核能是清潔低碳、安全高效的穩(wěn)定基荷能源。“雙碳”目標下，核能在低碳轉(zhuǎn)型、能源安全等方面發(fā)揮著更重要的作用。面向“雙碳”目標，核能中長期發(fā)展對鈾資源供應保障、乏燃料安全管理等關(guān)鍵問題提出了新要求，積極發(fā)展快堆是應對核能發(fā)展挑戰(zhàn)、支撐核能大規(guī)模發(fā)展的必經(jīng)之路。當前，應加快推動“熱堆—快堆—聚變堆”“三步走”發(fā)展，助力我國“雙碳”目標實現(xiàn)。

“雙碳”目標實現(xiàn)需要核能。核電運行穩(wěn)定，換料周期長，是當前乃至未來一段時間內(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)與消費革命的轉(zhuǎn)型中具有突出的優(yōu)勢。從我國當前的發(fā)展階段來看，科學安全有序地推動能源轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)碳達峰碳中和目標離不開核能。從脫碳需求及電力裝機電量平衡預測來看，2060年我國核能發(fā)電量占比需達到20%以上才能實現(xiàn)碳中和目標。

▲ 田灣核電站

熱堆作為在運核電機組的主力堆型，將成為我國實現(xiàn)碳達峰碳中和的重要力量。在核能“三步走”技術(shù)路線的指引下，我國熱堆實現(xiàn)了二代向三代升級，實現(xiàn)了規(guī)模化、批量化、國產(chǎn)化發(fā)展，形成的研發(fā)體系、人才隊伍等為第二步快堆、第三步聚變的研發(fā)與設計建設奠定了良好的基礎(chǔ)。截至2022年3月底，我國在運核電機組53臺，總裝機容量為5464.7萬千瓦，位列全球第三;在建核電機組19臺，總裝機容量為2134.4萬千瓦，多年位居全球首位。從1994年至2021年，我國熱堆核電累計發(fā)電量是30810.91億千瓦時，相較于燃煤發(fā)電，約減少了9.28億噸標準煤、24.38億噸二氧化碳排放、791.09萬噸二氧化硫排放、688.72萬噸氮氧化物排放，有效降低了二氧化碳的長期排放增速，將在我國碳達峰碳中和過程中發(fā)揮重要作用。

快堆是維持核能大規(guī)模可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。快堆的主要特點一是增殖核燃料，充分利用鈾資源，快堆在運行時，新產(chǎn)生的易裂變核燃料钚多于消耗掉的易裂變核燃料，經(jīng)過快堆及配套后處理技術(shù)的多次循環(huán)，鈾資源利用率可以提高40倍以上;二是嬗變長壽命高放廢物，減少儲存風險，釋放乏燃料安全管理壓力。目前，我國快堆已經(jīng)形成了完備的科研技術(shù)體系，示范工程有序推進，后處理示范工程按計劃建設。面向“雙碳”目標，應加快推動快堆發(fā)展，實現(xiàn)鈾資源利用率最高和放射性廢物最小化，盡早形成我國熱堆、快堆協(xié)調(diào)發(fā)展的二元時代，助力碳中和目標實現(xiàn)。

▲ 中國實驗快堆

人類終極能源的選擇依舊是核聚變能源。聚變能源燃料儲存豐富、固有安全性好、污染物極少、能效高，仍被世界各國認為是最終解決能源問題的選項，甚至能夠進行太空遠航、探索宇宙，是人類實現(xiàn)終極夢想的“終極能源”。美國、英國、日本、韓國等國家紛紛制定了核聚變長遠發(fā)展計劃，其中，美國、英國計劃2040年實現(xiàn)聚變商業(yè)示范，日本提出2050年要建成核聚變原型發(fā)電站。我國實施了一系列聚變技術(shù)攻關(guān)，先后建成EAST、HL-2M等核聚變裝置，工程技術(shù)不斷提升，研究和技術(shù)水平取得了長足進步，聚變理論與物理實驗、工程技術(shù)等方面達到了世界領(lǐng)先水平。總體來看，核聚變能商業(yè)化越來越近。

▲ HL-2M核聚變裝置

核能是高科技戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，是兌現(xiàn)減排承諾的支撐，是非化石能源的主力，是實現(xiàn)“雙碳”目標現(xiàn)實理性的選擇。當前，應加快推動核能發(fā)展“三步走”，將快堆核能發(fā)展提上快車道，盡早實現(xiàn)熱堆—快堆二元協(xié)調(diào)發(fā)展，助力“雙碳”目標實現(xiàn)，積極推動聚變核能研發(fā)，掌握人類終極能源的“密碼”。