利用核能-发展核电

煤炭已“不堪重负”我国能源短缺极为严重，能源工业的发展远远赶不上生产发展的需要。西方的经验表明，由于能源不足引起的国民经济损失，是能源本身价值的20～60倍。尽管我国电力工业发展很快，但每年约缺电400亿度。就算每度电创造2元的平均产值就要损失800亿元。我国商品能源中，煤占主要地位。九十年代煤炭约占76%。我国煤储量的绝对值虽居世界第三位，但按人口平均占有量，只及全世界人均占有储量的一半。不仅储量有限，而且分布不均。华北地区煤的储量占全国60%以上，仅山西就占全国储量的1／3。然而东南地区的上海、江苏、浙江、福建、江西、湖南、湖北、广东、广西，占全国人口1／3以上，全国产值的40%以上，煤的储量只占2%左右。这里陆地上的石油、天然气的储量也很少，可开发的水力资源只占全国的1/6。因此每年要从山西、河南、安徽等地调入大量煤炭。今后先是东南九省、市、自治区，然后是东北，将成为严重缺能地区。从五十年代到八十年代，山西煤产量增长11倍，外运量增加近30倍，而铁路运输能力只增加5倍，虽然增建了新的铁路线，这是为全国经济建设服务的，但煤炭增产后所引起的运输量的增加将会吞没新增加的运输能力的相当大的一部分，从而削弱了交通运输业对国民经济其他部门的支持。我国目前化工原料有2／3来自煤，用煤制造甲醇及聚氯乙烯等比石油便宜。21世纪，煤将逐渐出现世界性的短缺和提价。因此对２１世纪，煤将日益无法挑起我国能源主要支柱的重担。石油、水力后继乏力从石油的情况来看，我国石油储采比例失调，即使今后石油产量上升，由于石油越来越多地用作化工原料和出口，石油在我国能源结构中的比重将日渐下降。把石油当燃料，一吨石油约等于两吨煤，只能为国家增加2～3元利润和税金；如果将石油作为化工原料生产合成氨等，l吨石油可代替3.5吨煤，由于产品价值的提高，能为国家增加200元左右的利润和税金。因此要尽量限制石油及石油产品在能源中的消耗。就水力资源而言，我国虽居世界第一，但按目前人日平均可开发的水能资源每年人均为1900度，仍低于世界平均值2260度。而且水能资源分布不均，开发很少，主要在西南和西北，仅四川、云南、西藏就占64.5%，大多远离工业中心，交通不便，地形地质条件复杂。开发程度在世界上是很低的。一些先进国家水力资源的90%已开发完毕，全世界的平均开发率约20%。水电建设周期长，材料耗费巨大。到2000年，我国可开发的水力资源的利用程度，还只能超过12%。况且水力资源有限，水电仍不可能成为主要能源。由于我国能源消耗量的增长速度很快，“远水解不了近渴”。在一段时间以后，随水力开发程度的提高，水电在能源结构中的比重还将会日渐下降。综上所述，中国目前存在的主要问题是，煤炭的生产和运输紧张，水电开发程度低，石油和天然气后备储量不足，生产和生活用电严重短缺。同时还需要指出，我国农村生活用能尤其匮乏，过度消耗薪柴和秸秆会导致生态恶性循环。利用核能，发展核电能源是我国社会发展的重要物质基础，现代化的实现在很大程度上取决于能源的供应和有效利用。我国已经把能源确定为社会主义经济建设的战略重点。经过几年的调查研究表明，中国整个能源系统的技术和管理落后，能源利用率低，浪费严重，污染成害。因此，能源已成为国民经济发展的突出的制约因素。从我国国情出发，依靠科技进步，加速能源开发和合理使用，成了当务之急。中国的核工业体系已经走过了它的创业时期，在近半个世纪的漫长岁月中，核科学技术人员为研制战略核武器，建立了卓越的功勋。国家进入新世纪以后，核工业战线上的数以十万计的职工也以新的姿态投入和平利用核能的新时期。目前核工业的根本方针是，在保证军工生产的同时，着重发展和利用核能，即“保军转民”，并要以发展核电为主。在建设中，则要以自力更生为主，当然也要引进外国的先进技术，搞国际合作。经济发达的缺能地区要建设核电站。为加快核电建设，应充分利用国内已有的技术基础，在进口大型商用核电站的同时，引进国外先进技术，尽快实现国产化，形成核电工业体系。核燃料供应必须立足国内。加快铀矿资源普查勘探和开发，抓紧完成扩散厂的技术改造，扩大浓缩铀生产能力，加强以离心技术为重点的浓缩铀新方法以及燃料后处理和三废处置技术的研究。制订有关核能的法规、标准和审批程序。在加快裂变堆的研制、建设工作的同时，也适当安排受控核聚变的研究。能源结构合理化我国能源资源地理分布极为不均；地区能源丰富程度相差悬殊，开发条件有优有劣。经济重心偏东，而能源重心偏西。为了对付能源资源分布不均匀的局面，以往只得靠北煤南运、西电东送来弥补。能源运输量占全国铁路运量的一半以上，水运中煤炭运量也占1／3以上，造成了交通运输的极度紧张。尽管作了很大努力，我国东南一些省区仍然严重缺能。例如，华东地区有三省一市是我国重工业基地，工业产值占全国1／4，又是全国重要粮棉和农副产品基地。但华东地区严重缺能，发电用煤约70%以上要从外区20多个矿点调入，全区缺电1／3。如不迅速改变我国现有能源结构，是无法改变以上地区的严重缺能状况的。近年来，我国农村面貌有了很大改观，但由于缺电缺水，不少农户家庭，出现了洗衣机存米，电冰箱当碗柜的奇怪现象。显然，能源供应不足，要提高人民生活质量，只是一句空话而已。由于核燃料能以少胜多，在我国东南地区发展核电站是完全适合当地情况的。它不但能满足这些地区的能源需求，还能缓解交通运输紧张。有人估计，在华东地区建造1000万千瓦核电站，每年可节省3600万吨原煤，节省136亿吨公里的货运量。发展核电对于电力短缺、交通运输极度紧张的华东、东北、华南地区来说，作用十分明显。由此可见，若在发展煤电、水电的同时，适当发展核电，会使我国的能源结构逐步趋向合理化。要解决我国能源问题，必须积极开辟新能源，走能源多样化的道路。国务院的一个文件指出：“我们要从水电、火电和核电三个方面，加快电力工业的发展”。这是完全正确的。我国不仅能源紧张，化工原料也很紧张。发展核电就可以节省大量的煤和原油，以进行煤和原油的深加工。这对于发展经济、满足人民生活需要和合理利用资源均有很大意义。建设核电的有利条件中国建设核电站具备了下列条件：一、我国有一定储量的核资源和相当强的核工业基础。在核燃料工业方面，建立了从矿山、冶炼、核燃料转化、铀同位素浓缩、反应堆元件制造到后处理等完整的核燃料循环体系，其中铀矿冶炼能力和铀同位素浓缩能力均在世界前十名以内。我国自行设计研制的核潜艇压水堆燃料元件，运行中从未发生过破损。二、我国已有较成熟的设计、建造和运行反应堆的经验。我们靠自己的力量设计并建造了生产堆、潜艇动力堆，以及研究试验堆。通过实践，积累了很多个堆年的运行经验，初步形成一套完整的反应堆设计和科研体系，拥有物理、热工水力、化学、腐蚀、燃料元件、材料、安全、三废处理等各种条件的试验设备。对核电站的设计、试验研究也进行了多年的探讨，并已自己设计建成了秦山核电站。三、我国的核设备、仪表研究制造的特种材料工业已有一定的基础。早在研制“两弹一艇”（原子弹、氢弹、核潜艇）过程中，我国机械、电子工业部门大力协同，为核工业研制了关键的核设备、仪表。冶金、化工工业部门研制了大量的特种材料。例如配合秦山核电厂建设研制核电设备及其所需的各种材料。四、我国有一支素质较好、专业比较配套的核科技队伍，基本上可以适应我国核电建设的需要。五、我国有一批比较完整的培养核科技人才的教学基地。50年代中，我国就开始在几所著名的理工科大学建立原子能系、工程物理系，设置了核物理、反应堆工程、同位素分离、放射化工、核材料、加速器物理、核电子学以及核防护等专业。已逐步建立了核科研、生产、教育相结合的教学体系，培养出几万名核科研、工程专门人才。现在，正在这个基础上，通过教育体制改革，努力培养开发核能的各种专门人才。因此，我国既迫切需要，又具有良好的条件发展核电。首先应解决东南地区的缺能问题，然后逐步改变全国的能源结构。国家核安全局的任务虽然发生了前苏联切尔诺贝利这类核事故，但世界上现有核电站已经积累了丰富的运行经验，创造了良好的安全记录。其主要原因就在于人们从核电站设计直到运行、退役的全过程中进行了有效的核安全管理和严格的监督。国际经验表明：为了保证安全，在着手制定、实施核动力建设计划时，建立一个核安全监督机构是极其重要的。国务院批准成立的国家核安全局，这是国务院负责对全国民用核设施安全实施独立的统一的监督机构。核安全局负责起草、制定核安全法规，审查核安全标准，审评设计并颁发核安全许可证，对施工和制造过程实施现场监督，并负责组织核安全科研及国际业务联系。国家核安全局对核设施营运单位及其主管部门的监督贯穿于选址、设计、建造、调试、运行、退役等各环节。国家核安全局是站在国家和人民的立场上，独立地依法行使核安全监督权，直接向国务院报告工作。摘要：核电是一种清洁、安全、技术成熟、供应能力强、能大规模应用的发电方式，国际核能的应用经历了对核电机组的从第一代到第三代不断改进的过程，目前，国际第四代核能利用系统研究提出了反应堆设计和核燃料循环方案的新概念，我国核电已由起步进入发展阶段，具有自主设计建造第二代核电的能力，我国已做出积极推进核电发展的重大决定，加快我国核电建设，提高核电在电力供给中的比重，这将有助于缓解电力增长与交通运输、环境保护的矛盾，核能利用的发展前景将越来越广阔。关键词：核能应用；前景展望；核电发展核能利用是解决能源问题必由之路，它在能源中的比例将逐步加大，从而改善能源结构，并有希望在将来彻底解决人类对能源的需求。然而，核能的开发利用是一个循序渐进的长期进程，按其科技难度和实现产业化的前景展望，大致可分为三个阶段：第一阶段是热中子反应堆，第二阶段是快中子增殖堆，第三阶段是可控聚变堆。这三阶段需要互相衔接和交叉，逐步进入实用，实现产业化。积极发展核电，因为核能有其无法取代的下列优点：(1)核能是地球上储量最丰富的能源，又是高度浓集的能源。1t金属铀裂变所产生的能量，相当于270万t标准煤。地球上已探明的核裂变燃料，即铀矿和钍矿资源，按其所含能量计算，相当于有机燃料的20倍，只要及时开发利用，便有能力替代和后续有机燃料。更进一步说，地球上还存在大量的聚变核燃料氘，能通过聚变反应产生核能。1t氘聚变产生的能量相当于1100万t标准煤，氘即重水中的“重氢”，普通水中有七千分之一的重水，故地球上存在约40万亿t氘。所以聚变反应堆成功以后，能源真可谓取之不尽，用之不竭，人类将不再为能源问题所困扰。(2)核电是清洁的能源，有利于保护环境。目前世界上大量燃烧有机燃料的后果是足堪忧虑的。燃烧后排出大量的二氧化硫、二氧化碳、氧化亚氮等气体，不仅直接危害人体健康和农作物生长，还导致酸雨和大气层的“温室效应”，破坏生态平衡。比较起来核电站就没有这些危害。核电站严格按照国际上公认的安全规范和卫生规范设计，对放射性三废，原则上是回收处理储存，不往环境排放，排往环境的只是处理回收后残余的一点尾水尾气，数量甚微，对环境没有实质性的影响。(3)核电站坚持安全第一、质量第一的方针，正确设计、高质量建造和按规范运行的核电站，其安全是有保证的。(4)核电的经济性能与火电竞争。电厂每kw·h的成本是由建造折旧费、燃料费和运行费这3部分组成的。主要是建造折旧费和燃料费。核电厂由于考究安全和质量，建造费高于火电厂，但燃料费低于火电厂，火电厂的燃料费约占发电成本的4O％～6O％，而核电厂的燃料费则只占2O％左右。总的算起来，核电厂的发电成本是能与火电相竞争的。(5)发展核电有利于减轻交通系统对燃料运输的负担。1座100万kW的燃煤火电机组每天需烧煤约1万t，1年约需300万t，而1座lOOkW的核电机组每年仅需核燃料30t，可见核燃料运输量仅是煤运输量的十万分之一，大大减轻交通运输负担。(6)以核燃料代替煤和石油