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核能在國內發電比例只有4.6%,中國核電最大的難題是什么?

2021-05-26 09:20  來源:核能號    核能發電  核電技術  三代核電  四代核電  CAP1400

中國的核技術是一個很痛苦的存在,一方面我們的華龍一號代表著世界第三代核能的最高標桿;一方面我們的核能發展又深深受到限制,只因為民眾對核的誤解太深。


切爾諾貝利事故、三里島事故、福島事故,這些泄露事件曾一次又一次證實核能的危險性。而現在日本的傾倒核廢水事件,更是把核電站推到了風口浪尖之上。我們不禁要問,中國的核電站,安全嗎?

老生常談,就像芯片、航母一樣,在核能技術上,中國同樣被卡住了脖子。但和你想象不一樣的是,中國的核能技術即使被卡住了脖子,仍然是獨步天下 。而且,卡住中國核能技術脖子的不是美國,而是我們自己。

磨刀不誤砍柴工,要理解這個問題,我們就得先從發電這事說起。

大家肯定在各種紀錄片、宣傳片、風景片中,見過成片綿延的風力發電機組,大自然的綠色環境加上人畜無害的風力發電,妥妥的清新自然綠色環保代名詞。

但事實是,風力發電是污染最大的發電方式,是的,你沒聽錯。風力發電會在發電過程中排放大量二氧化碳,性價比和清潔度連燒煤的火電都比不上。

這個世界上的發電方式就五種:風電、水電、火電、光電、核電,前四個都是平平無奇的技術。

光電會產生垃圾電、地理位置受限

水電火電都會污染空氣,而且還是不可再生的能源

風電污染大,電力輸送難

與其它四個相比,核電雖然危險,但作為能源,卻不會產生硫、氮化合物、二氧化碳,同時原料取之不盡用之不竭,絕對是人類現今最完美的能源解決方案。

核電技術就是利用核裂變或者核聚變反應釋放的能量,來進行發電的技術。整個流程就是,通過聚變或者裂變產生能量,把水轉化成蒸汽,再用蒸汽動力進行發電。相比起傳統的火電水電風電,核電技術的效能高出了不止一點。一千克鈾-235裂變反應產生的能量,比2000噸煤燃燒產生的能量還要多。

是的,又印證了那句話,人類發展到今天一直都是在研究怎么扔石頭和燒鍋爐。

從1950年到今天,世界的核電技術分為三代技術。

第一代技術是實驗性的技術

1951年,美國建成了世界上第一座實驗性核電站,1954年蘇聯也建成了實驗性核電站;英國、法國、加拿大,都在1951到1962年這段時間里都建成了自己的核電站。第一代的核電技術主要是為了試驗核電的可行性。

第二代技術的主要玩家是美國、蘇聯、日本、以及西歐各國

在第二代核電技術高速發展的時期,美國把建造核電站的技術大量出口。是的,那個時候美國就開始賣核電站了。同時蘇聯也開發了自己的核裂變石墨反應堆技術,而日本和法國則是買了美國的技術,在本土自己建造。

也是在那個時期,中國開啟了核電技術,不過這事我們后面再單獨說。

20世紀90年代,美國和歐洲都各自出臺了自己的核電建設標準。美國的叫URD標準、歐洲的叫EUR標準,兩個標準各有不同的側重點,但只要能滿足這兩個標準的技術,都是第三代核技術。

到了2000,美國能源部發起了一個組織,拉了一眾對核能有意向的國家開會,商討第四代核技術的方案,這個組織叫“第四代國際核能論壇”,參與國家都是這顆藍色星球上除了法國之外排得上號的大佬。當然,老規矩,俄羅斯和中國沒被邀請。

這個會議上確定了第四代核技術的標準和要求,簡述一下就是:進一步降低核電站的成本,提高核電站的安全性,核廢料的產生最少化。聽起來很簡單,但直到現在,符合這一要求的第四代核電站數仍然為0。

接下來,我們要說的就是中國的核電技術

中國的技術發展之路有個很大的特點,就是我們一直都是一個單獨的體系。從1950年巴統的禁運令,再到2018年美國的禁運令,中國一直都被隔絕在西方的技術體系之外,所有需要的技術和裝備,我們都只能自己造。所以對比西方大融合式的技術發展之路,中國的技術發展往往顯得很狂野,同時也正是因為這種沒人和我們玩,倒逼我們練就了極強的學習和消化能力,核電站技術也同樣。

上世紀八十年代,在全世界核電發展進入高峰時期時,中國的核電才剛剛起步,為了追平差距,中國先后引進了法國、加拿大、俄羅斯和美國的技術。

1982年,大亞灣核電站項目正式立項。建設了整整十二年,直到1994年才正式投產,這是中國第一座百萬千瓦級的商用核電站。

這個核電站的技術,是引進自法國的M310技術,從這個技術開始,中國的消化能力正式啟動。1982年大亞灣核電站項目立項時,法國給了我們M310技術。

得到這項技術后,我們分成了兩幫人,一幫人繼續在法國的指導下建設大亞灣核電站,另一幫人開始馬不停蹄的消化技術。

大亞灣開工三年后的1985年,中核集團的秦山核電站開工建設,秦山核電站的建設團隊,就是大亞灣消化技術的那幫人。大亞灣1982年立項,1994年投產。

而秦山核電站1985年立項,到1991年就建成投產了,只花了六年時間。三年消化加上六年建設試錯,我們只花了九年就走完了法國三十年核電路,一代人吃了五代人的苦,真的不是說說而已。

從秦山核電站開始,中國的核電技術就開始一騎絕塵,在M310技術基礎上改進的核電站,在全國拔地而起。

法國的屁股摸了,接下來就是美國的了。

到了2007年,中國拿到了美國的核電技術——AP1000技術,這是美國第三代核電的旗艦技術。

技術引進后的第二年,國家核電技術公司就成立了,全面負責AP1000技術的引進和消化。對了,順嘴一提,那是小布什總統的年代。

AP1000技術引進之后,我們花了六年的時間來研究消化,又花了六年的時間來進行自主創新,創造了中國的CAP1400技術。

2020年10月16日,這項技術的最終成果落地——“國和一號”。歷時十二年,整個項目共調用了477家單位機構、26000多名設計人員,整個核電站全是自主研發、設計、制造,創造的核心知識產權6513項,國際承認專利1052項,光是為這個核電站專門發明的新材料、新技術、新裝置就有392項,代表了世界第三代核電技術的最高水平。

但這還沒完,就像前面說的M310技術一邊建設一邊消化的路子一樣,這次引進的美國AP1000,也是兩股路線同時走的。

2013年的時候 ,AP1000技術剛剛消化完成,國家能源局就召開了一場會議,這場會議之后另一個項目啟動了,在CAP1400技術和AP1000技術的基礎上,建設一個更強的核電站——“華龍一號”。

后面的故事也一樣,國和一號投產不到三個月之后,2021年1月,華龍一號就正式投產運行了。

華龍一號投產的時候,英國向我們正式發來了合作申請,希望和中國進一步開展核電技術的探討。100年前的1921年,英國來給大清修鐵路;100年后的2021年,我們去給英國修電站,風水輪流轉。

中國的核技術是獨步天下的,但同時也是寸步難行的,核能技術最發達的國家之一——中國,在全世界的核能發電比例上卻連百分之五都不到。

終歸到底,還是因為核輻射這個概念的深入人心。

1985年秦山核電站建立時,周圍的所有居民都搬遷了。那幾年里,秦山附近的雞鴨魚肉都沒人敢買,有些靠賣菜為生的農民失去了收入來源,核電站的班子只好自己掏錢買。直到今天快40年了,秦山的居民仍然有對核電站誤解存在,就更不提其它核電站了。

中國的核技術是一個很痛苦的存在,一方面我們的華龍一號代表著世界第三代核能的最高標桿;一方面我們的核能發展又深深受到限制,只因為民眾對核的誤解太深。

如果說世界核技術格局是一個高手如云的酒館,那么中國就是這個酒館里的掃地僧,實力超群,但又深藏不露。

中國的核技術最大的難題,其實不是技術難題,而是民眾的接受難題。

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