第 三 章 核能的发展与前景

随着人口的日益增长、自然资源供应的不断减少，为了维持人类的生活标准，并防止饥饿或战争带来的大量死亡，必须发展包括核能在内的一切形式的能源来满足人类需求。
 
福岛核电站事故的阴影
核电是一种清洁高效的能源，为了满足日益增长的电力需求，减少温室气体排放，发展低碳经济，世界很多国家都将发展核电作为重要的能源战略选择。根据国际原子能机构2011年1月公布的最新数据，目前全球正在运行的核电机组共442个，核电发电量约占全球发电总量的16%；正在建设的核电机组有65个。日本福岛核电事故促使世界各国对核电安全进行重新审视，并对核电的未来发展产生重要影响。
德国是福岛核事故发生后，反应最快也最激烈的国家。福岛核电站事故的第三天（3月14日）德国总理默克尔即宣布，德国将暂缓先前通过的核电站运营期限延长计划，并对所有的17台核电机组的安全性进行彻底检查。3月15日，德国政府又宣布暂时关闭7台1980年之前修建的核电机组。到5月30日德国环境部长又宣布，德国将于2022年前关闭国内所有的核电站，从而成为首个不再使用核能的主要工业国家。
法国在世界也是核电比例最大的国家之一，目前正在运行的核电机组有58台，全国电力供应的75%以上依靠核能。福岛核电事故发生后，法国能源部与环境部表示，在确保核安全的前提下，法国不会放弃发展核能建设。但法国总理菲永致信法国核安全局主席拉科斯特，要求吸取日本福岛核电站教训，在2011年底前全面检查该国核电站安全并公布初步调查结果，同时就每个核电站改善安全措施提出建议。
美国是全球核电生产能力最强的国家之一，有104座通过注册的核反应堆，全国20%的电力供应来自于核能发电。福岛核泄漏事故发生后，美国明确表示大力发展核电的立场不会改变。但是，美国进一步加强了核安全举措，奥巴马要求核管制委员会对美国国内的核电站进行全面评估。
瑞士政府3月14日也宣布，将暂停正在进行中的5个老化核电站更新换代计划，并决定暂停3座新核电站的安全审批程序。
印度政府3月14日下令，全国所有核电厂实施安全检查，保证它们可抵御地震或海啸袭击。意大利当局3月21日表示，将冻结发展核项目一年。其他国家如俄罗斯、英国、韩国、泰国、越南等也就本国核电站安全性及未来核电发展计划进行了重新检视。
可以看到，尽管日本福岛核电站事故再次为世界核电工业发展蒙上了一层阴影，然而在能源紧缺、全球变暖的时代背景下，考虑到各国的国情和经济发展需要，大多数国家仍选择继续审慎发展核电工业。
 
核能在全球的发展
核能发电是目前世界上和平利用核能最重要的途径。尽管部分国家对此存有争议，但无论从经济还是从环保角度而言，核能发电都具有明显优势。核电已走过半个多世纪的历程，在经过最初十几年的试验性发展阶段之后，核电技术趋于成熟，发电成本大幅下降，有些国家的核电成本已经低于常规火电。随着世界石油危机引发的全球经济衰退，使人们更加充分认识到核电在保障能源供应和平抑能源市场价格波动方面的重要作用，核电由此进入迅速发展阶段。
 核能应用全球升温
今天，在国际能源危机的背景下，已在适应经济的快速增长和对环保的迫切要求上显示出巨大竞争力的核电，再次被提上议事日程。法国有关专家认为，目前正在芬兰建造的第三代核电站和即将在法国兴建的同样的核电站将开启新一轮的核电发展高峰。
拥有核电站的国家逐年增多，除俄罗斯、美、英、法等国外，印度、巴西、阿根廷等发展中国家也建成了一批核电站。核电发展的促发因素很多，主要是以下三个方面：
一是经济性。核电经济性因各国资源贫富和技术条件差异而有所不同。但是在美、法、日等国，核电已经具备很强的竞争力。另外，核电经济性还表现在发电成本非常稳定，对燃料价格波动不敏感，因此，核电能够平抑能源价格波动，保障能源供应安全。
二是安全性。核电的安全性主要体现在核电站自身的安全性和核废料处理的安全性两个方面。核电站事故绝大多数是常规设备故障引起的。经过几十年的探索与实践，人们已经掌握了丰富的核电站运营经验，而且通过完善设计，使得核电站的安全性大大提高。核废料尤其是高放射废料的处置方面的国际合作加强，制定了国际安全标准。
三是无污染性。与消耗矿物燃料的火电站相反，核电站不释放二氧化碳、硫和一氧化碳。欧盟委员会交通和能源部门2004年起草的一份报告说，如果不修建核电站，欧盟将不能实现《京都议定书》规定的减少导致温室效应的气体排放目标。欧盟的计算显示，在今后25年内，需建造10～30万兆瓦核电站才能实现减少二氧化碳排放造成的污染的目标。这意味着要新建100多座核电站。核动力将再次成为矿物燃料强有力的替代能源。
 亚洲国家发展核能情况
在经济快速增长国家的带领下，亚洲正大力发展核能，以满足对能源的巨大需求。据华盛顿核能研究所统计，亚洲正在建造18座反应堆，大约占世界在建反应堆总数的70%，另有77座反应堆正在筹建或拟建。世界原子能机构的统计显示，未来65座正在兴建或正在立项的核电站中，多于2/3都将分布在亚洲各国，总容量为2029.6万千瓦，尤其是中国和印度。
目前中国的核电仅占全国能源总量的2%，但是为配合国家能源结构调整，中国首先要发展的就是核电。中国核电发展的最新目标是：到2010年在运行核电装机容量1200万千瓦；2020年前要新建核电站31座，在运行核电装机容量4000万千瓦；在建核电装机容量1800万千瓦。达到这一目标将意味着，国家今后每年需新开工建设两个百万千瓦级核电机组，需要总投资5000多亿元。
印度的投资计划也同样令人惊叹。由于能源匮乏，世界上人口第二众多的印度实施了核电振兴计划，目前有至少8台机组正在兴建中，这将使该国的核电装机容量从目前的250万千瓦达到2012年的760万千瓦，目标是在2020年再建31座核电厂，使核电装机容量从不足3000兆瓦增加为2万兆瓦，其中多数将建在重工业集中的西部地区。如果实现这一目标，印度届时的电力供给中将有15%是来自核电。2006年3月，印度与美国签署民用核能协议，由后者提供核技术和燃料，条件是印度同意它的14座核反应堆接受国际核查。国际市场上原油价格不断攀升，且耗用化石燃料会排放出致使全球气候升温的温室气体，核能的吸引力因而越来越大。
作为世界第二大煤炭进口国和第三大石油进口国，韩国如今40%的电力供应依赖于核反应堆，且有意在2035年前把这一比例增加为60%。韩国时下正在建造4座反应堆，并打算2017年前再建4座反应堆，其中两座1000兆瓦的反应堆将建在蔚山，可为韩国工业腹地的240万个家庭供电。
 
核能在中国的发展
 我国的能源状况
我国能源严重短缺，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。90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。
从50年代到80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，但是随着经济的高速发展，这是远远不够的。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。
从石油的情况来看，我国石油已经有很大一部分依赖进口，而且国际市场石油价格高居不下。
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，主要集中在四川、云南几个省份，大多远离工业中心，交通不便，地形地质条件复杂。且存在水电建设周期长，材料耗费巨大等问题。
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。
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。
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。经过计算，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。
 中国核能发展前景
应对全球气候变化，大力发展核能是一个很好的选择，并且前景广阔。目前，我国核电只占整个的装机容量的2.2%，世界平均值是16%，所以中国有广阔的空间和发展的余地。
1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
 我国核电发展历程和成就
通过自主创新与引进消化吸收国外先进核电技术相结合，目前我国核电技术已经具备了接近世界先进水平的研发能力，而核电站建设、运行、管理水平则已经达到世界先进水平；核电设备制造能力也不断提高，设备自主化水平不断增强。核电为调整能源结构、确保能源安全和环境保护做出了重要贡献。
与改革开放同步发展起来的我国核电工业，走过了一条从无到有、从弱到强、不断跨越的发展之路。我国做出了自主设计、建造秦山30万千瓦压水堆核电站和引进建设大亚湾100万千瓦压水堆核电站的战略决策。继1991年秦山核电站和1994年大亚湾核电站建成投运后，我国又先后建设了秦山二期、岭澳、秦山三期和田湾核电站，形成浙江秦山、广东大亚湾和江苏田湾三个核电基地。目前我国已经投运的核电机组11台，总装机容量910万千瓦。
我国已经具备30～60万千瓦压水堆核电站自主设计能力，基本具备了第二代百万千瓦级核电站设计能力，以及自主批量规模建设的工程设计能力。在核电设备制造方面，60万千瓦和100万千瓦核电站国产化率可达70%以上。
我国核电站投入运行以来，核电发电量和上网电量逐年稳步提高，其运行业绩和管理水平均达到世界先进水平。2008年，中核集团核电发电量为376亿千瓦时，相当于当年减少二氧化碳排放3700多万吨，减少二氧化硫排放20多万吨。环境监测表明，核电厂周围环境的辐射水平仍保持在核电厂建成前的环境水平。
到2020年，我国核电运行装机容量将突破4000万千瓦，核电装机容量将占电力总装机容量的5%。而且经过近30年的发展建设，我国基本具备了“中外结合，以我为主，发展核电”的能力。随着浙江三门、山东海阳为代表的第三代核电站的开工建设，我国核电工业的春天已经到来。
 
我国的核电站
 秦山核电站
秦山核电站位于浙江省海盐县秦山镇，是我国建成的第一座核电站，在经过多次扩建后，现已发展成一处大型核电基地。
秦山核电站濒临东海杭州湾，并且邻近上海、杭州等轻工业基地。在起初的规划中，秦山核电站一期仅具有试验性质，它采用了当时国际上成熟的压水型反应堆技术，建设单台30万千瓦发电机组，并由中国自主承担整个电站的设计、建造、设备提供和运营管理工作。
一期工程于1985年动工，1991年12月首次实现并网发电，成为当时我国投产的唯一一套核电机组。机组在测试运行了两年之后，正式投入商业运营。
一期建成后不久，秦山核电站又先后开工建设了二期和三期工程，并引进国外技术力量和国内地方政府资本参与建造。二期工程依然由我国自主承担设计、建造和运营任务，采用压水型反应堆技术，安装两台60万千瓦发电机组，于2004年建成，并正在筹划继续扩建。
三期工程由中国和加拿大政府合作，采用加拿大提供的重水型反应堆技术，建设两台70万千瓦发电机组，于2003年建成。目前秦山核电站的总装机容量为290万千瓦，已成为中国一处大型的核电基地。
秦山核电站的建成发电，结束了中国大陆无核电的历史，实现了零的突破。标志着“中国核电从这里起步”，同时被誉为“国之光荣”。秦山核电站的建成，标志着中国核工业的发展上了一个新台阶，成为中国军转民、和平利用核能的典范，使中国成为继美、英、法、苏联、加拿大、瑞典之后世界上第7个能够自行设计、建造核电站的国家。
 大亚湾核电站
在我国广东深圳市东部大亚湾畔，矗立着我国第一个核发电站——大亚湾核电站。这里依山傍水，景色宜人，距深圳市直线距离约45公里，距香港约50公里。大亚湾核电站占地20000平方米，1985年由广东省电力总公司与香港中华电力有限公司合资兴建。
广东是中国改革开放的前沿。改革开放初期，广东经济得到急速的发展，能源消耗极大。80年代初期，香港的电力供应曾一度紧张，为了抓住商机，水利电力部和广东省政府计划在靠近香港、广州、深圳等电力负荷中心的深圳市大鹏镇境内建设一座核电站，因选址在大亚湾畔的岭澳村，故命名为大亚湾核电站。计划核电站所生产的电力70%输往香港，约占香港社会用电总量的1/4，30%输往南方电网。
但在筹备期间，发生了因苏联切尔诺贝利核电站事故，大量香港民众集会反对建设核电站，以及中国政府和英国政府商讨香港最终归属等事件，而延迟了核电站的建设。
后来，中国政府决定向法国购买两座核电站设备。电站引进了法国的核岛技术装备和英国的常规岛技术装备进行建造和管理，并由一家美国公司提供质量保证。1987年开工，使用压水型反应堆技术。
大亚湾核电站是我国大陆首座大型商用核电站，拥有两台装机容量为98.4万千瓦的压水堆核电机组，由广东核电合营有限公司建设和经营，年发电能力近150亿千瓦时。大亚湾核电站按照“高起点起步，引进、消化、吸收、创新”，“借贷建设、售电还钱、合资经营”的方针开工兴建，1994年5月6日全面建成投入商业运行。
大亚湾大亚湾核电站投产以来已连续安全运行18年，各项经济运行指标达到国际先进水平。2006年5月13日，大亚湾核电站1号机组较原计划提前12.94天完成第一次十年大修，成为我国在运行核电站中首个走过设计寿期内除退役外所有关键路径的核电站。2007年10月18日，大亚湾核电站1号机组实现整个燃料循环不停机连续安全运行487天的国内新记录；2008年1月12日，该机组实现无非计划停堆安全运行2000天，这是国内核电机组的最高记录，目前该纪录还在延伸。大亚湾核电站很多技术指标已经达到或超过世界水平。
核电站的建设和运行，成功实现了中国大陆大型商用核电站的起步，实现了中国核电建设跨越式发展，为粤港两地的经济和社会发展做出贡献。大亚湾核电站在人才培训、施工管理、调试运行等方面为我国百万千瓦级商用核电站自主化和国产化积累了经验，为我国核电事业实现跨越式发展、后发追赶国际先进水平奠定了基础。
 岭澳核电站
岭澳核电站是1994年2月大亚湾核电站第一台机组胜利投产后开建的，岭澳核电站一期是中广核集团按照国家确定的“以核养核，滚动发展”方针，在广东地区兴建的第二座大型商用核电站。
岭澳核电站一期拥有两台装机容量99万千瓦的压水堆核电机组，主体工程1997年5月开工，2003年1月建成投入商业运行，2004年7月16日通过国家竣工验收。
岭澳核电站一期以大亚湾核电站为参考，结合经验反馈、新技术应用和核安全发展的要求，实施了52项技术改进，全面提高了核电站整体安全水平和机组运行的可靠性、经济性。
岭澳核电站一期按照国际标准，推进我国核电自主化、国产化进程；实现了项目管理自主化、建筑安装施工自主化、调试和生产准备自主化；实现了部分设计自主化和部分设备制造国产化，整体国产化率达到30％。
岭澳核电站一期投入商业运行以来，取得了优异的运行业绩：
2005年，与2004年WANO同类型机组9项业绩指标比较，岭澳核电站一期有7项指标超过世界中间水平，其中1项达到先进水平。2005年2月20日，岭澳核电站一期实现自投产以来连续无工业安全事故超过1000天。
截至2006年1月，累计实现上网电量470.52亿千瓦时；累计偿还基建贷款本息10.32亿美元。
岭澳核电站二期是继大亚湾核电站、岭澳核电站一期后，在广东地区建设的第三座大型商用核电站。项目规划建设两台百万千瓦级压水堆核电机组。2004年3月，岭澳二期被列为国家核电自主化依托项目；2004年7月，国务院批准建设；2005年12月正式开工；两台机组将分别于2010年和2011年建成并投入商业运行。
通过岭澳二期项目建设，我国将加快全面掌握第二代改进型百万千瓦级核电站技术，基本形成百万千瓦级核电站设计自主化和设备制造国产化能力，为高起点引进、消化、吸收第三代核电技术打下坚实的基础。
 田湾核电站
田湾核电站位于美丽的黄海之滨——江苏省连云港市。田湾核电站是中俄两国间迄今最大的技术经济合作项目，是中国单机容量最大的核电站。
田湾核电站可容纳8台百万千瓦级机组，总装机容量可达800～1000万千瓦，年发电600～700亿千瓦时，产值250亿元以上。
田湾核电站在工程建设中实现了多项技术改进，采用了双层安全壳结构、全数字化仪控系统，增设堆芯熔融物捕集器等，其安全设计优于当前世界上正在运行的大部分压水堆核电站，在某些方面已接近或达到国际上第三代核电站水平。
田湾核电站于1999年10月20日正式开工建设，一期工程建设2台单机容量106万千瓦的俄罗斯AES-91型压水堆核电机组，设计寿命40年，年发电量达140亿千瓦时。1号机组在完成土建、安装施工后，于2003年10月25日进入全面系统调试阶段，先后通过了核岛主系统水压试验、冷态试验、安全壳结构强度及泄漏率试验、热态试验及役前检查。在国家核安全局完成一系列审查后，1号机组于2005年10月18日开始首次装料；12月20日反应堆首次达到临界；2006年4月6日汽轮机首次利用核蒸汽冲转成功，为首次成功并网发电奠定了坚实基础。
1.2号机组分别于2007年5月17日和8月16日投入商业运行。两台机组投入商业运行后均保持安全可靠功率运行，辐射防护措施有效，三废排放远低于国家控制标准，机组各项性能指标优良。
田湾核电站全面建成后，将形成国家又一个大型核能源基地，为江苏省乃至华东地区的经济发展插上腾飞的翅膀。
知 识 链 接
根据国家《核电中长期规划》，2020年以前中国新增投产的2300万千瓦的核电站，主要安排在浙江、江苏、广东、山东、辽宁、福建和广西7个沿海省区兴建。除已建和在建工程外，在沿海地区开展前期工作已较充分的厂址主要有浙江的秦山二期扩建厂址、三门（健跳）厂址、方家山厂址、三门扩塘山厂址；江苏的田湾扩建厂址；广东的岭澳二期厂址、阳江厂址、腰古厂址；山东的海阳厂址、乳山红石顶厂址（需进一步研究）、辽宁的红沿河厂址、福建宁德厂址和广西的防城港或钦州厂址。这13个厂址核电建设规模计划为60个核电机组、5946万千瓦装机容量。
《规划》提出，从厂址条件看，到2020年，沿海地区的13个核电厂址容量可以满足运行4000万千瓦、在建1800万千瓦的目标。结合中国能源资源和生产力布局情况，从现在起到2020年，新增投产2300万千瓦的核电站，将主要从上述沿海省份的厂址中优先选择，并考虑在尚无核电的山东、福建、广西等沿海省区各安排1座核电站开工建设。在2016~2025年期间开工建设的核电厂址，可在沿海省份的厂址中选择，也可在一次能源缺乏的内陆省份的厂址中选择。