利用核能-發(fā)展核電

煤炭已“不堪重負(fù)”我國能源短缺極為嚴(yán)重，能源工業(yè)的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上生產(chǎn)發(fā)展的需要。西方的經(jīng)驗(yàn)表明，由于能源不足引起的國民經(jīng)濟(jì)損失，是能源本身價(jià)值的20～60倍。盡管我國電力工業(yè)發(fā)展很快，但每年約缺電400億度。就算每度電創(chuàng)造2元的平均產(chǎn)值就要損失800億元。我國商品能源中，煤占主要地位。九十年代煤炭約占76%。我國煤儲量的絕對值雖居世界第三位，但按人口平均占有量，只及全世界人均占有儲量的一半。不僅儲量有限，而且分布不均。華北地區(qū)煤的儲量占全國60%以上，僅山西就占全國儲量的1／3。然而東南地區(qū)的上海、江蘇、浙江、福建、江西、湖南、湖北、廣東、廣西，占全國人口1／3以上，全國產(chǎn)值的40%以上，煤的儲量只占2%左右。這里陸地上的石油、天然氣的儲量也很少，可開發(fā)的水力資源只占全國的1/6。因此每年要從山西、河南、安徽等地調(diào)入大量煤炭。今后先是東南九省、市、自治區(qū)，然后是東北，將成為嚴(yán)重缺能地區(qū)。從五十年代到八十年代，山西煤產(chǎn)量增長11倍，外運(yùn)量增加近30倍，而鐵路運(yùn)輸能力只增加5倍，雖然增建了新的鐵路線，這是為全國經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的，但煤炭增產(chǎn)后所引起的運(yùn)輸量的增加將會吞沒新增加的運(yùn)輸能力的相當(dāng)大的一部分，從而削弱了交通運(yùn)輸業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)其他部門的支持。我國目前化工原料有2／3來自煤，用煤制造甲醇及聚氯乙烯等比石油便宜。21世紀(jì)，煤將逐漸出現(xiàn)世界性的短缺和提價(jià)。因此對２１世紀(jì)，煤將日益無法挑起我國能源主要支柱的重?fù)?dān)。石油、水力后繼乏力從石油的情況來看，我國石油儲采比例失調(diào)，即使今后石油產(chǎn)量上升，由于石油越來越多地用作化工原料和出口，石油在我國能源結(jié)構(gòu)中的比重將日漸下降。把石油當(dāng)燃料，一噸石油約等于兩噸煤，只能為國家增加2～3元利潤和稅金；如果將石油作為化工原料生產(chǎn)合成氨等，l噸石油可代替3.5噸煤，由于產(chǎn)品價(jià)值的提高，能為國家增加200元左右的利潤和稅金。因此要盡量限制石油及石油產(chǎn)品在能源中的消耗。就水力資源而言，我國雖居世界第一，但按目前人日平均可開發(fā)的水能資源每年人均為1900度，仍低于世界平均值2260度。而且水能資源分布不均，開發(fā)很少，主要在西南和西北，僅四川、云南、西藏就占64.5%，大多遠(yuǎn)離工業(yè)中心，交通不便，地形地質(zhì)條件復(fù)雜。開發(fā)程度在世界上是很低的。一些先進(jìn)國家水力資源的90%已開發(fā)完畢，全世界的平均開發(fā)率約20%。水電建設(shè)周期長，材料耗費(fèi)巨大。到2000年，我國可開發(fā)的水力資源的利用程度，還只能超過12%。況且水力資源有限，水電仍不可能成為主要能源。由于我國能源消耗量的增長速度很快，“遠(yuǎn)水解不了近渴”。在一段時(shí)間以后，隨水力開發(fā)程度的提高，水電在能源結(jié)構(gòu)中的比重還將會日漸下降。綜上所述，中國目前存在的主要問題是，煤炭的生產(chǎn)和運(yùn)輸緊張，水電開發(fā)程度低，石油和天然氣后備儲量不足，生產(chǎn)和生活用電嚴(yán)重短缺。同時(shí)還需要指出，我國農(nóng)村生活用能尤其匱乏，過度消耗薪柴和秸稈會導(dǎo)致生態(tài)惡性循環(huán)。利用核能，發(fā)展核電能源是我國社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn)在很大程度上取決于能源的供應(yīng)和有效利用。我國已經(jīng)把能源確定為社會主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的戰(zhàn)略重點(diǎn)。經(jīng)過幾年的調(diào)查研究表明，中國整個(gè)能源系統(tǒng)的技術(shù)和管理落后，能源利用率低，浪費(fèi)嚴(yán)重，污染成害。因此，能源已成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的突出的制約因素。從我國國情出發(fā)，依靠科技進(jìn)步，加速能源開發(fā)和合理使用，成了當(dāng)務(wù)之急。中國的核工業(yè)體系已經(jīng)走過了它的創(chuàng)業(yè)時(shí)期，在近半個(gè)世紀(jì)的漫長歲月中，核科學(xué)技術(shù)人員為研制戰(zhàn)略核武器，建立了卓越的功勛。國家進(jìn)入新世紀(jì)以后，核工業(yè)戰(zhàn)線上的數(shù)以十萬計(jì)的職工也以新的姿態(tài)投入和平利用核能的新時(shí)期。目前核工業(yè)的根本方針是，在保證軍工生產(chǎn)的同時(shí)，著重發(fā)展和利用核能，即“保軍轉(zhuǎn)民”，并要以發(fā)展核電為主。在建設(shè)中，則要以自力更生為主，當(dāng)然也要引進(jìn)外國的先進(jìn)技術(shù)，搞國際合作。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的缺能地區(qū)要建設(shè)核電站。為加快核電建設(shè)，應(yīng)充分利用國內(nèi)已有的技術(shù)基礎(chǔ)，在進(jìn)口大型商用核電站的同時(shí)，引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，盡快實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，形成核電工業(yè)體系。核燃料供應(yīng)必須立足國內(nèi)。加快鈾礦資源普查勘探和開發(fā)，抓緊完成擴(kuò)散廠的技術(shù)改造，擴(kuò)大濃縮鈾生產(chǎn)能力，加強(qiáng)以離心技術(shù)為重點(diǎn)的濃縮鈾新方法以及燃料后處理和三廢處置技術(shù)的研究。制訂有關(guān)核能的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和審批程序。在加快裂變堆的研制、建設(shè)工作的同時(shí)，也適當(dāng)安排受控核聚變的研究。能源結(jié)構(gòu)合理化我國能源資源地理分布極為不均；地區(qū)能源豐富程度相差懸殊，開發(fā)條件有優(yōu)有劣。經(jīng)濟(jì)重心偏東，而能源重心偏西。為了對付能源資源分布不均勻的局面，以往只得靠北煤南運(yùn)、西電東送來彌補(bǔ)。能源運(yùn)輸量占全國鐵路運(yùn)量的一半以上，水運(yùn)中煤炭運(yùn)量也占1／3以上，造成了交通運(yùn)輸?shù)臉O度緊張。盡管作了很大努力，我國東南一些省區(qū)仍然嚴(yán)重缺能。例如，華東地區(qū)有三省一市是我國重工業(yè)基地，工業(yè)產(chǎn)值占全國1／4，又是全國重要糧棉和農(nóng)副產(chǎn)品基地。但華東地區(qū)嚴(yán)重缺能，發(fā)電用煤約70%以上要從外區(qū)20多個(gè)礦點(diǎn)調(diào)入，全區(qū)缺電1／3。如不迅速改變我國現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)，是無法改變以上地區(qū)的嚴(yán)重缺能狀況的。近年來，我國農(nóng)村面貌有了很大改觀，但由于缺電缺水，不少農(nóng)戶家庭，出現(xiàn)了洗衣機(jī)存米，電冰箱當(dāng)碗柜的奇怪現(xiàn)象。顯然，能源供應(yīng)不足，要提高人民生活質(zhì)量，只是一句空話而已。由于核燃料能以少勝多，在我國東南地區(qū)發(fā)展核電站是完全適合當(dāng)?shù)厍闆r的。它不但能滿足這些地區(qū)的能源需求，還能緩解交通運(yùn)輸緊張。有人估計(jì)，在華東地區(qū)建造1000萬千瓦核電站，每年可節(jié)省3600萬噸原煤，節(jié)省136億噸公里的貨運(yùn)量。發(fā)展核電對于電力短缺、交通運(yùn)輸極度緊張的華東、東北、華南地區(qū)來說，作用十分明顯。由此可見，若在發(fā)展煤電、水電的同時(shí)，適當(dāng)發(fā)展核電，會使我國的能源結(jié)構(gòu)逐步趨向合理化。要解決我國能源問題，必須積極開辟新能源，走能源多樣化的道路。國務(wù)院的一個(gè)文件指出：“我們要從水電、火電和核電三個(gè)方面，加快電力工業(yè)的發(fā)展”。這是完全正確的。我國不僅能源緊張，化工原料也很緊張。發(fā)展核電就可以節(jié)省大量的煤和原油，以進(jìn)行煤和原油的深加工。這對于發(fā)展經(jīng)濟(jì)、滿足人民生活需要和合理利用資源均有很大意義。建設(shè)核電的有利條件中國建設(shè)核電站具備了下列條件：一、我國有一定儲量的核資源和相當(dāng)強(qiáng)的核工業(yè)基礎(chǔ)。在核燃料工業(yè)方面，建立了從礦山、冶煉、核燃料轉(zhuǎn)化、鈾同位素濃縮、反應(yīng)堆元件制造到后處理等完整的核燃料循環(huán)體系，其中鈾礦冶煉能力和鈾同位素濃縮能力均在世界前十名以內(nèi)。我國自行設(shè)計(jì)研制的核潛艇壓水堆燃料元件，運(yùn)行中從未發(fā)生過破損。二、我國已有較成熟的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行反應(yīng)堆的經(jīng)驗(yàn)。我們靠自己的力量設(shè)計(jì)并建造了生產(chǎn)堆、潛艇動力堆，以及研究試驗(yàn)堆。通過實(shí)踐，積累了很多個(gè)堆年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，初步形成一套完整的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)和科研體系，擁有物理、熱工水力、化學(xué)、腐蝕、燃料元件、材料、安全、三廢處理等各種條件的試驗(yàn)設(shè)備。對核電站的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)研究也進(jìn)行了多年的探討，并已自己設(shè)計(jì)建成了秦山核電站。三、我國的核設(shè)備、儀表研究制造的特種材料工業(yè)已有一定的基礎(chǔ)。早在研制“兩彈一艇”（原子彈、氫彈、核潛艇）過程中，我國機(jī)械、電子工業(yè)部門大力協(xié)同，為核工業(yè)研制了關(guān)鍵的核設(shè)備、儀表。冶金、化工工業(yè)部門研制了大量的特種材料。例如配合秦山核電廠建設(shè)研制核電設(shè)備及其所需的各種材料。四、我國有一支素質(zhì)較好、專業(yè)比較配套的核科技隊(duì)伍，基本上可以適應(yīng)我國核電建設(shè)的需要。五、我國有一批比較完整的培養(yǎng)核科技人才的教學(xué)基地。50年代中，我國就開始在幾所著名的理工科大學(xué)建立原子能系、工程物理系，設(shè)置了核物理、反應(yīng)堆工程、同位素分離、放射化工、核材料、加速器物理、核電子學(xué)以及核防護(hù)等專業(yè)。已逐步建立了核科研、生產(chǎn)、教育相結(jié)合的教學(xué)體系，培養(yǎng)出幾萬名核科研、工程專門人才?，F(xiàn)在，正在這個(gè)基礎(chǔ)上，通過教育體制改革，努力培養(yǎng)開發(fā)核能的各種專門人才。因此，我國既迫切需要，又具有良好的條件發(fā)展核電。首先應(yīng)解決東南地區(qū)的缺能問題，然后逐步改變?nèi)珖哪茉唇Y(jié)構(gòu)。國家核安全局的任務(wù)雖然發(fā)生了前蘇聯(lián)切爾諾貝利這類核事故，但世界上現(xiàn)有核電站已經(jīng)積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造了良好的安全記錄。其主要原因就在于人們從核電站設(shè)計(jì)直到運(yùn)行、退役的全過程中進(jìn)行了有效的核安全管理和嚴(yán)格的監(jiān)督。國際經(jīng)驗(yàn)表明：為了保證安全，在著手制定、實(shí)施核動力建設(shè)計(jì)劃時(shí)，建立一個(gè)核安全監(jiān)督機(jī)構(gòu)是極其重要的。國務(wù)院批準(zhǔn)成立的國家核安全局，這是國務(wù)院負(fù)責(zé)對全國民用核設(shè)施安全實(shí)施獨(dú)立的統(tǒng)一的監(jiān)督機(jī)構(gòu)。核安全局負(fù)責(zé)起草、制定核安全法規(guī)，審查核安全標(biāo)準(zhǔn)，審評設(shè)計(jì)并頒發(fā)核安全許可證，對施工和制造過程實(shí)施現(xiàn)場監(jiān)督，并負(fù)責(zé)組織核安全科研及國際業(yè)務(wù)聯(lián)系。國家核安全局對核設(shè)施營運(yùn)單位及其主管部門的監(jiān)督貫穿于選址、設(shè)計(jì)、建造、調(diào)試、運(yùn)行、退役等各環(huán)節(jié)。國家核安全局是站在國家和人民的立場上，獨(dú)立地依法行使核安全監(jiān)督權(quán)，直接向國務(wù)院報(bào)告工作。摘要：核電是一種清潔、安全、技術(shù)成熟、供應(yīng)能力強(qiáng)、能大規(guī)模應(yīng)用的發(fā)電方式，國際核能的應(yīng)用經(jīng)歷了對核電機(jī)組的從第一代到第三代不斷改進(jìn)的過程，目前，國際第四代核能利用系統(tǒng)研究提出了反應(yīng)堆設(shè)計(jì)和核燃料循環(huán)方案的新概念，我國核電已由起步進(jìn)入發(fā)展階段，具有自主設(shè)計(jì)建造第二代核電的能力，我國已做出積極推進(jìn)核電發(fā)展的重大決定，加快我國核電建設(shè)，提高核電在電力供給中的比重，這將有助于緩解電力增長與交通運(yùn)輸、環(huán)境保護(hù)的矛盾，核能利用的發(fā)展前景將越來越廣闊。關(guān)鍵詞：核能應(yīng)用；前景展望；核電發(fā)展核能利用是解決能源問題必由之路，它在能源中的比例將逐步加大，從而改善能源結(jié)構(gòu)，并有希望在將來徹底解決人類對能源的需求。然而，核能的開發(fā)利用是一個(gè)循序漸進(jìn)的長期進(jìn)程，按其科技難度和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的前景展望，大致可分為三個(gè)階段：第一階段是熱中子反應(yīng)堆，第二階段是快中子增殖堆，第三階段是可控聚變堆。這三階段需要互相銜接和交叉，逐步進(jìn)入實(shí)用，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。積極發(fā)展核電，因?yàn)楹四苡衅錈o法取代的下列優(yōu)點(diǎn)：(1)核能是地球上儲量最豐富的能源，又是高度濃集的能源。1t金屬鈾裂變所產(chǎn)生的能量，相當(dāng)于270萬t標(biāo)準(zhǔn)煤。地球上已探明的核裂變?nèi)剂?，即鈾礦和釷礦資源，按其所含能量計(jì)算，相當(dāng)于有機(jī)燃料的20倍，只要及時(shí)開發(fā)利用，便有能力替代和后續(xù)有機(jī)燃料。更進(jìn)一步說，地球上還存在大量的聚變核燃料氘，能通過聚變反應(yīng)產(chǎn)生核能。1t氘聚變產(chǎn)生的能量相當(dāng)于1100萬t標(biāo)準(zhǔn)煤，氘即重水中的“重氫”，普通水中有七千分之一的重水，故地球上存在約40萬億t氘。所以聚變反應(yīng)堆成功以后，能源真可謂取之不盡，用之不竭，人類將不再為能源問題所困擾。(2)核電是清潔的能源，有利于保護(hù)環(huán)境。目前世界上大量燃燒有機(jī)燃料的后果是足堪憂慮的。燃燒后排出大量的二氧化硫、二氧化碳、氧化亞氮等氣體，不僅直接危害人體健康和農(nóng)作物生長，還導(dǎo)致酸雨和大氣層的“溫室效應(yīng)”，破壞生態(tài)平衡。比較起來核電站就沒有這些危害。核電站嚴(yán)格按照國際上公認(rèn)的安全規(guī)范和衛(wèi)生規(guī)范設(shè)計(jì)，對放射性三廢，原則上是回收處理儲存，不往環(huán)境排放，排往環(huán)境的只是處理回收后殘余的一點(diǎn)尾水尾氣，數(shù)量甚微，對環(huán)境沒有實(shí)質(zhì)性的影響。(3)核電站堅(jiān)持安全第一、質(zhì)量第一的方針，正確設(shè)計(jì)、高質(zhì)量建造和按規(guī)范運(yùn)行的核電站，其安全是有保證的。(4)核電的經(jīng)濟(jì)性能與火電競爭。電廠每kw·h的成本是由建造折舊費(fèi)、燃料費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)這3部分組成的。主要是建造折舊費(fèi)和燃料費(fèi)。核電廠由于考究安全和質(zhì)量，建造費(fèi)高于火電廠，但燃料費(fèi)低于火電廠，火電廠的燃料費(fèi)約占發(fā)電成本的4O％～6O％，而核電廠的燃料費(fèi)則只占2O％左右?？偟乃闫饋?，核電廠的發(fā)電成本是能與火電相競爭的。(5)發(fā)展核電有利于減輕交通系統(tǒng)對燃料運(yùn)輸?shù)呢?fù)擔(dān)。1座100萬kW的燃煤火電機(jī)組每天需燒煤約1萬t，1年約需300萬t，而1座lOOkW的核電機(jī)組每年僅需核燃料30t，可見核燃料運(yùn)輸量僅是煤運(yùn)輸量的十萬分之一，大大減輕交通運(yùn)輸負(fù)擔(dān)。(6)以核燃料代替煤和石油