装机容量增3倍！为何全球对核能兴趣大增？

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第23届太平洋地区核能大会11月1日在北京、成都两地开幕 图片来源：中国核学会

欧洲能源危机叠加全球低碳趋势，凸显了清洁能源——核能特有的优势与开发价值。

近日在中国举办的第23届太平洋地区核能大会就传来让业界兴奋的消息：欧美多国与会代表都表示要加快发展核电，核电巨头们则带来了诸多创新，这些创新将使得核电更加安全，更加高效。

“我这一辈子都在从事核能领域的工作，在我的职业生涯中，从没有看到全球对于核技术有像现在这样浓厚的兴趣。”经济合作与发展组织核能署（OECD/NEA）总干事William D. Magwood在核能大会上如此感慨。他引述国际能源署（IEA）评估认为，到2050年全球核装机容量要达到现在的3倍。

据悉，核能不仅用于发电，还将用于工业减排以及制氢。在核电未来应用中，小型核反应堆、第四代反应堆有望大展拳脚。

新热潮：多国要积极发展核能

“我们正在努力推翻此前关闭核电站的决定。”美国核学会主席Steven Arndt在大会演讲中说。他表示，美国核学会非常注重能源安全研究，美国内部和全球都面临着能源安全挑战。

欧洲多国也一扫之前对核能冷淡之态。

据Magwood介绍，“法国至少想要建6个大堆，英国也在加速发展自己的核电项目，荷兰宣布他们要建自己的首台机组，很多国家都开始真正地重视发展核能。”

中国核学会理事长王寿君表示，中国今年已核准10台核电机组。预计未来五年，中国将进一步加快扩大装机规模，保持每年6至8台核电机组的核准开工节奏。中国核能发电量将大幅增加。

根据相关预测研究，预计到2035年，中国核电装机容量需要达到1.5亿千瓦，发电量占比约10%。到2050年，中国核电装机容量需要达到3.5亿千瓦，发电占比达到15%-20%。

据介绍，2021年中国核电装机发电量占到中国总发电量的5.02%。

中国核学会理事长王寿君在大会演讲中

新应用：

除了发电，还可以供热、制氢

在未来的设计中，核能不仅用来发电，它还会为人类提供另一种能量——热。

“核能可以同时发电和供热。像风能、太阳能和水电这样的可再生能源做不到。”太平洋核理事会主席王志在会上介绍。

工业用热是耗能大户。以中国为例，中国核学会常务理事、中国核动力研究设计院院长王丛林介绍，热力占中国终端能源消费的45%，是耗能最大的领域。其产生的二氧化碳占总排放量的40%。在中国，实现热力领域的低碳排放是实现“双碳”目标的关键之一。

中国核学会常务理事、中国核动力研究设计院院长王丛林介绍核能在热力中的应用

王丛林表示，根据国际原子能机构（IAEA）研究报告，热力供应对热源的温度要求可分为低、中、高和超高参数四档。不同输出温度的核反应堆可以和这四档工业相匹配，为它们提供干净的热能。比如，在造纸、甲醇生产、石油重整等中参数供热方面，热源温度要求在200-440摄氏度，铅冷快堆、钠冷快堆能够满足要求。

不过王丛林表示，核能在热力领域的应用还在探索，尚未实现规模化应用。

在核能供热方面，他表示近期以发展小型压水堆为主，通过提高安全性和经济性，尽快实现拓展应用，满足低参数供热需求；中长期而言，发展固有安全、高度智能的铅铋堆、小型气冷堆、小型熔盐堆，实现核能中高参数供热需求。“在核能制氢方面，研发出高出口温度的超高温气冷堆，结合热化学或高温电解方式，实现核能高效制氢。”

氢能被视作未来的终极清洁能源，核能制氢是未来重要应用方向。

西屋电气有限公司亚洲区总裁Gavin Liu介绍，全球对于氢的需求在大量增长，预计2050年需求量将是现在的10倍以上。

“可以很明确地推断，未来需要使用低碳甚至零碳的能源生产大量的氢。今年6月，西屋电气公司和Bloom Energy公司宣布在商业核电市场推行清洁氢气生产，共同为核工业开发一种大规模的高温综合电解制氢解决方案。”

法国一位核电专家表示，要低碳产氢（绿氢），就需要低碳的电，这就意味着需要建核电站。

新趋势：

小型堆和四代堆值得期待

人类想要安全、清洁地将核能嵌入到社会生产中，还有诸多工作要做。

Magwood认为，要达到装机量达现在3倍的目标，一方面要对全球绝大部分在运机组延寿20年，这在技术上没有问题；另一方面必须要对反应堆进行创新。

“在美国我们正在做大量的工作，推进小型模块化堆和先进堆两方面的技术。”Arndt介绍。

这两方面技术同样是多国开发的焦点。

小型模块化堆是指可以在工厂中按模块生产，到部署地进行组装的小型反应堆。

“小而安全的堆可以放在矿山、厂区，这样就不用再远距离输电。”Magwood表示。

中国核工业集团有限公司副总经理申彦锋介绍，ACP100已经能够帮助满足灵活部署的发电需求，能够适用于各种各样的用户和用途，代替老化和即将退役的化石燃料发电机。“玲龙一号”ACP1000是多用途的小型模块化堆，拥有增强的安全性能，拥有内在固有和非能动安全特征，而且前期的投资也更加经济，还能进行热电联产。

西屋电气公司则介绍了其便携式小型堆“eVinci”。它仅由3个集装箱组成，测试和调试都在工厂内完成，运输到目的地后30天就能安装好。在40年运作期中，它的换料时间非常长，3年换料一次。目前该产品正在做设计的取证工作。

西屋电气有限公司亚洲区总裁Gavin Liu介绍公司小型堆“eVinci”

作为下一代技术，小型堆目前路径众多。Magwood表示，OECD在下个月会发布小堆文件，评估世界各地的小堆技术，看看哪些是真正能够在2030年前取得成功的。

小型堆技术路径总览   来源：本届大会Panel1 Innovative Nuclear Reactors and Concept Designs

除了小型、模块化之外，下一代核反应堆还对冷却剂、燃料循环方式等各种方面进行创新，以提高核电站的安全性、经济性、燃料利用效率等。

华能集团开发的高温气冷堆就是其中之一。中国华能集团有限公司副总经理张涛在会上介绍：“我们在安全性方面，用土一点的话来讲有‘四不怕’，即：不怕没有电，对它来讲失去电，依然能够非常安全地把堆停下来；不怕没有气，因为冷却是靠辅助散热，所以没有气作为载体冷却它依然是安全的；不怕没有水，我们最终冷却不是靠海水；不怕没有人，即使主控室的操作人员离开了，这个堆依然能够安全地自己停下来。这就是它固有安全的重要特征。而且它还有若干优点，包括废液、废气排放基本处于零状态。”

张涛在大会中介绍华能集团高温气冷堆

据悉，中国四代先进核能系统技术加快推进，部分技术已进行示范验证。石岛湾200兆瓦高温气冷堆示范工程于2020年实现并网发电；钠冷实验快堆已完成实验验证，并推广应用；熔盐实验堆已在甘肃武威开工建设；铅基快堆等新型反应堆关键技术攻关和工程验证也在全面铺开。

新机遇：

全球亟待合格供应商

“提供核级设备的很多公司现在都已经退出行业了，我们现在在世界各地要打造这些基础设施支持全球的发展。”Magwood表示。

Arndt同样认为合格供应商还不够：“在世界各地，大家都有这样的担心。虽然供应商的群体和基础设施在不断提升，但在过去几年中仍然欠缺有能力、符合资质的供应商群体来为我们的核工业打造一个完整、可靠的价值链。这样的需求是至关重要的。”

中国同样看重核产业链的培育。国家电力投资集团有限公司核技术总工程师、中国核学会名誉理事长刘永德介绍，“国和一号”大型先进压水堆项目全面带动了先进核电产业链的升级发展，形成了由150多家国内外企业组成的三代核电装备供应链体系，具备年产6至8台（套）非能动系列核电机组装备供货能力，可满足后续批量化建设需求。

他表示，今年2月成立的“国和一号”产业链联盟目前已有24家单位签约加入，国家电投将积极与产业链的各家单位对接，将其建设成为百家单位联盟，共同推动行业发展。

第23届太平洋地区核能大会现场 图片来源：中国核学会

纵观本次核能大会，从各国代表发言可看出，在低碳经济大趋势下，在优势企业锐意创新之下，核能的优势正获得越来越多国家的关注及布局，可以预期，核能在助力实现碳中和的过程中必将大放异彩。

责编：郭晨希   校对：冯雯君

制作：张   巘   图编：张大伟   总审读：朱建华

监制：浦泓毅   签发：林艳兴

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