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对我国核电的认识


自20世纪50年代中期第一座商业核电站投产
以来,核电发展已历经50多年。根据国际原子能
机构(IAEA)2007年8月份最新统计的数据,全世
界正在运行的核电机组共有439台,总装机容量3.71
亿千瓦,这些核电机组已累计运行超过1万多堆年;
正在建造的核电机组有34台,总装机容量约
2710万千瓦。目前世界上有33个国家和地区有核
电厂发电,核电年发电量占世界总发电量的17%。
核电与水电、火电一起构成世界电源的三大支柱,
在世界能源结构中有着重要的地位。
我国是世界上少数几个拥有比较完整核工业体
系的国家之一。为推进核能的和平利用,20世纪70
年代国务院做出了发展核电的决定,经过30多年
的努力,我国核电从无到有,得到了很大的发展。
关于我国核电发展战略
若干问题的认识


明确到2020年,核电运行装机容量4000万千瓦,在
建核电容量1800万千瓦。这为我国核电产业的发
展带来了前所未有的机遇,也使其面临新的挑战。
积极推进核电建设,促使核电批量化、规模化、系
列化发展,将面临核电技术路线的统一确定、铀资
源的保障能力、放射性废物的处理处置、体制改革
和机制创新等方面的问题。下面对这几个问题作初
步分析。
1 关于我国核电发展的技术选择
问题
经过30多年的发展,我国掌握了一些国外核
电成熟的设计技术,能自主设计建设30万千瓦和60
万千瓦压水堆核电站,基本具备了设计建设二代改
进型百万千瓦级压水堆核电站的能力。目前世界上
核电技术已经发展到了第三代,与第一、第二代技
术相比,第三代核电站具有更大的单机容量、更高
的安全性以及更好的经济性。当前大规模发展核
电,如何处理好立足现有基础自主发展与引进、消
化、吸收、再创新的关系,是保障我国核电产业持
续快速发展的重大问题。
为实现2020年核电装机容量达到4000万千瓦
的目标,从现在起,每年要建设2~3个百万千瓦级
核电机组。对于新的核电机组发展路线,出现了两
种不同的意见。一种主张“一步跨越”,认为核电新
项目要高起点,直接引进“第三代”核电技术进行
批量建设,通过国际合作,一步跨入世界核电的技
术高端。如果不能“一步跨越”,就推迟上马。另一
种主张“两步走”,认为在积极引进国外“第三代”
核电技术的同时,充分利用我国现有的技术建设一
批“已有技术加改进”(即“二代加”)的核电机组,
既满足电力需求,又达到锻炼队伍、提高自主创新
能力的目的。即使顺利引进了国外“第三代”核电
技术,也还需要

经过一定时间的运行考验和对国外

术的消化吸收才能大规模推广。两种不同的意见
直接影响到我国当前的核电建设和今后十几年的核
电发展。
1.1 世界核电技术的改进是一个不断发展的
渐进过程
50年来,世界核电技术的发展大体上经历了以
下三个技术发展阶段:
20世纪五六十年代建设的原型堆和示范电站是
第一代,如美国的希平港压水堆核电站等。第一代
核电站验证了核电机组运行的安全性、可靠性,为
以后核电的大规模发展打下了基础。
20世纪80年代开始推广建设的商用核电站称
为第二代核电站,包括压水堆、沸水堆、重水堆、
气冷堆、石墨水堆等。第二代核电站在全球范围内
实现了标准化、系列化和批量建设。80年代以来,
各国不断发展一些新技术,在许多方面对原来的二
代技术进行了改进,但基本类型还是属于二代技
术。改进以后称为改进型二代技术(“二代加”)。目
前全世界运行的核电站绝大多数都属于二代技术。
1979年美国三里岛事故和1986年苏联切尔诺
贝利核事故后,核电机组的安全性引起人们的极大
关注。为了消除人们对核电站安全问题的担心,进
一步改善核电的经济性,美国电力研究所(EPRI)在
美国核管会(NRC)的支持下,制定了一个提高核
电厂安全性、改善核电经济性的“核电厂设计基础
核电规划

文件”,即适用于下一代轻水堆核电站设计的“用
户要求文件(URD)”。随后,欧洲国家共同制定了
类似的“欧洲用户要求文件(EUR)”。人们把符合
URD或EUR要求的核电站称为“第三代”核电站,把
按URD或EUR的要求开发或改进的核电机组称为第
三代核电机组,其典型代表是美国通用电气公司
(GE)的ABWR、美国西屋公司(WH)的AP1000、
法德联合开发的欧洲压水堆(EPR)等。其中,先进
沸水堆(ABWR)已在日本顺利运
行多年,而先进压水堆在世界范
围内尚未建成。欧洲压水堆
(EPR)的第一个机组于2005年10
月在芬兰开工建设,预计2010年
左右可以投入运行。AP1000则刚
于2004年9月通过了美国核管会
的安全审批,目前正在全球范围
内寻找第一个用户。
所有的第三代核电技术都是
在第二代核电技术基础上,通过
增加预防、缓解严重事故措施和
改进原有的安全系统来提高其安
全性。全世界正在运行的440多
台核电机组中,绝大多数采用的
是第二代核电技术或比第二代核
电技术有一定改进的“二代加”技术,正在建造中
的新核电机组也以“二代加”为主。世界13000多
个堆年的核电运行实践证明,“二代加”核电机组
的安全性

是有保障的,经济性也是有竞争力的。第
二代核电站(包括二代及“二代加
”)还会长时间存
在,并继续作为核电的主力军发挥作用。
此外,在开发第三代核电机组的同时,美国等
十个国家联合提出了“第四代核电系统”的研究开
发计划,将目标定位在“在电价具有竞争力的同时,
还要令人满意地解决核安全、核废物、核扩散以及
所在国家的公众接受性等问题”。美国等十个国家
组成了“第四代核能国际论坛”,共同研究开发第
四代核能系统。2002年在东京召开的“第四代核能
国际论坛”会议上,遴选出了六种第四代核电概念
堆系统:钠冷快堆、铅冷快堆、气冷快堆、超临界
水冷堆、超高温气冷堆和熔盐堆,作为优先研究的
对象。第四代核电技术预计到2030年才能实现商
业化,目前尚处在概念设计阶段。
1.2 在扩大核电容量进程中提高我国核电的
安全性和经济性
目前,第二代核电尚有较大的发展空间。一是
美国在役二代核电机组的增容延寿取得很大成绩,
这些机组的增容延寿,得到NRC的批准,证明是满
足核安全要求的。因此,二代核电
不满足核安全要求,要被淘汰的
说法是错误的;二是当前世界核电
建设主要在发展中国家,发展中
国家发展核电的主要目的是电力
电量的可靠稳定供应,对技术的
先进性没有高的要求,经济性好
的二代改进机型适合发展中国家
的要求。三代核电的经济性难于
被发展中国家所接受,提高经济
性尚需时间,在能被发展中国家
接受之前,二代核电就有发展空
间。
当前,我国面临着经济发展
对能源的强烈需求和对能源结构
调整的迫切需要的问题,国家明
确地提出到2020年核电装机达到4000万千瓦的要
求。因此,核电发展的迫切任务是扩大核电的容量
规模,不断地建设安全可靠的核电机组,提高核电
在能源结构中的比重。同时,通过批量建设,大幅
度提高核电设备国产化的比例,降低核电机组的造
价,进一步提高核电经济性。
我国已掌握核心技术的二代改进机组,满足核
安全的要求,有较强的经济竞争力,适合发展中国
家发展核电的要求,有较大的发展空间。如果加快
其建设,逐步替代部分煤电,将对经济社会发展做
出更大的贡献,而且还有打开国际市场向外出口的
空间。
国际上第三代压水堆核电站技术尚未经过工程
验证和运行考验。虽然未经过工程验证的新技术也
是可以运用到工程中的,但要一下子进入批量化规
模建设,其风险是很大的,对投资大、安全要求高
的核电站来说更是如此。国内外的经

验证明,从引
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进国外
技术到消化吸收、掌握核心技术,再到自主
地进行批量建设,需要有一个过程,而且是一个较
长的过程。对于中国来说,核电产业的核心技术与
其他高技术一样,也是买不来的。等到与国外合作
的招标成功并引进技术后再去批量发展我国的核电,
就必然要影响到2020年4000万千瓦目标的实现。
因此,“十一五”以及今后的一段时间,我国
核电发展应以压水堆核电站为主,充分利用已掌握
的成熟技术、努力提高自主化水平,建造一批二代
加改进的核电机组,满足核电建设批量化建设的需
要;同时积极引进第三代核电技术,建设好两个自
主化依托项目,通过引进、消化、吸收和再创新开
发自主品牌的新一代大型先进压水堆核电站,以此
作为我国未来核电发展的主力机型。
2 我国的铀资源保障能力问题
核电发展离不开天然铀的供应和铀资源的保
障,我国的天然铀供应能不能满足核电发展的需
要、能够提供多大的发展空间,这是人们十分关心
的问题。
2.1 中国已经探明的铀资源不能满足未来核
电规模发展的需要
经过50年的勘探,我国已经探明的、经济可
采的、保有地质储量的铀有相当的规模,可以满足
当前已运行核电站的需要。但是,光靠国内已经探
明的铀资源是无法支持我国核电的可持续发展的。
按照2020年我国核电装机容量达到4000万千
瓦、在建1800万千瓦的要求,可估算出2005—2020
年我国核电发展对天然铀数量和铀资源储量的需求
量。根据测算,2005年到2020年的16年间,我
国累计需要天然铀约7.97万吨,其中2020年当年
就需要天然铀8466吨;16年间我国累计消耗的铀
矿储量约11.39万吨,其中2020年当年消耗的铀矿
储量约为1.21万吨。从这些数字看,我国已探明的
国内地质储量和目前的生产能力满足不了核电可持
续发展的要求。国内铀资源的保障能力对我国核电
未来发展提出了挑战。
2.2 世界铀资源储量丰富,能够保障核电发
展的长期需求
世界上有100多个国家开展过铀资源勘查工
作,40多个国家公布了探明铀资源量。根据经济合
作与发展组织(OECD)和国际原子能机构(IAEA)
发表的《(2005铀资源、生产和需求)》红皮书报告,
2005年,世界上已知常规铀资源中,成本小于等于
40 US$/kgU的为274.6万吨,成本小于等于80
US$/kgU的为380.4万吨,成本小于等于130
US$/kgU的为474.3万吨。
全球核电站每年消耗天然铀6万多吨,从总体
上看,全球已探明

的铀资源完全可以满足核电发展
的需要。美国麻省理工学院(MIT)2003年的一份
研究报告(“THE FURTURE OF NUCLEAR POWER”)
认为,假定到21世纪末全球核电装机容
量发展到10
亿千瓦(为目前的3倍),即使不考虑利用快堆实现
核燃料增殖等因素,全球的铀资源也够用100年。
2.3 铀资源市场是全球化市场,核电大国的
铀资源供应主要来自于国际市场
一个国家的核电发展规模,主要取决于掌握核
电技术的程度和水平,而不取决于国内铀资源储
量。根据《(2005铀资源、生产和需求)》红皮书报
告统计的数据,截至2004年底,全球天然铀需求约
为67320吨,预计2025年将增加到82275吨至107600
吨。需求主要集中在美国、欧洲、俄罗斯、东亚四
大区域。这四大区域的核电装机容量占世界核电总
装机容量的86.2%,天然铀的总需求占世界总需求
的86.8%,但天然铀产量只占世界总产量的28.0%,
其天然铀供应主要来自于国际市场。其中装机容量
占全球总数12.7%的日本,由于国内无铀资源,天
然铀完全依赖于海外购买。从总体上看,全球已探
明的铀资源在可预见的将来完全可以满足核电发展
的需要。
2.4 加强国内铀资源勘探开发,充分利用国
外铀资源,保障我国核电发展对天然铀的需求
世界上铀矿床主要分布于两条跨大洲的巨型铀
成矿带,即近东西向欧亚巨型铀成矿带以及环太平
洋巨型铀成矿带,这两条成矿带均横穿中国。因此,
我国的铀成矿地质背景总体上是有利的,第一轮全
国铀资源预测结果表明,我国尚有很大的找矿潜
力。但是目前已探明的资源储量不大,其直接原因
是我国铀资源勘探开发的投入太少,勘探开发的力
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度太小。铀矿作为特殊矿种,地质勘察经费全部来
源于国家财政,由于投入少,工作量小,至今我国
尚有40%的国土面积未进行过铀矿普查,作详细
勘查的区域更少。根据有关地质资料分析,许多区
域都有很好的找矿前景,只要加大投入,提高勘查
力度,在我国国土上找到几个大的铀矿还是很有希
望的。近年来勘查工作进展也证实了这一观点。
国际上核电大国主要利用国际市场的铀资源。
通过购买天然铀产品、进行海外开发、建立适当的
铀储备体系等保障本国核电发展的需求。
借鉴国外经验,结合我国国情,只要加大国内
铀资源勘探开发力度,积极开拓和利用国外铀资
源,并建立适度的天然铀储备体系,核电发展的铀
资源保障问题就完全可以得到解决,铀

资源不是我
国核电发展不可克服的制约因素。
3 放射性废物处理处置的技术
问题分析
3.1 从技术上看,放射性废物处置问题是可
以解决的
核电站乏燃料后处理和放射性废物处理处置是
社会公众
、核工业界专家和决策者共同关注的问
题,也是当前阻碍一些国家核电发展的重要因素之
一,必须高度重视和妥善处理。
从核电站和后处理厂等核设施出来的放射性废
物,依其放射性水平的高低,一般分为高、中、低
三类。通过近半个世纪的研究和实践,对中、低放
废物的处理和处置早已达到工业生产规模,技术是
成熟的;对高放废物进行减容、固化的技术也已趋
成熟,在足够长的贮存期内使高放废物与生物圈进
行有效隔离是有保证的。
目前,长寿命强放射性的高放废物的处置有两
条可行的技术途径:一是将这类废物处理成固化的
玻璃块进行深地层埋藏,国际核能界公认这种方法
是有效的。二是利用后处理以及分离-嬗变技术,
将长寿命的放射性核素分离出来,再经快中子嬗变
为稳定的或短寿命的核素,从而大大减少需要地质
处置的高放废物量。这种方法较为理想,国际上正
在进行研究,我国也正在开展这方面的研究工作。
这里值得指出的是,通过后处理以及分离-嬗变技
术,还可以提取空间核电源用的特殊材料,如镎-237、钚-238。目前这一技术在美国、俄罗斯已实
际应用。
当前世界各国核电厂所产生的放射性废物均处
于严格的受控状态。现有的中、低放废物处理和处
置技术以及高放废物暂存技术,可以保证对核电厂
产生的放射性废物进行有效的管理,使其不对环境
安全和人类健康产生不利影响。尽管高放废物的最
终处置技术还有些问题有待解决,世界各有核国家
对高放废物的最终处置问题都还在进一步研究之
中,但这不应该成为核电持续发展的阻力,而应该
成为核电技术不断发展的动力。
3.2 在大力发展核电的同时,要加强后处理
和核废物处理处置能力发展的统筹规划与实施工作
我国核电站乏燃料后处理和核废物处理处置技
术近年来都取得了一定进展。后处理中间试验厂正
在建设之中,将于近期建成投产。中低放废物沥青
固化和水泥固化技术已开发成功并投入运行,中放
废物水力压裂技术也已试验成功,西北和北龙中低
放废物近地表处置场已建成。高放废物深地层埋藏
库在选址、场址评价与处置设计和性能评价等方面
也做了不少工作。
后处理技术是一项敏感技术,不仅是制造武器
级钚的必要手段,也是实现核燃料闭合循环、为压
水堆

和快堆提供工业钚的重要技术环节。然而,由
于核工业20世纪80年代的调整,研发投入严重不
足,使我国核燃料后处理工艺技术、关键设备制造
技术、自动化监控技术、远距离操作与维修技术、
核临界安全技术等方面远远落后于国外先进
水平国
家,甚至落后于印度。我国在后处理技术研发、生
产能力、队伍建设等方面,都面临着严峻的挑战。
随着核电的发展,乏燃料及放射性废物的产生量将
不断增加,加强后处理和放射性废物处理处置技术
的研发、加强放射性废物处理处置的能力建设也是
一项十分紧迫的任务。
核电站乏燃料后处理和放射性废物处理处置是
实现我国核能可循环开发利用的关键环节。为充分
提高铀资源和核能的利用效率,最大限度地减少废
物排放,保护生态环境,保证公众健康,国家应对
乏燃料后处理、核废物处理处置等方面给予应有的
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重视,积极做好核电站乏燃料后处理和核废物处理
处置能力发展的统筹规划,以使核能的利用对实现
我国社会、经济和环境的“共赢”发展做出应有的
贡献。
4 措施与建议
回顾历史,分析现状,借鉴国际经验,展望未
来,就如何加快我国核电持续稳定发展,提出以下
几点措施与建议:
1) 加强统筹协调,积极落实国家核电中长期
发展规划
为把“积极发展核电”的方针落到实处,实现
国家核电中长期发展规划目标,就要加强政府对核
电发展的统筹协调。实施核电自主化发展战略,合
理安排核电建设项目,做好核电厂址的开发和储
备,建立和完善核电安全运行和技术服务体系,配
套落实核燃料循环和核能技术开发项目的保障条
件。加强组织管理,提供财政金融扶持,健全法规
制度,充分发挥各部门的优势,大力协同,积极推
进我国核电的规模化发展。
2) 在集中力量加快“二代加”核电机组批量建
设的同时,积极推进第三代核电技术引进和开发
2010年前,充分利用我们已有的基础,通过核
电项目建设的驱动,全面掌握自主、批量建设改进
型第二代大型压水堆核电站。同时,要通过国际合
作,引进技术,把大型先进压水堆(三代)核电技
术的自主化和产业化的起点构筑在新的更高的平台
基础上,并尽快具备自主设计、自主制造、自主建
设、自主运行大型先进压水堆核电站的能力,逐步
形成具有自主知识产权的核电品牌。在2017年左
右建成中国品牌的符合国际上第三代技术要求的首
期示范工程,2020

年以前具备批量化标准化建设的
能力,成为2020年后国内更为巨大的核电市场的
主力机型,在技术上达到当时的国际先进水平。
3) 加大政府对核能科技开发的支持力度,着
力提高自主创新能力
为实现核电产业自主化发展目标,我国应加快
实施大型先进压水堆科技工程,统筹
考虑先进压水
堆核电站技术、快堆技术,先进核燃料循环核心技
术,协调相应的研发和验证基础能力建设,进一步
提高核电自主设计,自主创新能力,形成我国自主
设计开发先进压水堆核电站的技术体系,构筑起与
国际接轨的较高水平的核电自主设计、研发与制造
的技术平台。
为了加强和提高核电科技的科研开发工作,实
现先进核能科技工程建设目标,建议在目前核能开
发科研投入的基础上适当增加投入,从2008年开始
到2020年间国家财政加大核能发展资金投入,特别
是要提高核电领域引进消化再创新费用的投入,走
“产学研”结合的路子,建立以企业为主体的技术创
新体系。同时,要积极吸引社会投资,优化投资方
式,努力实现核电研发的投资多元化。
4) 充分利用国内国外两种资源,建立天然铀
储备体系
为了满足我国核电规模发展对天然铀的需求,
一方面必须加大国内铀资源勘查开发力度,提高铀
矿地质科技创新水平,缩短找矿周期,提高找矿率,
从而尽快探明家底,增加探明储量,提高资源保障
度。同时,加大对现有资源的利用评价,提高资源
利用率。另一方面,实施铀资源全球化战略,在积
极勘探、合理开发国内资源的同时,最大限度地利
用国外资源,包括在海外建立铀资源开发基地和天
然铀产品国际贸易,并将境外铀资源作为国家矿产
资源境外开发优先支持的矿种纳入国家和政府间合
作框架,建立长期合作机制。
为实现铀资源的可持续稳定供应,必须建立天
然铀储备体系,按“谁储备、谁受益”的原则管理,
所需资金由受益方承担,国家可提供优惠贷款。
5) 不断提升核燃料生产能力和技术水平
提高铀纯化、转化的能力和技术水平。
键设备研制以及关键技术的研究,提高铀转化设备
工艺技术水平。开展离心机研究和开发,提高离心
机分离功能力和工艺技术水平,扩大铀浓缩生产能
力,以适应核电发展需求。扩大燃料元件生产规模,
开展相关技术研究。加强高性能燃料组件及相关包
壳、结构材料的研究。开展MOX 燃料组件的设计、
制造和关键设备研制,为实现铀钚循环利用奠定技
术基础。
6) 加快乏燃料后处理和放射性废物处理处置
的技术攻关和工程建


在核电项目建设的同时,同步建设中低放射性
废物处置场,以适应随核电发展不断增加的中低放
射性废物处理的需要。“十一五”要推动华东和西
南中低放固体废物处置场的建设。同时,要积极开
展高放废物深地质处置研究,争取2020年完成高
放射性废物处置库选址、场址评价和最终处置地下
实验室建设,完成
高放射性废物最终处置场规划。
核电的快速发展要求加快乏燃料后处理和放射
性废物处理处置的技术研发和工程建设,通过中外
合作,尽快完成大型后处理工厂前期准备工作,确
定场址与技术路线方案,争取 2020年建成大型后
处理厂。
7) 改革、创新管理体制和机制
为适应核电批量建设的形势和市场经济发展的
要求,要加大改革力度,创新管理体制和机制。积
极推进投资主体多元化,允许有实力投资核电的企
业或愿意投资核电的企业投资建设核电站,因核电
具有核安全方面的特殊性,在对其放开允许负责核
电建设之前,应经过政府主管部门对其能力和条件
的审批。国内铀资源勘查,要面向全国广大地勘单
位,调动全国地勘单位的积极性,同时要加强政府
行业管理部门的管理,实行许可证制度。通过整合
资源,组建各种专业化核电技术服务公司,提供全
方位技术服务,为核电规模化发展服务。研究组建
核燃料生产、后处理和退役治理的专业化公司,为
核电发展提供可靠的核燃料保障,做好乏燃料后处
理和放射性废物的处理处置工作,促进核电快速、
健康的发展。



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