中國能否搶占新原子時代先機

陳少智

在2015年末召開的巴黎氣候變化大會上，由比爾·蓋茨領銜27名商業領袖成立的“能源突破聯盟”，發起了一項史無前例的“清潔能源研究計劃”，是引人關注的焦點之一。

作為一個全球性私人投資者聯盟，該組織旨在為全人類提供價格合理、可靠、接近零碳排放的能源。這些身家總和超3500億美元的億萬富翁們所組成的私人投資聯盟將會給能源圈帶來怎樣的改變？

或可從比爾·蓋茨多年來的投資軌跡中一窺究竟。據美國媒體統計，目前比爾·蓋茨已直接投資約15家公司，間接投資30家公司，總額約10億美元，這些公司大多活躍于電池儲能、下一代核能等新能源領域。

最受蓋茨青睞的是一家位于華盛頓州的核能技術公司泰拉能源（Terra Power）。2006年，比爾·蓋茨與合伙人聯合創辦了該公司，并親自擔任董事長一職。在他看來，未來能源領域中最有潛力的就是核能，而泰拉能源一直致力于研發一種新的核電技術--Traveling Wave Reactor（以下簡稱行波堆）。

最新的《世界能源展望》統計，自1971年以來，核能的利用已避免了約560億噸二氧化碳的排放，相當于全球以當前速率兩年的排放量。再加上，核能作為一種能夠大規模和大容量建設的低碳技術，如果單以成本效益最佳方式減輕氣候變化影響而言，無疑是現階段大規模代替化石能源、實現減排目標、保護環境的最佳選擇。

核能的低碳優勢雖然非常明顯，但安全性始終是制約其發展的首要問題。2011年的日本福島核事故，就給全球的核能發展蒙上了一層揮之不去的陰影。全球多數國家對核電站運營采取了更為謹慎的態度，有些國家和地區還出現了“去核電化”的趨勢。

由此可見，要想真正在全球范圍內推廣核能技術，就必須不斷發展更高級別的新一代核電技術，即必須具備避免核分散、更低的成本、更安全、產生的廢料更少等特點。

目前，全球核電技術的發展已進入到第四代核電技術的前期。1999年美國能源部核能、科學與技術辦公室首次提出了第四代核電技術的倡議，并在2001年成立了第四代核能系統國際論壇（GIF），征集到了12個國家的94個第四代核電站反應堆系統，其中水冷堆28個，液態金屬冷卻堆32個，氣冷堆17個，其他堆型17個。

一年后的GIF會議上，與會各國以上述94個概念堆為基礎，一致確立了6種有前途的第四代核反應堆作為重點研發對象。包括3種快中子堆——鈉冷快堆（SFR）、鉛冷快堆（LFR）和氣冷快堆（GFR），以及3種熱中子堆——超臨界水冷堆（SCWR）、超高溫氣冷堆（VHTR）和熔鹽堆（MSR）。

經過十多年的發展，2014年GIF又公布了一份新的《第四代核能系統技術路線圖》，從第四代核能系統的發展戰略層面總結了此前6種堆型的研究進展，并規劃了下一個10年的研究計劃。據GIF的估計，第四代核電站最快到2030年就能夠投入商業運行，但材料的耐腐蝕性能是第四代核電站能否實現的重要制約因素之一。也就是說，如果要使核能技術有革命性的提高首先核材料要有革命性的進步。

中國在走過了第二代、第三代核電技術的引進、消化、吸收、再創新的發展路徑后，中國民用核工業將會在第四代核電技術上實現前沿創新的實質性飛躍。

中國在全球第四代核電技術的研發上已經取得一定的先機。目前正在研發、建設的第四代核電技術包括有高溫氣冷堆、鈉冷快堆和超臨界水冷堆。其中，與比爾·蓋茨極力推廣的行波堆技術同屬鈉冷快堆的中國實驗快堆（CEFR）在2000年5月開工建設，2010年7月21日首次達到臨界。中國成為繼美、英、法等國之后，世界上第8個擁有快堆技術的國家。2014年12月，中國實驗快堆首次實現滿功率穩定運行72小時，并截止當月已經累計并網運行438小時，累計發電量超過300萬度，累計上網電量超過180萬度。

正因此，在過去近10年里，向全世界極力推廣行波堆的比爾·蓋茨多次訪問中國，為行波堆的科研尋找合作伙伴。2015年9月中國國家主席習近平訪美期間，泰拉能源公司與中核集團簽署行波堆合作協議，致力于發展新核能技術，雙方計劃建立合資公司。

不僅是鈉冷快堆，2012年12月，由中核工業建承的山東石島灣高溫氣冷堆示范工程開工建設，按進度計劃將于2017年底建成發電。與此同時，2014年，中國完成了超臨界水冷堆技術研發第一階段（基礎技術研究）目標，并提出了超臨界水冷堆總體技術路線。

由此可見，中國在走過了第二代、第三代核電技術的引進、消化、吸收、再創新的發展路徑后，中國民用核工業將會在第四代核電技術上實現前沿創新的實質性飛躍。

值得一提的是，雖然在第四代核電技術的研發方面，中國已經處于國際的前列，但現實中制約中國核電發展的卻往往并非核電技術本身。例如自從福島核事故發生以來，不少人心中對核電仍抱有抵觸和不信任感，認為發展核電是好事，但不要建在我家門口。可以說，民眾對核電安全性的不了解與不信任，已成為擺在中國核電產業面前一個無法回避的難題。

那么如何才能不“談核色變”？做好科普宣傳工作是首要工作，增加對核電安全性的了解，打消疑慮。這方面的工作在過去的核工業發展過程中未給予足夠重視。更為重要的是，核電站建造、運行與監管的各個環節嚴把質量關，培養高精尖的專業化隊伍，全方位保質保量。