核工業從無到有，未來可期

李季

“能力之變”引人注目

習近平總書記在我國核工業創建60周年重要指示中曾明確肯定：“核工業是高科技戰略產業，是國家安全重要基石。”60年來，我國核工業從無到有、從小到大，取得了世人矚目的成就，為國家安全和經濟建設做出了突出貢獻。

核能源是核工業發展的重要一環。核電發展的水平，已成為當今一個國家科技創新水平的重要標志。只有掌握核心能力，才能真正“亮劍”，贏得尊敬和未來。

1991年12月15日，一個中國核電發展史上不會被忘記的日子———秦山核電一期首次并網發電，結束了我國大陸無核電的歷史。而此時，距離世界上第一座試驗核電站的建成，已經過去了近38年的時間。

落后的起步，直接催生出奮起的動力。大亞灣核電站、秦山二期、嶺澳、秦山三期、田灣核電站……當時間的車輪滾動至今，浙江秦山、廣東大亞灣和江蘇田灣三大核電基地，共11臺912萬千瓦核電機組，已經赫然矗立在中國的經濟版圖和世界的目光中。

比“中國速度”更為引人注目的，是中國核電能力從無到有、由弱轉強的躍升。在核電的設計、建造、運營、管理能力，及核燃料保障、裝備制造能力上，中國已發展壯大為世界核電業中的一支重要力量。

2008年，核電占全國電力裝機總容量的1.3%，核電年發電量683.94億千瓦時，占全國總發電量的2%左右，較世界平均水平低約14個百分點，核電在能源替代中具有較大發展空間。隨著我國逐步落實碳達峰、碳中和目標，能源轉型的緊迫性日益提升。

進入新時期，國家對核工業的發展做出新的戰略調整，到2020年，我國基本具備了“中外結合，以我為主，發展核電”的能力，已經基本具備了第二代百萬千瓦級核電站設計能力，以及自主批量規模建設的工程設計能力。在核電設備制造方面，60萬千瓦和100萬千瓦核電站國產化率可達70%以上。截至2020年底，中國大陸運行核電機組共49臺，裝機容量約5102萬千瓦。“十四五”規劃明確提出核電運行裝機容量達到7000萬千瓦。

目前有關部門正在制定包括新一輪核電發展中長期規劃、《核安全與放射性污染防治“十四五”規劃及2035年遠景目標》等在內的一攬子政策，預計未來核能發展安全監管和科技創新力度將進一步加大。

專家預計，到2060年，我國電能消費比重將超過70%，非石化能源消費比重將超過80%，清潔能源發電量比重將超過90%。在此過程中，核電與水電、風電、光伏發電等清潔能源將發揮重要作用。

自主三代核電形成型譜化產品

相較于“十三五”規劃，今年啟動的“十四五”規劃中有關核電發展及布局的表述出現不小變化，其中，“十三五”規劃中提出的“積極開展內陸核電項目前期工作”，在“十四五”規劃中未再出現。但明確了“十四五”時期將加快推進能源革命，構建清潔低碳、安全高效的現代能源體系，提高能源供給保障能力，要“加快發展非石化能源”。

核電是安全、清潔、低碳、高能量密度的戰略能源，與“風光水”等非石化能源共同組成了清潔低碳能源體系，因此“十四五”將迎來可期的發展空間。

在黨“十三五”期間，我國引進了三代核電陸續投產，實現良好運行。同時，自主三代核電技術滿足國際最高核安全要求，核電裝備國產化能力不斷提升。在建設、設計、裝備制造、運營管理方面積累經驗的基礎上，自主三代核電已進入批量化建設。

關于核電技術路線，“十四五”規劃提及的華龍一號、國和一號、高溫氣冷堆等，都是擁有自主知識產權的核電型號。“十三五”核準的新項目中，基本都采用了進一步融合后的華龍一號技術。

考慮到華龍一號和國和一號等自主三代壓水堆安全性達到國際一流水平，現役核電機組性能也得到不斷改進，未來隨著國內自主三代核電機組的批量化、規模化生產，建設周期有望縮短，將帶動技術進步、安全性提升和發電成本下降。

同時，自主三代核電形成型譜化產品，可實現從設計上實際消除大規模放射性物質釋放，成為未來核電規模化發展的主力，將帶動核電全產業鏈發展，積極應對和解決核電發展面臨的可持續性、安全與可靠性、經濟性、防擴散與實體保護等方面的挑戰。

核能多元綜合利用迎來“窗口”

“十四五”規劃明確了推動模塊式小型堆等先進堆型示范和核能綜合利用，意味著核能的多元化應用、多用途發展按下加速鍵，“十四五”期間可能成為“多能互補的清潔能源基地建設”的重要選項。

小型模塊化核反應堆造價更低、建造周期短、更安全靈活，能夠滿足直接面向用戶的分布式能源系統的供電、城市供熱和海水淡化、同位素生產等各種領域應用的需求。其中，海上浮動式核動力平臺、核動力破冰船等，可為海洋石油開采和偏遠島嶼提供安全、有效的能源供給，也可用于大功率船舶和海水淡化領域。

目前，我國能源轉型深入推進，對核能多用途發展提出了更高要求，先進堆型示范呈現出積極發展的態勢。近年來，我國積極探索模塊化小型堆（含小型壓水堆、高溫氣冷堆、鉛冷快堆等）多用途發展和綜合利用，其中中核集團研發的玲龍一號模塊化小型堆2016年成為全球首個通過國際原子能機構通用安全審查的小型堆，并于2019年7月啟動示范工程建設。我國高溫氣冷堆技術世界領先，在此基礎上發展的超高溫氣冷堆，將是核能多用途發展和綜合利用的重要途徑之一。

此外，我國正在加快核能綜合利用示范建設，2019年底山東海陽核電建成投運的首例商業核能供熱項目實現了70萬平方米居民和公共建筑供熱，而且核電水熱同傳創新示范項目效應初顯。未來，大型核電機組及低溫供熱等小型反應堆疊加風能、光伏、儲熱聯合經濟運行，可同步緩解城市清潔取暖和水資源制約發展諸多難題，為實現“碳中和”目標提供現實可行的方案。

廢物處置補齊短板

相比“十三五”規劃提出的“加快論證并推動大型商用后處理廠建設”，“十四五”規劃關于核燃料循環后端的表述更為明確，既反映出我國燃料管理壓力增大、核電發展面臨可持續性問題突出、核燃料循環后端需求日益迫切的實際情況，也明確了我國堅定執行核燃料循環閉合的政策。

無論從提高鈾資源利用率、保障核能長遠發展角度，還是從減少核廢料角度而言，乏燃料后處理都是核燃料循環中極其關鍵的環節。經過特殊后處理，乏燃料中的鈾和钚可以分離并返回反應堆，作為燃料循環使用，形成核燃料的循環。

我國早在2005年就與法國展開建設大型商用乏燃料后處理廠的初步交流和洽談。截至2019年，中法乏燃料后處理合作項目有關商務談判基本接近尾聲。

此外，針對低中放固體廢物處置，近年來我國發布了《核設施放射性廢物處置前管理》（HAD401/12-2020）、《放射性廢物地質處置設施》（HAD401/10-2020）、《放射性廢物處置設施的監測和檢查》（HAD401/09-2019）等核安全導則和核安全法規技術文件等，并建立了包括廢物核實認定、接收、碼放、填充、回填和封頂等各項環節的技術體系，以及相應的輻射防護、環境監測、安全和質量保證與應急響應等保障體系，為建設核電站廢物處置場奠定了良好基礎。

“十四五”規劃明確建設核電站中低放廢物處置場，將進一步推進放射性廢物管理法規制定工作，有利于落實放射性廢物處理處置責任，統籌規劃推進處置場能力建設，為落實“區域處置+集中共享處置”等多途徑中低放廢物處置模式奠定必要的基礎。