杜祥琬：中國核電奏響三部曲

　　“快堆實現實際應用尚待時日，現在只是實驗堆，以后還要經過示范堆、商用堆幾個發展階段才可能投入實際應用。”中國工程院院士杜祥琬接受《科學時報》專訪時介紹。

　　不過，快堆達到臨界確實表明我國第四代先進核能系統技術實現了重大突破，并成為繼美、英、法等國之后，世界上第八個擁有快堆技術的國家之一。

　　“快堆達到臨界，意味著我國核能發展進入‘第二部曲’的序幕”。作為“中國能源中長期（2030、2050）發展戰略研究”課題組組長，杜祥琬認為，核能解決中國能源可持續發展的重要的清潔能源，隨著核能技術的發展，核能在中國電力的比重及對中國能源的貢獻率將逐步提升。

　　杜祥琬透露，到2020年，中國核電裝機容量將達7000萬～8000萬千瓦。到2030年，核電裝機將提高到2億千瓦，2050年則將提高到4億千瓦。

　　杜祥琬詳解了我國核能三部曲的發展路線圖。

　　第一部曲是以熱中子堆為核心的核電站，這方面中國選擇了壓水堆技術支撐核能快速發展。由于熱中子堆燃燒的是鈾的同位素之一鈾235，而鈾235在天然鈾礦中的含量非常低，僅為0.7%。因此，須進一步發展第二部曲。

　　第二部曲是以快堆為代表的堆型，其特征為利用同位素鈾238。鈾238在天然鈾礦中的含量比鈾235多幾十倍，并且快堆對核燃料的利用效率可比壓水堆提高60倍左右。“熱堆可以工作幾十年的話，快堆是可以利用幾百年甚至幾千年的。”杜祥琬說。

　　不過，第一部曲與第二部曲都屬于核裂變堆，只不過是利用了不同的鈾同位素。

　　第三部曲是聚變堆，核聚變的燃料是氘和氚，海水主要含的是氘，氚則是從金屬鋰中制造。第三部曲分為兩步：第一步是實現氘和氚的聚變，第二步是實現氘和氘的聚變。“如果能實現氘和氘的聚變，核能就能達到永續。”杜祥琬表示。

　　現在世界各國都在爭取可控核聚變研究的突破，中國也不例外。比較樂觀的說法是核聚變可以在50年后成為實際能源，這50年要走過實驗堆、示范堆、商用堆等幾個階段。即使再保守一點，預計突破可控核聚變技術應該在100年內。

　　杜祥琬認為，無論是從建立長遠發展的可持續發展的能源體系來說，還是從保護環境發展清潔能源的角度看，核能發展在中國都具有重要的戰略地位。

　　目前，我國核能發展仍處于起步階段，我國核電在整個電力里的比重僅為1%。不過中國發展核能的思路已十分明確。

　　到2020年，中國核電裝機容量將達7000萬～8000萬千瓦，屆時，它將在整個電力里的比重達到7%左右；到2030年，核電裝機將提高到2億千瓦；到2050年，提高到4億千瓦，屆時核電裝機容量將是整個電力行業的15%。由于核電每年可以運行七八千小時，遠遠高出風電2000小時/年的運行時速，其發電量的貢獻率將到22%。

　　“2030年之前，核電的實際貢獻都是依靠壓水堆技術，我們希望到2030年，快堆能開始作實際的發電貢獻。”杜祥琬說。

　　在核電發展過程中，關于自主創新的問題一直是人們熱議的話題。

　　“快堆實現臨界，并不等于我們完全掌握了快堆技術。中國做完了實驗快堆，正在與俄羅斯合作開展示范快堆的技術攻關。”杜祥琬透露。

　　杜祥琬認為，在核能發展中，自主創新與國際合作互不排斥。

　　20世紀70年代，核電開始在中國起步，最初中國選擇的是自行設計、自行建造的模式，走的是完全自主創新的技術路線，并建成了30萬千瓦秦山核電站。之后，中國成套購置了法國、加拿大、俄羅斯核電機組，中國的大亞灣核電站就是采用引進技術。2006年，中國又引進了美國和法國的第三代壓水堆技術——AP1000技術。

　　“因為它的安全性和效率都更高。我們可以在已引進國外先進技術的基礎上進行吸收、消化、再創新。”杜祥琬認為，國際合作與自主創新并不矛盾，從引進消化吸收起步，然后走向自主創新，這條路線更為切合中國的實際。

　　不僅如此，核能發展的第三部曲，也就是發展聚變堆，更需要國際合作，不僅是中國，即使美國和西歐的發達國家也很難以一國之力單獨建造一個聚變堆。

　　2006年，歐盟、美國、中國、日本、韓國、俄羅斯和印度等決定，在法國南部的卡達拉舍建造國際熱核聚變實驗堆（ITER），又稱“人造太陽”計劃。其目標是將熱核燃料加熱到1億攝氏度，它將成為歷史上第一個產生能量多于其消耗能量的聚變反應堆。

　　“可以說中國核能發展的‘三部曲’中都包含有國際合作。”杜祥琬說，不過在開展國際合作的同時，中國同樣需要通過不斷的技術創新增強國產化能力，這樣才不會受制于人。

　　盡管核能在中國已發展了近40年，但截至目前，中國沒有一個核廢料處理廠。

　　杜祥琬認為，這主要是因為我國目前核電的規模十分有限，核廢料的規模不足以支撐起一個產業。目前，我國主要是通過將核廢料里的長壽命元素經過嬗變后變成短壽命元素，經過玻璃固化和層層屏蔽后，以深層地質掩埋的方式來處理核廢料。這也是目前國際通行的做法。

　　然而，到2050年，我國核電如果達到4億千瓦的裝機容量，將超過現在全世界核電的總量。屆時，我國的核電發展將從東南沿海地區延伸到內陸地區，核廢料的處理問題也將成為一個重要問題。

　　杜祥琬認為，核電發展不僅僅是建立核廢料處理廠的問題，對于發展核電來講，安全永遠是排在首位的，其次核電發展還應注意全產業鏈的協調，不能僅盯著制造業。