葉奇蓁：小型模塊化反應堆是核能未來的發(fā)展方向

近年來，核電行業(yè)發(fā)展趨于平穩(wěn)，一些傳統(tǒng)核電企業(yè)從傳統(tǒng)核能發(fā)電轉(zhuǎn)向核電產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，以追求核能多元化利用。日前，記者在“2018核電產(chǎn)業(yè)鏈高峰論壇”采訪到中國工程院院士葉奇蓁。葉奇蓁表示，未來，核能在偏遠地區(qū)發(fā)電，供熱等方面有很大的市場空間。三代核電的規(guī)模化建設，模塊化小型反應堆的開發(fā)以及浮動核電站的建設，核供熱的開發(fā)都需要提升的科研創(chuàng)新能力，提升產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平，建立產(chǎn)、學、研深度融合的技術(shù)創(chuàng)新體系，發(fā)展綠色經(jīng)濟、綠色金融，壯大節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)和清潔能源產(chǎn)業(yè)勢在必行。

中國電力報：前不久離此不遠的海陽核電一號機組并網(wǎng)投運，至此我國已經(jīng)有三臺并網(wǎng)的三代核電機組，三代核電技術(shù)在安全性方面有哪些更可靠的保障？

葉奇蓁：我國并網(wǎng)發(fā)電核電機組已達到40臺，核能發(fā)電容量已 超過4000萬千瓦。全球首臺三代核電EPR和AP1000均已在我國投產(chǎn)運行，我國自主設計建設的三臺核電“華龍一號”進展順利，完全按計劃進行，目前已進入全面安裝階段，預期六臺機組將在2020年前后陸續(xù)投入商業(yè)運行，為我國三代核電規(guī)?；ㄔO奠定了堅實的基礎。

正如中國工程院、法國科學院、法國國家技術(shù)院在2017年國際原子能機構(gòu)年會上發(fā)布的“關(guān)于核能未來的聯(lián)合建議”中所說的“第三代核電站是足夠安全的，完全滿足國際上各安全監(jiān)管機構(gòu)對新建反應堆的安全要求。所采取的措施，能保證安全殼的完整性，從而實現(xiàn)了從設計上實際消除大規(guī)模放射性釋放的安全目標。即使在極端嚴重事故情況下，由于為操作員在事故下干預策略留出了足夠的時間來采取行動，從而使核電站附近大范圍居民無需撤離，也無需擔心食物受到污染，只需短時間的隱蔽，不存在長期的環(huán)境及生態(tài)影響。”

中國電力報：您認為核能利用未來的發(fā)展方向在哪？

葉奇蓁： 近年來，大家對小型模塊化反應堆的興趣越來越強烈。小型模塊化反應堆是游戲規(guī)則的改變者，能夠以高安全水平提供不同的核電聯(lián)產(chǎn)解決方案。新設計的小型反應堆系供電、供汽、供熱、海水淡化等多種用途的集合體，能滿足多種用途需求。一體化反應堆設計提高了核電站的安全性，并便于運行維護，換料周期4至5年，做到核蒸汽供應系統(tǒng)維修與換料同步，采用“即插即用”概念在制造廠組裝完畢，實現(xiàn)整體運輸，縮短現(xiàn)場施工工期，使建造周期縮短到三年。

中國核工業(yè)集團有限公司開發(fā)的ACP100——發(fā)電功率125兆瓦，采用一體化反應堆、核蒸汽供應系統(tǒng)全部設置在水池內(nèi)、具有固有安全特性、完全非能動安全系統(tǒng)、核電機組全部設置在地下等特點，從而極大地提高了小型核反應堆的安全性。ACP100小型核反應堆的開發(fā)為海上浮動核電站建設創(chuàng)造了有利條件，它是小型核反應堆和船舶的結(jié)合，突破空間限制，使核電站可移動化。海上浮動核電站一般采用小型核反應堆，安全性高。浮動核電站可為海洋平臺提供能源，包括：電力、蒸汽、淡水等，為海洋開發(fā)提供支持。浮動核電站還可為孤立海島、封閉海灣提供電力和能源。我國首座浮動核電站將在山東煙臺建設，用于發(fā)電、供蒸汽、海水淡化。

當然，小型堆的發(fā)展，要切實滿足市場需求，新的小型模塊化反應堆必須真正采用創(chuàng)新理念，絕對不能是目前的第三代反應堆的縮小版。創(chuàng)新的設計可明顯提升小型模塊化反應堆在經(jīng)濟上的競爭力。與間歇性風電、太陽能發(fā)電、天然氣發(fā)電和用于特定用途的柴油發(fā)電機相比，小型模塊化反應堆是有競爭力的。如果類似于“即插即用”、設計完全獨立于安裝地點的解決方案得到證實，它們可以成為滿足市場需求、從而為能源轉(zhuǎn)型作出貢獻的最佳選擇。

中國電力報：除小型堆外，核能在清潔供暖方面是否有進一步發(fā)展？

葉奇蓁：核能供熱是又一個重大發(fā)展契機，習總書記提出“推進北方地區(qū)冬季清潔取暖，關(guān)系北方地區(qū)廣大群眾溫暖過冬，關(guān)系霧霾天能不能減少。要按企業(yè)為主、政府推動、居民可承受的方針，宜氣則氣，宜電則電，盡可能利用清潔能源，加快提高清潔供暖比重。”我國供暖面積持續(xù)增加，嚴寒和寒冷地區(qū)、部分夏熱冬冷地區(qū)，共有15個省、市、自治區(qū)；冬季供暖面積以年均約10%的增速飛速增長, 至2015年已達131億平方米；當年北方城鎮(zhèn)供暖能耗為1.91億噸標煤，約占建筑總能耗1/4。供暖供需關(guān)系極度緊張，供暖需求的飛速增長導致我國北方地區(qū)供暖熱源能力的擴容無法及時跟進。

供熱的能源結(jié)構(gòu)極需調(diào)整，目前城鎮(zhèn)集中供熱的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)占48% ，燃煤鍋爐占33%， 清潔熱源不過4%。清潔供熱、低碳發(fā)展要求取締散煤燃燒和小鍋爐，壓減大型燃煤鍋爐，已經(jīng)成為能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的大趨勢。供熱系統(tǒng)迫切需要大量的清潔熱源，但天然氣資源稀缺，我國年應用天然氣量很難超過3000億立方米，不超過總能源7.5%，因此天然氣是寶貴資源。 “好鋼用在刀刃上”。天然氣的重要應用領域為化工、工業(yè)窯爐、居民炊事，以及為電力調(diào)峰的天然氣燃氣輪機發(fā)電廠，從而可以大幅度降低污染物排放。因此，供熱渠道的多元化，可在一定程度上降低天然氣供應壓力。

當前設計的城市供熱專用低溫供熱堆，輸出壓力1-2兆帕，溫度100度左右的熱水，由于參數(shù)低，安全性好，可建設在城市近郊。另一種模式是將核電站設計或改造成熱電聯(lián)供的電站，利用核電站二回路的抽汽向熱網(wǎng)供熱，抽汽溫度和壓力可根據(jù)熱網(wǎng)的需求，以及核電站與熱網(wǎng)的距離，即輸熱管線的長短確定。