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中科院吴宜灿院士:核能未来出路在于创新

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 楼主| 发表于 2020-11-17 06:29:20 | 显示全部楼层 |阅读模式

习近平总书记指出“要坚持安全发展、创新发展,坚持和平利用核能,全面提升核工业的核心竞争力”。党的十九届五中全会、国家“十四五”规划和2035年远景目标更是明确提出必须“坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑”。作为大国博弈的“讨不来、买不来”的关键技术,世界核能发展面临诸多挑战,若不创新未来难以走出困境。

11月15至17日,“第三届中国核产业创新发展高峰论坛”在山西太原召开,来自生态环境部、核电集团、相关高校和研究院所的近150名专家学者参加了此次论坛。吴宜灿院士受邀参会并做关于先进核能的大会特邀学术报告。

吴宜灿指出,我国商用核能历经几十年的发展取得了巨大的进步,正逐步从核能大国跻身核能强国。但世界核工业界对于核能未来发展的认知存在错觉,认为核能作为清洁低碳能源肯定大有可为,但现实情况是核能发展遭遇瓶颈,甚至在部分国家出现衰退。根据历年以及国际原子能机构的数据表明,工业界对于核能发展规划提出的预期目标远超实际能力和最终实现。预测认为核能将会复兴,但实际上复兴几乎未存在。从全球范围内看,近年来核能在经济合作与发展组织OECD等的发达经济体国家占比下降,新建核电机组主要集中于新兴经济体国家,如中国、印度等。核能虽是一种低碳能源,但并非化石能源的唯一替代选项。目前核能在终端能源中占比较低,而且在现今能源结构中仍面临着价格不断下降的可再生能源的竞争,发展前景挑战巨大。

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* IEA. Nuclear power in a clean energy system. 2019.

吴宜灿分析认为,目前制约核能发展的因素主要包括核安全问题、核废料处置问题、核燃料稳定供给和经济性问题、公众接受度问题等。核安全无疑是确保核能发展的关键,历次核事故警醒人们不能忽视核事故带来的放射性释放风险,技术上切实提高核安全是利用核能的前提。目前关于核能利用过程中所产生的核废料如何进行最终处理处置,尚且未给出明确答案。同时核能的可持续发展已受到核燃料持续供给的约束,需要进一步突破燃料循环技术以打破资源有限对于发展带来的束缚。此外,新建核电机组的建设周期往往不达预期导致经济成本不断攀升,而再生能源成本却持续下降,这无疑影响了核能的竞争力。目前核能系统面临上述问题并没有很好的解决方案,引起了对于核能使用的担忧以及伴生的公众接受度问题,导致核能长期以来在终端能源中的占比难以提高,限制了核能在更大范围、更多场景的应用。

吴宜灿认为,目前的核能发展理念试图通过改进现有设计方案的安全性,来达到提高公众接受度,主要是依据核事故的经验反馈,补丁式增加新的防御层次、系统和措施。但这种依赖复杂设计提升系统安全性的方法,一方面降低核能的经济性和竞争力,另一方面增加系统复杂性却降低了安全性,反而使得核能发展陷入“追求安全→补丁叠加→降低安全性/经济性”的恶性循环之中。为此只有创新才能摆脱核能目前的发展困境。他认为创新内涵上应包括发展理念创新、技术路线创新、核心技术突破以及发展组织模式创新等。他在报告中,系统总结了核能系统发展理念的演化过程,梳理和思考了核能发展的未来方向,建议摆脱补丁式叠加提高核安全的方式,采用“从源头确保核安全”的理念,初步提出“核5G”的目标与内涵,阐述未来核能系统向亲近性、灵活性、智能性的发展趋势,并介绍了超小型先进核能系统“核电宝”的研发实践。




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