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浅析中国核循环产业的发展路径

2017-03-16 14:11:00

 

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2016年10月以来,党和国家领导人对加快我国核循环做出重要批示,强调“发展核循环产业是一个值得高度重视的国家安全问题”“要借鉴国际经验,加强统筹规划,科学有序推进该项工作”。2016年年末国务院召开专题会议,再次进行专门研究,为加快发展核循环产业做出部署,进一步明确发展目标和责任。发展核循环产业是在能源领域制定的创新发展、可持续发展的新战略,是核工业人新时期的新使命。

发展核循环 实现核能可持续发展

核电与水电、化石能源共同构成了当今世界能源供应的三大支柱。核电与化石等传统能源相比,具有更加清洁环保及可再循环利用的优势。据国际原子能机构(IAEA)报告,每生产一千瓦时电力,煤炭发电需要排放357克碳当量,水力发电需要排放64.4克碳当量,核能只需要排放5.7克碳当量。刚刚发布的《世界能源展望2016》数据显示:可再生能源是世界上增长最快的能源,年增长率达2.6%;核能略低,其年增长率为2.3%,预计到2040年将从2012年全球能源占比的4%增加至6%。

核电要实现可持续发展,铀资源利用与高放废物安全管理是两个必须面对的问题。我国铀资源储量目前位居世界第十位,预计到2030年我国核电规模将位居世界第一。发展好核循环,一是可以解决铀资源安全保障问题(提高铀资源利用率);二是可以解决核电站卸出乏燃料贮存及高放废物安全管理问题;三是可以把我国从“核大国”变为“核强国”的梦想变为现实;四是可以为实现我国核能发展“三步走”战略(压水堆-快堆-聚变堆)第二步打下基础,真正建立起核电可持续发展的核燃料闭式循环体系。

一年以来,国家对于发展核循环产业已经制定出详细的“路线图”,进一步明确了发展路径。

2016年3月公布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》指出:“要加快论证和推动大型商用后处理厂建设”。6月1日,国家发改委、国家能源局同时发布了《能源技术革命创新行动计划(2016~2030年)》和《能源技术革命重点创新行动路线图》两个文件。其中的15项重点任务就有“乏燃料后处理与高放废物安全处理处置技术创新”;同时,“推进大型商用水法后处理厂建设”也被写入文件。创新行动计划特别强调,“到2030年基本建成我国首座年处理能力为800吨的大型商用乏燃料后处理厂”。

11月24日,《国务院关于印发“十三五”生态环境保护规划的通知》指出:“加快研究堆、核燃料循环设施安全改进。”我国实验快堆已在中国原子能科学研究院建成,并于2010年完成了满功率运行实验。发展快堆,实现快堆及快堆燃料循环,符合我国核能技术发展的方向,是我国未来能源发展的重要增长点,也是我国核能技术水平走向世界前列的历史性机遇。

面对有当前有利的新形势,核循环作为核能可持续发展重要一环,必将再次面临积极发展的形势。

借鉴国际经验 加快核循环技术发展

纵观核电发展历史与核能利用历程,其他核电大国的经验对我国有很好的借鉴和启示意义。正是上世纪六七十年代的石油危机推动了核电的市场化与核循环的大发展。目前,核电规模位于全球前十位的国家中,除美国(主导核不扩散政策)与乌克兰(受与俄罗斯关系影响)外,能源资源匮乏的法国、印度和日本都在后处理与快堆方面投入了大量人力和物力。这三国都将核能长远可持续发展规划作为基本国策,有效地解决了核能发展带来的铀资源利用、乏燃料管理、放射性废物处置等一系列问题。这也证明,积极发展核电,同时大力推进快堆和发展后处理是核电大国的不二选择。

目前全世界掌握乏燃料后处理技术的国家有9个:美国、英国、法国、比利时、印度、德国、日本、俄罗斯、中国(都与上世纪70年代的快堆计划相关)。拥有商业后处理的国家只有法国、英国、日本、俄罗斯和印度5个国家。

截至2016年12月,全球核电站累计产生乏燃料约40万吨,只有约10万吨进行了后处理,其余大多数都贮存在核电站内,而且乏燃料累积量正在以每年约1.1万吨的速度增加。也可以说,发展与核电规模相匹配的后处理与再循环,是解决核能可持续发展的科学选择。为此,笔者梳理了世界核大国后处理方面的成功经验,事实上也只有借鉴国际经验,才能加快我国核循环技术发展。

美国是后处理技术的起源国,先后建设过十余座后处理设施,拥有超过60年的核循环运行经验。由于限制别国掌握后处理技术,在核燃料循环路线上犹豫不决,结果导致国内8万余吨乏燃料无处妥善安放。但是美国对快堆和后处理技术的研发却并未停止,仍具有强大的话语权。2013年1月,美国能源部发布《乏燃料和高放废物管理与处置战略》指出:“为满足未来能源需求,实现防核扩散与乏燃料管理目标,将继续开展先进核燃料循环技术的研究。”

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