“我們應(yīng)該堅(jiān)持‘熱堆—快堆—聚變堆’核能‘三步走’戰(zhàn)略,。持續(xù)發(fā)展好熱堆的同時(shí),，將快堆核能發(fā)展提上快車道,，加強(qiáng)可控核聚變技術(shù)研發(fā)和工程示范,，掌握人類終極能源的密碼,?！?月10日,，在中國核學(xué)會(huì)主辦、中國核工業(yè)集團(tuán)有限公司（以下簡稱中核集團(tuán)）承辦的核能“三步走”院士論壇上,，中國工程院院士葉奇蓁表示,。

在我國核能“三步走”戰(zhàn)略提出四十多年后的當(dāng)下，核能“三步走”戰(zhàn)略已進(jìn)行到哪一步,？核能“三步走”戰(zhàn)略將如何開創(chuàng)未來能源新紀(jì)元,？在核能“三步走”院士論壇上，多名院士專家深入探討我國核能“三步走”戰(zhàn)略發(fā)展,，共話未來能源新篇章,。

核電發(fā)展空間巨大

“提到我國能源資源稟賦，人們常常講‘富煤’‘缺油’‘少氣’,。實(shí)際上,，豐富的非化石能源資源是我國能源資源稟賦的重要組成部分。在我國進(jìn)入以非化石能源為主階段時(shí),，核能將發(fā)揮重要的基礎(chǔ)性能源作用,。”中國工程院院士杜祥琬表示,。

“核電運(yùn)行穩(wěn)定,，換料周期長，是當(dāng)前乃至未來一段時(shí)間內(nèi)唯一可以大規(guī)模替代化石能源的基荷電源,，也是全生命周期碳排放最少的電源,，在清潔替代和能源生產(chǎn)與消費(fèi)革命的轉(zhuǎn)型中具有突出的優(yōu)勢(shì)。從我國當(dāng)前的發(fā)展階段來看,，科學(xué),、安全、有序地推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型,、實(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)離不開核能,。”杜祥琬進(jìn)一步解釋道,。

中國核能行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示,，2024年1~3月，全國累計(jì)發(fā)電量達(dá)22372.7億千瓦時(shí),，運(yùn)行核電機(jī)組累計(jì)發(fā)電量為1040.31億千瓦時(shí),，占全國累計(jì)發(fā)電量的4.65%。

“目前,，全球核電發(fā)電量占全球總發(fā)電量比例的平均值為10%,，中國的核電發(fā)電量占全國累計(jì)發(fā)電量的比例小于世界平均值，并且遠(yuǎn)小于發(fā)達(dá)核電國家,。我國具備完整的核電產(chǎn)業(yè)鏈,、強(qiáng)大的科研研究設(shè)施和人才隊(duì)伍,，核電發(fā)展空間巨大?！比~奇蓁表示,。

走穩(wěn)熱堆：創(chuàng)新發(fā)展核電技術(shù)

作為核能“三步走”戰(zhàn)略的第一步，我國的熱堆發(fā)展經(jīng)歷從無到有,、從小到大,，實(shí)現(xiàn)了型譜化、標(biāo)準(zhǔn)化,、規(guī)?；l(fā)展,，由“三代”核電向“四代”核電穩(wěn)步邁進(jìn),。

當(dāng)前，我國自主研發(fā)的具有完整知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第三代核電技術(shù)“華龍一號(hào)”已實(shí)現(xiàn)批量化建設(shè)和海外出口,。2023年12月,，全球首座球床模塊式高溫氣冷堆核電站示范工程商運(yùn)投產(chǎn)，標(biāo)志著我國在第四代核電機(jī)組技術(shù)領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先水平,。

放眼未來,，熱堆技術(shù)將朝著更安全、高效,、經(jīng)濟(jì),、綠色的方向發(fā)展。在葉奇蓁看來,，推進(jìn)耐事故燃料開發(fā)是熱堆的創(chuàng)新發(fā)展方向之一,。

“如果燃料本身具有很強(qiáng)的抗事故能力，就可以首先把放射性物質(zhì)包容在第一道屏障內(nèi),。在采用耐事故燃料后,，壓水堆平均卸料燃耗會(huì)有相應(yīng)提升，換料周期也將從18個(gè)月提高到24個(gè)月,，從而節(jié)省燃料,，提高燃料可利用率?！比~奇蓁表示,。

此外，熱堆與新技術(shù)的融合發(fā)展將提升核電站整體運(yùn)維效率,?！袄梦锫?lián)網(wǎng)和人工智能等先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)智能化的監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)堆運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)測(cè)性維護(hù),。通過大數(shù)據(jù)分析,，優(yōu)化反應(yīng)堆的運(yùn)行參數(shù)，提升運(yùn)行效率,，降低維護(hù)成本,。”中核集團(tuán)“華龍一號(hào)”總設(shè)計(jì)師邢繼表示,。

未來的核能應(yīng)用賽道還將瞄準(zhǔn)模塊化小型反應(yīng)堆,。“模塊化小型反應(yīng)堆將在工廠集成組裝,，可以縮短核電工期,。模塊化小型堆可用于偏遠(yuǎn)地區(qū)及孤立電網(wǎng)熱電聯(lián)供，替代退役熱電站實(shí)現(xiàn)城市區(qū)域供熱,，并在工業(yè)工藝供熱,、海水淡化等方面發(fā)揮作用?！比~奇蓁表示,。

走實(shí)快堆：實(shí)現(xiàn)核能大規(guī)模可持續(xù)發(fā)展

相比熱堆技術(shù),，核能“三步走”戰(zhàn)略的第二步——快堆具有鈾資源利用率高,、反應(yīng)堆固有安全性高、高水平放射性廢物最小化等優(yōu)勢(shì),。

“熱堆發(fā)展比較依賴天然鈾,，燃燒的是天然鈾中只占0.7%含量的鈾-235，大部分的鈾資源沒有得到利用,。而快堆可以利用天然鈾資源中占比99%的鈾-238,，極大提高鈾資源利用率?！比~奇蓁表示,。

此外，快堆具有嬗變功能,，能夠在堆內(nèi)消耗長半衰期,、高放射性核素，實(shí)現(xiàn)放射性廢物最小化,，解決核廢料難以處理等問題,，是實(shí)現(xiàn)核能大規(guī)模可持續(xù)發(fā)展的重要選擇,。

“無論是實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì),，提高鈾資源的利用率；還是嬗變高放,、長壽命核廢物,，都需要發(fā)展快中子反應(yīng)堆核電站,。及時(shí)啟動(dòng)核能‘三步走’戰(zhàn)略的第二步，是擺在我們面前的戰(zhàn)略任務(wù),?！比~奇蓁表示。

在中國科學(xué)院院士葉國安看來,，世界各國紛紛將快堆技術(shù)視為推動(dòng)核能創(chuàng)新發(fā)展的重要突破口,，積極制定各種政策舉措搶占發(fā)展制高點(diǎn)。一體化快堆核能系統(tǒng)被視為發(fā)展先進(jìn)閉式燃料循環(huán)的現(xiàn)實(shí)選擇,，將引領(lǐng)全球新一代先進(jìn)核能技術(shù)發(fā)展,。

“發(fā)展核能‘三步走’戰(zhàn)略，要走穩(wěn)熱堆,，走實(shí)快堆,，走好聚變堆。其中,，走實(shí)快堆是關(guān)鍵一步,?！比~國安認(rèn)為,，“為確保我國一體化快堆研發(fā)取得成功，需要策劃,、實(shí)施一體化快堆國家科技重大專項(xiàng),，充分依托一體化快堆創(chuàng)新聯(lián)合體、快堆產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等重要平臺(tái),，協(xié)同發(fā)揮國內(nèi)產(chǎn)學(xué)研最優(yōu)勢(shì)力量,，加速推動(dòng)科技攻關(guān)和技術(shù)能力提升，為支撐國家能源安全,、構(gòu)建先進(jìn)閉式燃料循環(huán)體系,、搶占核科技戰(zhàn)略制高點(diǎn)貢獻(xiàn)重要力量?！?/p>

走好聚變堆：點(diǎn)亮清潔能源之夢(mèng)

萬物生長靠太陽,，童謠里唱的“種太陽”，正在全人類的共同努力下一點(diǎn)點(diǎn)變成現(xiàn)實(shí),。模擬太陽核聚變而誕生的“人造太陽”,，逐漸點(diǎn)亮人類向往的清潔能源之夢(mèng)。

作為最早參與設(shè)計(jì)國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃（ITER）的國家之一,，我國工程,、科技人員在過去的十多年里已經(jīng)深入?yún)⑴c到ITER的建設(shè)和研究工作，加快我國磁約束核聚變及高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐,。

“聚變能是無污染,、無長壽命放射性核廢料,，資源無限的理想能源。ITER的目標(biāo)就是驗(yàn)證托卡馬克運(yùn)行模式,，并為將來的熱核聚變示范堆和商業(yè)堆做好科學(xué)和工程技術(shù)上的準(zhǔn)備,。同時(shí)，ITER的創(chuàng)新和衍生產(chǎn)品也推動(dòng)了制造業(yè),、醫(yī)藥等領(lǐng)域的發(fā)展,。”國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）組織副總干事羅德隆表示,。

“人們對(duì)受控核聚變充滿期待,，它將給我們帶來能源的未來。未來,，我國將繼續(xù)推動(dòng)快堆和聚變堆的發(fā)展,，在核能科技領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更大突破。力爭在本世紀(jì)中葉,，讓核聚變?cè)谖覈c(diǎn)亮第一盞燈,。”杜祥琬表示,。

下一步,，核能“三步走”戰(zhàn)略將如何走深走實(shí)？對(duì)此,，中核集團(tuán)黨組書記,、董事長余劍鋒表示，要大力推動(dòng)熱堆發(fā)展,，推動(dòng)“華龍一號(hào)”技術(shù)優(yōu)化,，推動(dòng)高溫氣冷堆商業(yè)化推廣和多用途應(yīng)用，推動(dòng)小堆全球推廣,；加快推動(dòng)快堆發(fā)展,，發(fā)展百萬千瓦商用快堆，推進(jìn)一體化快堆研發(fā),，力爭2035年前實(shí)現(xiàn)一體化快堆工程示范,，大型后處理廠建成投產(chǎn)，具備商業(yè)化應(yīng)用條件,；積極推動(dòng)聚變研發(fā),，打造世界一流的中國聚變平臺(tái)企業(yè)，開展氘氚試驗(yàn),，積極布局聚變未來產(chǎn)業(yè),，早日建成聚變先導(dǎo)實(shí)驗(yàn)堆和商用示范電站。

“核能‘三步走’戰(zhàn)略實(shí)施四十多年來，我國始終堅(jiān)持核能安全,、創(chuàng)新發(fā)展,，核電裝機(jī)規(guī)模世界領(lǐng)先，核能技術(shù)邁入世界第一陣營,。站在新時(shí)代新起點(diǎn)上,，要以核能‘三步走’戰(zhàn)略推進(jìn)我國核能事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，助力全面建設(shè)核工業(yè)強(qiáng)國,?！敝袊藢W(xué)會(huì)理事長、黨委書記王壽君表示,。

程小雨