文 | 渣叔
編輯 | 渣叔
由于全球持續(xù)變暖，發(fā)展可靠、持續(xù)的清潔能源成為全球的頭等大事，其中核電技術(shù)便是全球能源結(jié)構(gòu)調(diào)整過(guò)程中一項(xiàng)非常重要的突破，不僅改變了過(guò)去只能依賴煤炭等不可再生能源發(fā)電的局面，還不受水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等發(fā)電方式自然條件的限制。
更重要的是，核能是一種接近無(wú)限的能源，利用過(guò)程中更不會(huì)對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響，當(dāng)然利用核能發(fā)電并非沒有壞處，安全性一直都是各國(guó)利用核能最大的顧慮，尤其是在三里島核電站事故、切爾諾貝利核電站事故、福島核電站事故發(fā)生后，時(shí)至今日這三個(gè)核電站帶來(lái)的負(fù)面影響都沒有消失。
為了更安全地利用核能，各國(guó)都在研制更加可靠的技術(shù)，就在各國(guó)還在為此躊躇時(shí)，中國(guó)已經(jīng)在核電領(lǐng)域取得了巨大技術(shù)突破，甚至趕在美國(guó)之前突破了困擾各國(guó)多年的技術(shù)難題，英國(guó)更是主動(dòng)找到中國(guó)求合作。
核能發(fā)電，顧名思義，是指利用核反應(yīng)堆中核裂變所所釋放出的熱能進(jìn)行發(fā)電，它是實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)電的一種重要方式，核能發(fā)電利用鈾燃料進(jìn)行核分裂連鎖反應(yīng)所產(chǎn)生的熱，將水加熱成高溫高壓，在蒸汽發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動(dòng)氣輪機(jī)帶著發(fā)電機(jī)一起旋轉(zhuǎn)，電就源源不斷地產(chǎn)生出來(lái)，并通過(guò)電網(wǎng)送到四面八方。
核反應(yīng)所放出的熱量較燃燒化石燃料所放出的能量要高很多，相差約為百萬(wàn)倍，但所需要的燃料體積與火力電廠相比卻少了很多。
舉例來(lái)說(shuō)，核電廠每年要用掉50噸的核燃料，只要2支標(biāo)準(zhǔn)貨柜就可以運(yùn)載，如果換成燃煤，則需要515萬(wàn)噸，每天要用20噸的大卡車運(yùn)705車才夠；如果使用天然氣，也得需要143萬(wàn)噸，相當(dāng)于每天燒掉20萬(wàn)桶家用瓦斯，換算起來(lái)，剛好接近全臺(tái)灣692萬(wàn)戶的瓦斯用量。
而核燃料的儲(chǔ)藏量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)化石燃料，能長(zhǎng)期滿足核能發(fā)電的需要，并且核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量的污染物質(zhì)到大氣中，不會(huì)造成空氣污染，同時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生加重地球溫室效應(yīng)的二氧化碳。
此外，在核能發(fā)電的成本中，燃料費(fèi)用所占的比例較低，成本較不易受到國(guó)際經(jīng)濟(jì)情勢(shì)影響，比其他發(fā)電方法穩(wěn)定多了，這些優(yōu)勢(shì)使得核能發(fā)電成為各國(guó)競(jìng)相角逐的香餑餑。
根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)2011年1月公布的數(shù)據(jù)顯示，全球正在運(yùn)行的核電機(jī)組共442座，核電發(fā)電量約占全球發(fā)電總量的16%，而擁有核電機(jī)組最多的國(guó)家依次為：美國(guó)、法國(guó)、日本和俄羅斯。
核能發(fā)電的開發(fā)與核電站建設(shè)起始于上世紀(jì)50年代，1951年12月，美國(guó)率先通過(guò)實(shí)驗(yàn)增殖堆1號(hào)利用核能發(fā)電，而在1954年，前蘇聯(lián)首次將核能發(fā)電投入實(shí)踐，建成了世界上第一座裝機(jī)容量為5兆瓦（電）的核電站。
之后，英，美等國(guó)也不甘示弱，相繼建成各種類型的核電站，到了1960年，就有5個(gè)國(guó)家建成20座核電站，裝機(jī)容量1279兆瓦（電），這些成就證明了利用核能發(fā)電的技術(shù)可行性，而這一時(shí)期的核電站被國(guó)際統(tǒng)稱第一代核電機(jī)組。
隨著核濃縮技術(shù)的發(fā)展，到1966年，核能發(fā)電的成本已低于火力發(fā)電的成本，也宣告著核能發(fā)電真正邁入實(shí)用階段，同時(shí)，核電機(jī)組也逐漸演變成第二代，開始使用壓水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆等反應(yīng)堆。
到了90年代，為了解決三里島和切爾諾貝利核電站的嚴(yán)重事故的負(fù)面影響，美國(guó)和歐洲先后出臺(tái)了“先進(jìn)輕水堆用戶要求”，即URD文件和“歐洲用戶對(duì)輕水堆核電站的要求”，即EUR文件，明確了預(yù)防與緩解嚴(yán)重事故、提高安全可靠性和改善人因工程等方面的要求，而在這兩個(gè)文件要求下建成的核電機(jī)組被稱為第三代核電機(jī)組。
21世紀(jì)開始，在美國(guó)能源部倡導(dǎo)下，各國(guó)開始進(jìn)行第四代核能技術(shù)研究，以求建立起安全性和經(jīng)濟(jì)性更加優(yōu)越，廢物量極少，無(wú)需廠外應(yīng)急，并具備固有的防止核擴(kuò)散的能力的核電機(jī)組，而高溫氣冷堆，熔鹽堆，納冷快堆就是具有第四代特點(diǎn)的反應(yīng)堆。
中國(guó)在核電領(lǐng)域起步較晚，80年代才動(dòng)工興建核電站，1991年底，中國(guó)自行設(shè)計(jì)建造的30萬(wàn)千瓦（電）秦山核電站投入運(yùn)行，結(jié)束了中國(guó)無(wú)核電的歷史。
隨后中國(guó)核電進(jìn)入“適度發(fā)展”階段，1996年，引進(jìn)法國(guó)M310技術(shù)并消化改進(jìn)的秦山核電廠二期2臺(tái)650兆瓦機(jī)組工程開工建設(shè)，到了2004年兩臺(tái)機(jī)組全部投入商運(yùn)。
從2006年開始，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，能源電力需求不斷攀升，中國(guó)將核電發(fā)展的方針由“適度發(fā)展”改為“積極發(fā)展”，確立了核電在中國(guó)經(jīng)濟(jì)與能源可持續(xù)發(fā)展中的戰(zhàn)略地位，其間，中國(guó)引進(jìn)歐美國(guó)家第三代核電技術(shù)AP1000和EPR1750，并在此基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第三代先進(jìn)壓水堆技術(shù)。
而在2011年日本福島核泄漏事件后，中國(guó)對(duì)核電發(fā)展的態(tài)度又從“積極發(fā)展”變成“安全高效發(fā)展”，中國(guó)核電也因此迎來(lái)了騰飛，截至2022年12月31日，我國(guó)運(yùn)行核電機(jī)組也到達(dá)了55臺(tái)（不含臺(tái)灣地區(qū)），裝機(jī)容量為56985.74MWe（額定裝機(jī)容量）。
經(jīng)過(guò)40多年的砥礪奮進(jìn)，中國(guó)核電在設(shè)計(jì)、制造、施工、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維修、后處理、運(yùn)營(yíng)管理、核燃料等各環(huán)節(jié)都取得了舉世矚目的成就，從世界核電大舞臺(tái)的邊緣逐漸走到了中央。
不僅在第三代核電技術(shù)到達(dá)了世界先進(jìn)水平，中國(guó)自主品牌“華龍一號(hào)”已投入商運(yùn)，并出口國(guó)外，大容量三代核電技術(shù)“國(guó)和一號(hào)”也研發(fā)成功并開工建設(shè)，而且在第四代核電技術(shù)方面走到了前頭，甚至搶在美國(guó)前面攻克了技術(shù)難題，贏得了全世界的矚目。
據(jù)悉，2021年我國(guó)在甘肅成功建成的釷核反應(yīng)堆，是世界第一臺(tái)采用第四代核發(fā)電技術(shù)的商業(yè)化反應(yīng)堆，在全球核電領(lǐng)域具有劃時(shí)代的意義，盡管這座釷核反應(yīng)堆測(cè)試功率僅有2兆瓦，但卻足以能為1000戶居民供電，并且也意味著未來(lái)我國(guó)還會(huì)建造出規(guī)模和性能更為強(qiáng)大的釷核反應(yīng)堆，并為更多的居民進(jìn)行供電。
與此同時(shí)，山東華能石島灣核電站也在同年落成，這是全球首座高溫氣冷堆核電站，并且同樣采用了第四代核能發(fā)電技術(shù)，這說(shuō)明中國(guó)已然走在了世界的前列。得知中國(guó)已經(jīng)完成技術(shù)突破后，一向與美國(guó)“同舟共濟(jì)”的英國(guó)選擇拋棄美國(guó)，主動(dòng)上門找到中國(guó)求合作。
曾幾何時(shí)，英國(guó)是全世界最早發(fā)展核電的國(guó)家之一，還建成了世界上第一座商業(yè)運(yùn)營(yíng)核電站，并且經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的攻堅(jiān)歷程，積累了世界領(lǐng)先的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，更是倡導(dǎo)第四代核電技術(shù)的活躍力量。如今他們前來(lái)找到中國(guó)求合作，也變相的證明了中國(guó)已然處于行業(yè)領(lǐng)先位置。
對(duì)于英國(guó)的合作申請(qǐng)，中國(guó)政府表示歡迎，并強(qiáng)調(diào)愿意與各國(guó)共享科技成果，共同應(yīng)對(duì)全球性挑戰(zhàn)。中國(guó)外交部發(fā)言人表示：“中國(guó)政府一直致力于推動(dòng)國(guó)際科技合作，共同解決全球性問(wèn)題。我們歡迎英國(guó)政府在核電領(lǐng)域的合作提議，希望通過(guò)雙方的共同努力，推動(dòng)全球能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展。”
其實(shí)，中英雙方在科技領(lǐng)域的合作由來(lái)已久，并在許多領(lǐng)域取得了豐碩的成果，想必這次也能擦出不一樣的火花，為推動(dòng)全球能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
近年來(lái)，中國(guó)在核電領(lǐng)域取得了傲人的成果，除了第三代核電技術(shù)更加成熟，第四代核電技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破外，海上浮動(dòng)堆、一體化小型堆等各種先進(jìn)核電技術(shù)正在齊頭并進(jìn)研發(fā)當(dāng)中。
而中國(guó)自主研究的核聚變實(shí)驗(yàn)裝置“人造太陽(yáng)”也已取得了1.2億攝氏度超高溫度下運(yùn)行超過(guò)100秒的重大突破，創(chuàng)下持續(xù)運(yùn)行101秒的紀(jì)錄，該紀(jì)錄不僅僅是中國(guó)的最佳紀(jì)錄，也是世界上連續(xù)高溫運(yùn)轉(zhuǎn)核聚變裝置時(shí)間最長(zhǎng)的紀(jì)錄，至今都沒有被打破。
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