國總發(fā)電量的2%左右，較世界平均水平低約14個百分點(diǎn)，核電在能源替代中具有較大發(fā)展空間。隨著我國逐步落實(shí)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，能源轉(zhuǎn)型的緊迫性日益提升。

進(jìn)入新時期，國家對核工業(yè)的發(fā)展做出新的戰(zhàn)略調(diào)整，到2020年，我國基本具備了“中外結(jié)合，以我為主，發(fā)展核電”的能力，已經(jīng)基本具備了第二代百萬千瓦級核電站設(shè)計(jì)能力，以及自主批量規(guī)模建設(shè)的工程設(shè)計(jì)能力。在核電設(shè)備制造方面，60萬千瓦和100萬千瓦核電站國產(chǎn)化率可達(dá)70%以上。截至2020年底，中國大陸運(yùn)行核電機(jī)組共49臺，裝機(jī)容量約5102萬千瓦。“十四五”規(guī)劃明確提出核電運(yùn)行裝機(jī)容量達(dá)到7000萬千瓦。

目前有關(guān)部門正在制定包括新一輪核電發(fā)展中長期規(guī)劃、《核安全與放射性污染防治“十四五”規(guī)劃及2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)》等在內(nèi)的一攬子政策，預(yù)計(jì)未來核能發(fā)展安全監(jiān)管和科技創(chuàng)新力度將進(jìn)一步加大。

專家預(yù)計(jì)，到2060年，我國電能消費(fèi)比重將超過70%，非石化能源消費(fèi)比重將超過80%，清潔能源發(fā)電量比重將超過90%。在此過程中，核電與水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電等清潔能源將發(fā)揮重要作用。

自主三代核電形成型譜化產(chǎn)品

相較于“十三五”規(guī)劃，今年啟動的“十四五”規(guī)劃中有關(guān)核電發(fā)展及布局的表述出現(xiàn)不小變化，其中，“十三五”規(guī)劃中提出的“積極開展內(nèi)陸核電項(xiàng)目前期工作”，在“十四五”規(guī)劃中未再出現(xiàn)。但明確了“十四五”時期將加快推進(jìn)能源革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系，提高能源供給保障能力，要“加快發(fā)展非石化能源”。

核電是安全、清潔、低碳、高能量密度的戰(zhàn)略能源，與“風(fēng)光水”等非石化能源共同組成了清潔低碳能源體系，因此“十四五”將迎來可期的發(fā)展空間。

在黨“十三五”期間，我國引進(jìn)了三代核電陸續(xù)投產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)良好運(yùn)行。同時，自主三代核電技術(shù)滿足國際最高核安全要求，核電裝備國產(chǎn)化能力不斷提升。在建設(shè)、設(shè)計(jì)、裝備制造、運(yùn)營管理方面積累經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，自主三代核電已進(jìn)入批量化建設(shè)。

關(guān)于核電技術(shù)路線，“十四五”規(guī)劃提及的華龍一號、國和一號、高溫氣冷堆等，都是擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核電型號?！笆濉焙藴?zhǔn)的新項(xiàng)目中，基本都采用了進(jìn)一步融合后的華龍一號技術(shù)。

考慮到華龍一號和國和一號等自主三代壓水堆安全性達(dá)到國際一流水平，現(xiàn)役核電機(jī)組性能也得到不斷改進(jìn)，未來隨著國內(nèi)自主三代核電機(jī)組的批量化、規(guī)?；a(chǎn)，建設(shè)周期有望縮短，將帶動技術(shù)進(jìn)步、安全性提升和發(fā)電成本下降。

同時，自主三代核電形成型譜化產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)上實(shí)際消除大規(guī)模放射性物質(zhì)釋放，成為未來核電規(guī)?；l(fā)展的主力，將帶動核電全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，積極應(yīng)對和解決核電發(fā)展面臨的可持續(xù)性、安全與可靠性、經(jīng)濟(jì)性、防擴(kuò)散與實(shí)體保護(hù)等方面的挑戰(zhàn)。

核能多元綜合利用迎來“窗口”

“十四五”規(guī)劃明確了推動模塊式小型堆等先進(jìn)堆型示范和核能綜合利用，意味著核能的多元化應(yīng)用、多用途發(fā)展按下加速鍵，“十四五”期間可能成為“多能互補(bǔ)的清潔能源基地建設(shè)”的重要選項(xiàng)。

小型模塊化核反應(yīng)堆造價更低、建造周期短、更安全靈活，能夠滿足直接面向用戶的分布式能源系統(tǒng)的供電、城市供熱和海水淡化、同位素生產(chǎn)等各種領(lǐng)域應(yīng)用的需求。其中，海上浮動式核動力平臺、核動力破冰船等，可為海洋石油開采和偏遠(yuǎn)島嶼提供安全、有效的能源供給，也可用于大功率船舶和海水淡化領(lǐng)域。

目前，我國能源轉(zhuǎn)型深入推進(jìn)，對核能多用途發(fā)展提出了更高要求，先進(jìn)堆型示范呈現(xiàn)出積極發(fā)展的態(tài)勢。近年來，我國積極探索模塊化小型堆（含小型壓水堆、高溫氣冷堆、鉛冷快堆等）多用途發(fā)展和綜合利用，其中中核集團(tuán)研發(fā)的玲龍一號模塊化小型堆2016年成為全球首個通過國際原子能機(jī)構(gòu)通用安全審查的小型堆，并于2019年7月啟動示范工程建設(shè)。我國高溫氣冷堆技術(shù)世界領(lǐng)先，在此基礎(chǔ)上發(fā)展的超高溫氣冷堆，將是核能多用途發(fā)展和綜合利用的重要途徑之一。

此外，我國正在加快核能綜合利用示范建設(shè)，2019年底山東海陽核電建成投運(yùn)的首例商業(yè)核能供熱項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了70萬平方米居民和公共建筑供熱，而且核電水熱同傳創(chuàng)新示范項(xiàng)目效應(yīng)初顯。未來，大型核電機(jī)組及低溫供熱等小型反應(yīng)堆疊加風(fēng)能、光伏、儲熱聯(lián)合經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，可同步緩解城市清潔取暖和水資源制約發(fā)展諸多難題，為實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)提供現(xiàn)實(shí)可行的方案。

廢物處置補(bǔ)齊短板

相比“十三五”規(guī)劃提出的“加快論證并推動大型商用后處理廠建設(shè)”，“十四五”規(guī)劃關(guān)于核燃料循環(huán)后端的表述更為明確，既反映出我國燃料管理壓力增大、核電發(fā)展面臨可持續(xù)性問題突出、核燃料循環(huán)后端需求日益迫切的實(shí)際情況，也明確了我國堅(jiān)定執(zhí)行核燃料循環(huán)閉合的政策。

無論從提高鈾資源利用率、保障核能長遠(yuǎn)發(fā)展角度，還是從減少核廢料角度而言，乏燃料后處理都是核燃料循環(huán)中極其關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。經(jīng)過特殊后處理，乏燃料中的鈾和钚可以分離并返回反應(yīng)堆，作為燃料循環(huán)使用，形成核燃料的循環(huán)。

我國早在2005年就與法國展開建設(shè)大型商用乏燃料后處理廠的初步交流和洽談。截至2019年，中法乏燃料后處理合作項(xiàng)目有關(guān)商務(wù)談判基本接近尾聲。

此外，針對低中放固體廢物處置，近年來我國發(fā)布了《核設(shè)施放射性廢物處置前管理》（HAD401/12-2020）、《放射性廢物地質(zhì)處置設(shè)施》（HAD401/10-2020）、《放射性廢物處置設(shè)施的監(jiān)測和檢查》（HAD401/09-2019）等核安全導(dǎo)則和核安全法規(guī)技術(shù)文件等，并建立了包括廢物核實(shí)認(rèn)定、接收、碼放、填充、回填和封頂?shù)雀黜?xiàng)環(huán)節(jié)的技術(shù)體系，以及相應(yīng)的輻射防護(hù)、環(huán)境監(jiān)測、安全和質(zhì)量保證與應(yīng)急響應(yīng)等保障體系，為建設(shè)核電站廢物處置場奠定了良好基礎(chǔ)。

“十四五”規(guī)劃明確建設(shè)核電站中低放廢物處置場，將進(jìn)一步推進(jìn)放射性廢物管理法規(guī)制定工作，有利于落實(shí)放射性廢物處理處置責(zé)任，統(tǒng)籌規(guī)劃推進(jìn)處置場能力建設(shè)，為落實(shí)“區(qū)域處置+集中共享處置”等多途徑中低放廢物處置模式奠定必要的基礎(chǔ)。