写在切尔诺贝利事故30周年：

发展未来绿色核能之路（总论）

 当今能源是世界范围内令人关注的最重大的极富挑战性的课题之一，它对全人类、所有国家和社会的经济持续发展影响具有深远意义。因此，解决未来能源问题是任何一个国家国民经济的持续发展的首要问题。

值得注意的动向是，国际上核电从美国三里岛到前苏联切尔诺贝利，再到“311”日本福岛电站等发生事故发生3年来，核恐怖阴影一直笼罩在日本国度里，福岛“311”和随后多次出现的“爆炸链”声音仍然回响在人们的耳边，许多国家也神经紧张起来，核电事故持续引起了全世界最广泛的和最空前的关注，俄罗斯切尔利诺贝尔的核事故等级是7级，福岛的核事故也达到了七级，两者相同，产生了很广泛的影响，一段时期人们简直是谈核色变，一些国家对发展核电产生了动摇，有的国家打退堂鼓了。那么，世界未来的洁净能源的出路究竟在哪里？面临这样的一个严肃的挑战性问题，不得不引起我们的关注、思考，值得探讨。权威人士认为：有一条是肯定的，世界上每一次核事故，都能使整个核安全管理上一个更高的台阶，也是和平利用绿色的核能的一种更好的时机。尽管切尔利诺贝尔和福岛出了核事故，但是应该说核能作为一种清洁能源，它的长期发展的前景和它的战略地位仍然是不可替代的，它还是会保持继续发展势头的。例如，德国由于2012年年初遭到罕见寒流袭击，该国被迫重启部分已经关闭的核反应堆，这令其2022年前逐步废除核能发电的计划面临考验。那么，未来有没有洁净而安全的核能可供选择呢？回答是肯定的!

由于全世界的煤和石油的储量有限，世界上正在发生激烈竞争的石油时间不会维持多久了，化石能源即将枯竭，而且大量使用化石能源已经引起了严重的环境污染和导致全球气温上升，各国都非常忧虑能源的未来出路在何方？世界上称得上可利用的清洁无污染的能源有：太阳能、风能、潮汐能、水力发电和核能等，但是太阳能和风能与气候有关，运行不够稳定；水能开发也已过极限了。

 目前，全球近90％的一次能源消费依赖石油、天然气、煤炭三大化石型能源。大量使用煤、石油等化石燃料所引起的环境问题越来越引起人们的关注和忧虑，所以世界各国都在竭力发展洁净能源，以替代化石燃料。目前洁净能源类型，核电与风能、太阳能、水电、地热能等比较，由于核电相对比较资源丰富，环境污染低，已成为国际能源领域的一个热点。

清洁、有效、取之不尽又能随时随地满足人类社会生产和生活需要的未来能源，还是首推核能，包括核裂变能和核聚变能，后者所谓“小太阳能”，也就是按照太阳上产生能量的原理在地球上来实现核聚变能。高效率、高清洁的核能将在能源格局中扮演越来越重要的的角色。首先，核能发电的突出优点，首先，它不会造成空气污染，因为它不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中；其次，核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30吨的铀燃料，一次航行的飞机就可以完成运送；第三，核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。

 据国际研究机构的预测，到2030年全球的核电发电量实现翻一翻。美国能源部2007年宣布，美国在未来2年内将兴建32座核能发电厂；俄罗斯计划在2020年前建造40台核电机组；英国于2008年1月决定恢复建设核电站；我国国家能源局表示正考虑调整为7000万千瓦或以上。中国国家发展改革委员会正在制定中国核电发展民用工业规划，准备到2020年中国电力总装机容量预计为9亿千瓦时，核电的比重将占电力总容量的4%，即是中国核电在2020年时将为3600-4000万千瓦。也就是说，到2020年中国将建成40座相当于大亚湾那样的百万千瓦级的核电站。

自1954前苏联第一座商业核电站——奥布宁斯克投产以来，核电发展实际已经历56年。根据国际原子能机构的数据，目前全世界正在运行的核电站有439座（2007年9月统计数），全世界核电总装机容量约为3.7亿千瓦；核电年发电量占世界发电总量的17%，2007年核电发电量占全国总发电量25%以上的国家和地区共16个，其中法国和立陶宛的核电份额均超过60%。中国目前已有秦山核电站、秦山二期核电站及扩建工程、秦山三期核电站、大亚湾核电站、岭澳核电站一期、田湾核电站一期等核电站投入运营，另有12家正在建设的核电站和25家筹建的核电站，中国在建的核电规模已经在世界上名列第一位，到2020年，核电装机可能会达到8000万千瓦，在世界上排第二位。事实上，中国已经成为一个名副其实的核电大国。

与核电的优势并存的是不容忽视的核能风险。核电站会产生高低阶放射性废料，或者是使用过的核燃料，虽然所占体积不大，但因具有放射线，故必须特别慎重处理。一旦出现核泄露事故，例如，日本福岛核电站的核泄漏，其辐射量已经相当于国际评价标准的6级甚至更高。此次事故的规模已经超过了被评为5级的美国三里岛核事故，局部地区土壤受污染的程度已经达到被评为7级的前苏联切尔诺贝利核电站事故的水平，包括土壤中发现了剧毒的钚燃料等。今后福岛核电站周边的土地恐怕在很长时间内都无法使用。所以各国都必须接受这个深刻的教训，提高千万倍警惕！

根据能源专家分析预测：因为核聚变能到21世纪后半叶才可能具有商业应用的价值，到目前为止核能由于能量密度高、低碳排放、潜在的可持续发展，迄今还只有核裂变能是唯一能大规模代替化石燃料等常规能源而成为世界主要能源，是一个比较靠谱的未来绿色能源的选择。核能具有绿色、高效、低碳排放和可规模生产的突出优势，目前，核能正在世界范围内全面复兴――在国际上被称为“核文艺复兴”。据统计，截止到2010年 10月，全世界共有441座反应堆在运行，总装机容量达到376.3GW，为全球提供大约16%的电力；法国、瑞士等18个发达国家的核电超过本国供电的 20%。

因此，人类解决未来能源的一条根本途径是探索绿色的和平的核能，如何发展更有效地发展洁净裂变核能是新世纪面临的不可回避的一个十分重大难题。目前，使用的核裂变能仍然是新世纪的主要世界能源之一，国际上发展核电和核供热已经成为许多国家的重要国策。例如，美国原子能委员会主席西博格指出：“毫无疑问，没有核能，人类文明的发展将趋于停滞。有了核电，不仅可以使人们的生活得到改善，而且将使人类进入一个协调的不断进步的新时代。”据曾经估计：第三次世界能源革命的总趋势是，到2050年时核裂变能的发电量将约占世界总发电量的50%。欧美日发达国家核能已经占据了国家能源结构中的很大比重．核电是一种安全、可靠和有竞争力的新能源，在我国当前除了水电之外，是唯一现实的可大规模取代化石能源的、不排放温室气体的洁净能源。发展核电是实施可持续发展的必然要求。随着核能技术的发展，先进的压水堆在近些年内将趋于成熟，得到发展；快中子堆可望在中期商业应用；可控核聚变技术可望在若干年后取得突破，半个世纪后可能建成原型示范堆。核能作为一种洁净、安全、可永续利用的能源，它在电力发展中的历史地位是无可替代的。当前，在大力发展水电的同时，应该积极发展核电。预计2020年以后核电必将会有更大规模的发展。

大力发展核能已成为我国能源中长期发展规划的重点。目前，我国在役13个核电机组，装机容量为10.234GW，约占全国发电总量的1.5%。按照国家发展改革委的核电发展规划，2020年，我国在役核电机组将达到70座以上，占总装机容量的4%~6%以上。据估计，2030年，我国核电比例将达到约 10%；2050年将可能超过400GW，超过目前全世界核电装机容量的总和。目前全世界运行的反应堆绝大多数是热堆，即由热中子引发裂变反应。因为热堆消耗的主要核燃料是铀235。自然界中铀235的蕴藏量仅占0.71%，其余绝大部分是铀238，占99.2%。因此，我国乃至世界核能的快速发展均面临核燃料未来能否稳定供应的严峻挑战。    

 

那么，未来有没有洁净而安全的绿色核能可供选择呢？回答是肯定的!

目前全世界运行的反应堆绝大多数是热堆，即由热中子引发裂变反应。热堆消耗的主要核燃料是铀235。自然界中铀235的蕴藏量仅占0.71%，其余绝大部分是铀238，占99.2%。因此，我国乃至世界核能的快速发展均面临核燃料未来能否稳定供应的严峻挑战。

从中国媒体报道中获悉，中科院已经提出4个A类战略性先导科技专项，其中之一就是“未来先进核裂变能”，具体包括两个系统：一是钍基熔盐（TMSR）核能系统，另一是加速器驱动的次临界堆（ADS）嬗变系统。英国《每日电讯报》发现了中国正在发展安全性能远超传统核电的“钍基熔盐反应堆系统”。熔盐堆，鲜为人知，是国际第四代反应堆核能系统研究的六种候选堆型中“唯一”的液态燃料堆，它目前让人寄托厚望：绿色的安全的核能并非不存在!而是确实存在! 英国等国际媒体想为“核恐慌”注入一针强心剂，并希望“钍”堆将能够极大地改变全世界的能源版图，标志着“世界能源战略领导地位正从墨守陈规的西方转向正在崛起的技术创新大国。”

大力发展核能已成为我国能源中长期发展规划的战略重点，“未来先进核裂变能”专项即是致力解决我国乃至世界核能快速发展均面临的“核燃料的稳定供给”和“核废料的安全处置”等严峻挑战。“未来先进核裂变能”科技专项中的钍基熔盐（TMSR）核能系统将依靠其特征优势探索应对方案。同时，20世纪90年代以来，我国已经并还在继续深入开展的加速器驱动的次临界堆（ADS）嬗变系统，或“强流加速器驱动的放射性洁净核能系统(ADS)”，在国际上也是仍处在关键技术研究阶段,一直是核能的一个前沿热点，因此仍然是未来洁净核发展的一个重要方向。这样，我国在发展快堆的同时，抓紧未来洁净核能的两项重大课题，齐头并进，对于解决未来绿色的和平的核能带来了新的希望和发展前景。

对于今后探索先进核能的两大支柱、工作原理和特点、概况和发展途径，将在《科技浪花与追梦随笔——新兴交叉科学集》新书中作详细介绍。

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