7月10日，中國(guó)核學(xué)會(huì)攜手中核集團(tuán)，共同承辦了一場(chǎng)備受矚目的核能“三步走”院士論壇。在這場(chǎng)論壇上，社會(huì)對(duì)核能發(fā)展的關(guān)注達(dá)到了前所未有的高度。隨著全球能源結(jié)構(gòu)的深刻變革和對(duì)清潔能源需求的日益增長(zhǎng)，核能作為高效、清潔的能源形式，其重要性日益凸顯。本次論壇旨在深入探討我國(guó)核能“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施情況，展望未來(lái)的發(fā)展藍(lán)圖，共同開啟能源新紀(jì)元的大門。

自1983年我國(guó)提出核能“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略以來(lái)，這一戰(zhàn)略已成為解決我國(guó)核能可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題的核心指導(dǎo)思想。經(jīng)過(guò)40年的發(fā)展，我國(guó)核工業(yè)經(jīng)歷了從起步到成熟，再到創(chuàng)新引領(lǐng)的跨越式發(fā)展，不僅在技術(shù)層面取得了顯著成就，更在國(guó)家能源安全和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮了舉足輕重的作用。站在新的歷史起點(diǎn)上，我們有必要回顧這一戰(zhàn)略的發(fā)展歷程，審視當(dāng)前的實(shí)施狀況，并展望未來(lái)的發(fā)展方向，以確保我國(guó)在全球能源轉(zhuǎn)型中保持領(lǐng)先地位。

中核集團(tuán)核能“三步走”戰(zhàn)略研究課題組

在1983年1月12日至18日，中國(guó)原國(guó)家計(jì)劃委員會(huì)與原國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)聯(lián)合召開了一場(chǎng)具有里程碑意義的會(huì)議——"核能發(fā)展技術(shù)政策論證會(huì)"。在這次會(huì)議上，經(jīng)過(guò)深入探討和全面評(píng)估我國(guó)核電發(fā)展的前景、國(guó)內(nèi)外鈾資源的分布狀況、國(guó)內(nèi)后處理技術(shù)的成熟度以及后處理的安全性和經(jīng)濟(jì)性，最終形成了《核能發(fā)展技術(shù)政策要點(diǎn)》。這份政策要點(diǎn)不僅提出了核能發(fā)展的"三步走"戰(zhàn)略，還強(qiáng)調(diào)了"核電發(fā)展必須與后處理技術(shù)同步發(fā)展"的重要性。

在當(dāng)時(shí)，基于我國(guó)核工業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)和經(jīng)濟(jì)合理性原則，確定了我國(guó)第一代核電站將主要采用壓水堆技術(shù)。同時(shí)，為了適應(yīng)核能的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，會(huì)議還提出了開展快中子增殖堆的研究，以實(shí)現(xiàn)技術(shù)儲(chǔ)備。快中子增殖堆技術(shù)能夠顯著提高鈾資源的利用率，達(dá)到40至60倍的增幅，這對(duì)于充分利用鈾資源具有重要意義。因此，會(huì)議提出在20世紀(jì)90年代后期建設(shè)一座小型快中子試驗(yàn)堆，為21世紀(jì)商用快堆的建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。此外，會(huì)議還展望了能源發(fā)展的終極目標(biāo)——受控核聚變反應(yīng)堆的利用。

經(jīng)過(guò)40年的不懈努力和持續(xù)創(chuàng)新，我國(guó)核工業(yè)取得了令人矚目的成就。從最初的起步到如今的成熟，再到成為國(guó)際核能領(lǐng)域的領(lǐng)跑者，我國(guó)核能工業(yè)實(shí)現(xiàn)了從小到大、從大到強(qiáng)的跨越式發(fā)展。這些成就不僅為國(guó)家的能源安全提供了堅(jiān)實(shí)保障，也為經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。當(dāng)前，我國(guó)核能發(fā)展正處于一個(gè)關(guān)鍵的戰(zhàn)略機(jī)遇期，這為我國(guó)在全球能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用提供了寶貴的機(jī)遇。

熱堆實(shí)現(xiàn)批量化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)中比例逐步提升

熱堆技術(shù)在我國(guó)的電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)中所占比例正逐步提升，實(shí)現(xiàn)了從起步到領(lǐng)先的跨越式發(fā)展。

起步發(fā)展階段(20世紀(jì)80年代至90年代中期)

我國(guó)熱堆技術(shù)的發(fā)展始于自主化與引進(jìn)再消化的雙軌策略。秦山一期的成功投運(yùn)，不僅結(jié)束了我國(guó)大陸無(wú)核電的歷史，也標(biāo)志著我國(guó)成為能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行和管理核電站的國(guó)家。秦山二期的建設(shè)進(jìn)一步鞏固了這一基礎(chǔ)，為我國(guó)自主建設(shè)百萬(wàn)千瓦級(jí)機(jī)組鋪平了道路。

適度發(fā)展階段(20世紀(jì)90年代中期至2003年)

在這一時(shí)期，我國(guó)采取了"以我為主、中外合作、引進(jìn)技術(shù)、推進(jìn)國(guó)產(chǎn)"的方針，啟動(dòng)了包括秦山第二核電廠、廣東嶺澳核電廠等在內(nèi)的四個(gè)項(xiàng)目，共8臺(tái)機(jī)組，裝機(jī)容量達(dá)到660萬(wàn)千瓦，標(biāo)志著我國(guó)核電發(fā)展進(jìn)入了小批量建設(shè)的新階段。

積極發(fā)展階段(2003年至2010年)

這一階段，我國(guó)通過(guò)公開招標(biāo)，引進(jìn)了美國(guó)西屋公司的AP1000技術(shù)和法國(guó)的EPR技術(shù)，并開工建設(shè)了相應(yīng)的機(jī)組，開啟了三代核電技術(shù)的自主化進(jìn)程。《核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2005—2020)》的頒布，明確了"熱堆—快堆—聚變堆"的"三步走"發(fā)展路線，為我國(guó)核電的批量化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

安全高效發(fā)展階段(2010年至2020年)

在這一階段，我國(guó)實(shí)現(xiàn)了從"二代"到"三代"技術(shù)的跨越，將"大型先進(jìn)壓水堆與高溫氣冷堆核電站"納入國(guó)家科技重大專項(xiàng)，全面掌握了三代非能動(dòng)核電技術(shù)，并研發(fā)出了滿足國(guó)際最高安全標(biāo)準(zhǔn)的"華龍一號(hào)"技術(shù)，形成了型譜化、系列化的良好發(fā)展態(tài)勢(shì)。

積極安全有序發(fā)展新階段(2020年至今)

當(dāng)前，我國(guó)熱堆技術(shù)正向"四代"邁進(jìn)，自主創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)。"華龍一號(hào)"的成功并網(wǎng)和全球首座球床模塊式高溫氣冷堆核電站的投產(chǎn)，標(biāo)志著我國(guó)在第四代核電技術(shù)領(lǐng)域達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。

截至2023年10月底，我國(guó)商運(yùn)核電機(jī)組數(shù)量達(dá)到54臺(tái)，總裝機(jī)容量為5676萬(wàn)千瓦，位居全球第三。在建核電機(jī)組33臺(tái)，總裝機(jī)容量3883萬(wàn)千瓦，繼續(xù)保持全球第一。2022年，核電在我國(guó)電力裝機(jī)總量中占比2.2%，核能發(fā)電量達(dá)到4177.8億千瓦時(shí)，占全國(guó)總發(fā)電量的4.7%，為保障電力供應(yīng)和推動(dòng)降碳減排做出了重要貢獻(xiàn)。

快堆核能系統(tǒng)高效有序推進(jìn)，已進(jìn)入示范規(guī)模初期階段

快堆核能系統(tǒng)在核能發(fā)展的"三步走"戰(zhàn)略中占據(jù)著關(guān)鍵的第二步，其發(fā)展遵循"兩循環(huán)、三階段"的規(guī)律，即MOX燃料型和金屬燃料型快堆核能系統(tǒng)，以及實(shí)驗(yàn)規(guī)模、示范規(guī)模和工業(yè)規(guī)模的發(fā)展階段。

快堆技術(shù)的重要性與成熟度

快堆技術(shù)作為核能發(fā)展的重要方向，尤其是鈉冷快堆技術(shù)，已經(jīng)經(jīng)過(guò)70多年的發(fā)展，成為先進(jìn)反應(yīng)堆技術(shù)的典型代表。目前，全球已有30余座快堆建成，累積了超過(guò)500堆年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。俄羅斯、美國(guó)、日本、印度等國(guó)家正在積極開發(fā)新一代快堆，全球快堆技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展正迎來(lái)新一輪的發(fā)展機(jī)遇。

國(guó)際快堆技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)際上，鈉冷快堆技術(shù)已發(fā)展超過(guò)半個(gè)世紀(jì)，多個(gè)國(guó)家已經(jīng)建成了不同功率的快堆。目前，俄羅斯在快堆技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位，擁有BOR-60、BN-600、BN-800等在運(yùn)反應(yīng)堆。此外，國(guó)際上熱堆乏燃料后處理技術(shù)已經(jīng)成熟并商業(yè)化，美國(guó)和俄羅斯在快堆乏燃料后處理方面處于領(lǐng)先地位，而法國(guó)、日本等國(guó)已掌握MOX燃料制造技術(shù)。

我國(guó)快堆技術(shù)的發(fā)展

我國(guó)快堆技術(shù)的發(fā)展始于20世紀(jì)60年代，經(jīng)過(guò)近60年的努力，已基本掌握了大型鈉冷快堆的關(guān)鍵技術(shù)。在國(guó)家"863"高技術(shù)計(jì)劃的支持下，中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆工程項(xiàng)目于2000年開工，2010年實(shí)現(xiàn)首次臨界，2011年實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。此外，我國(guó)已經(jīng)建成了約20臺(tái)套實(shí)驗(yàn)裝置，形成了完整的科研技術(shù)體系，為快堆電站的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

核燃料閉式循環(huán)體系的建設(shè)

我國(guó)在20世紀(jì)60年代同步開發(fā)后處理技術(shù)，現(xiàn)已具備一定的基礎(chǔ)。中試廠采用PUREX流程，成功打通了動(dòng)力堆乏燃料后處理工藝流程，為我國(guó)后處理事業(yè)奠定了基礎(chǔ)。在燃料元件方面，我國(guó)已掌握MOX燃料設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，并初步具備輻照及輻照后檢驗(yàn)?zāi)芰ΑＭ瑫r(shí)，我國(guó)也在積極推進(jìn)金屬燃料組件的科研工作。

通過(guò)這些努力，我國(guó)快堆技術(shù)不斷成熟，為實(shí)現(xiàn)核能的可持續(xù)發(fā)展和閉式循環(huán)體系的建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

聚變研究進(jìn)入世界第一方陣

我國(guó)在聚變堆研發(fā)領(lǐng)域處于世界先進(jìn)行列，核聚變能研究始于20世紀(jì)五六十年代，以實(shí)現(xiàn)受控核聚變能為目標(biāo)，主要采用托卡馬克裝置進(jìn)行磁約束研究。

早期發(fā)展與托卡馬克裝置

自70年代起，我國(guó)陸續(xù)建成并運(yùn)行了多個(gè)小型托卡馬克裝置，如CT-6、KT-5、HT-6B、HL-1和HT-6M，為后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。

大中型托卡馬克發(fā)展計(jì)劃

1991年，我國(guó)啟動(dòng)了大中型托卡馬克發(fā)展計(jì)劃，中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所建成了我國(guó)首個(gè)超導(dǎo)環(huán)向場(chǎng)磁體HT-7裝置，核工業(yè)西南物理研究院建成了HL-1M裝置，后者的綜合性能達(dá)到了國(guó)際同類型裝置的先進(jìn)水平，其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)被納入ITER實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)。

"十二五"期間的設(shè)備升級(jí)與實(shí)驗(yàn)突破

在"十二五"期間，我國(guó)兩大主力托卡馬克裝置EAST和HL-2A/2M完成了設(shè)備升級(jí)改造，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰︼@著提升。EAST裝置實(shí)現(xiàn)了高功率、數(shù)百秒級(jí)長(zhǎng)脈沖運(yùn)行，創(chuàng)造了新的H模長(zhǎng)度世界紀(jì)錄，中心等離子體電子溫度達(dá)到1億度。HL-2A裝置新建成的6MW輔助加熱系統(tǒng)，使輔助加熱能力達(dá)到10MW，物理實(shí)驗(yàn)研究水平步入國(guó)際先進(jìn)行列。

新一代人造太陽(yáng)的科研進(jìn)展

"中國(guó)環(huán)流器三號(hào)"取得重大科研進(jìn)展，首次實(shí)現(xiàn)100萬(wàn)安倍等離子體電流下的高約束模式運(yùn)行，刷新了我國(guó)磁約束聚變裝置運(yùn)行記錄，突破了等離子大電流高約束運(yùn)行控制等關(guān)鍵技術(shù)難題。

國(guó)際合作與ITER項(xiàng)目

我國(guó)是最早參與設(shè)計(jì)國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃(ITER)的國(guó)家之一。ITER是目前全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國(guó)際科研合作項(xiàng)目之一，其建造凝聚了當(dāng)代各類高新技術(shù)。在過(guò)去的10多年里，我國(guó)工程和科技人員深入?yún)⑴cITER的建設(shè)和研究工作，直接接觸和了解ITER多類技術(shù)，提升了我國(guó)磁約束核聚變以及高新技術(shù)及相應(yīng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)的奠定

我國(guó)科學(xué)家在EAST平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了411秒的高溫等離子體放電，創(chuàng)造了國(guó)際最長(zhǎng)時(shí)間記錄，并獲得了大于60秒的高約束等離子體放電，標(biāo)志著我國(guó)在穩(wěn)態(tài)高約束等離子體研究方面走在國(guó)際前列。這些成果不僅為國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)聚變堆，也為我國(guó)未來(lái)獨(dú)立設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行聚變堆奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)和技術(shù)基礎(chǔ)。

擘畫核能“三步走”發(fā)展新篇章

核能作為一項(xiàng)高科技戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)減排承諾、推動(dòng)非化石能源發(fā)展以及達(dá)成"雙碳"目標(biāo)具有重要意義。作為一種穩(wěn)定運(yùn)行、換料周期長(zhǎng)且具有最低全生命周期碳排放的基荷電源，核能在未來(lái)能源轉(zhuǎn)型中扮演著關(guān)鍵角色。

走穩(wěn)熱堆

我國(guó)熱堆核能技術(shù)已達(dá)到世界領(lǐng)先水平，具備良好的經(jīng)濟(jì)性和安全性。當(dāng)前，我們應(yīng)持續(xù)推進(jìn)"華龍一號(hào)"等壓水堆核電技術(shù)的優(yōu)化和后續(xù)機(jī)型研發(fā)，加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)性、安全性、環(huán)境友好性以及智能運(yùn)維等方面的技術(shù)研究，不斷提升大型壓水堆核能的安全性與經(jīng)濟(jì)性，確保熱堆作為實(shí)現(xiàn)核電大規(guī)模發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。

走實(shí)快堆

快堆核能系統(tǒng)的研發(fā)和部署對(duì)于提高鈾資源利用率、延長(zhǎng)核能使用時(shí)間以及實(shí)現(xiàn)放射性廢物最小化具有重要意義。我們應(yīng)加快關(guān)鍵核心技術(shù)的攻關(guān)，盡早實(shí)現(xiàn)工程化建設(shè)條件，推動(dòng)核燃料閉式循環(huán)，確保核燃料的安全長(zhǎng)期有效供應(yīng)，促進(jìn)核能的可持續(xù)發(fā)展。

走好聚變堆

聚變能源以其豐富的燃料儲(chǔ)存、固有的高安全性、極少的污染物排放和高能效，被視為解決能源問(wèn)題的終極方案。我們應(yīng)不斷加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，完善聚變研發(fā)基地、平臺(tái)和基礎(chǔ)設(shè)施等資源保障，積極參與國(guó)際交流合作，激發(fā)創(chuàng)新活力，確保聚變堆發(fā)展的第一步堅(jiān)實(shí)有力。

奮進(jìn)新征程

在新的發(fā)展階段，我們要胸懷國(guó)家大局，牢記核能發(fā)展的重大使命，加快推動(dòng)核能"三步走"戰(zhàn)略的深入實(shí)施。通過(guò)構(gòu)建實(shí)現(xiàn)"雙碳"目標(biāo)的"核引擎"，推動(dòng)核工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，全面建設(shè)核工業(yè)強(qiáng)國(guó)，為國(guó)家的能源安全和可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。