能源知识 | 关于核能，你了解多少？

有人曾说过这样一句话：一个直径不足3米的“圆球”，一天能发100万度电，足够一个中型城市的工农业需求。这就是核能，这就是核电，毫不夸张。

什么是核能？

核能是从质子和中子组成的原子核（原子的核心）释放的一种形式的能量。这种能源可以通过两种方式产生：

① 裂变——原子核分裂成若干部分；

② 聚变——原子核融合在一起。

当前，世界各地用于生产电力的核能是通过核裂变产生的，而利用核聚变生产电力的技术正处于研发阶段。

核能发电是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电，它是实现低碳发电的一种重要方式。

它与火力发电极其相似，只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。

科学家对核能的探索，最早可追溯到19世纪末英国物理学家汤姆逊发现电子开始，人类逐渐揭开了原子核的神秘面纱。

现在一起来了解一下核能的诞生以及它的发展史：

●1895年，德国物理学家伦琴发现了X射线。●1896年，法国物理学家贝克勒尔发现了放射性。●1898年，居里夫人与居里先生发现放射性元素钋。●1902年，居里夫人经过三年又九个月的艰苦努力又发现了放射性元素镭。●1905年，爱因斯坦提出质能转换公式。●1914年，英国物理学家卢瑟福通过实验，确定氢原子核是一个正电荷单元，称为质子。●1935年，英国物理学家查德威克发现了中子。●1938年，德国科学家奥托·哈恩用中子轰击铀原子核，发现了核裂变现象。●1942年12月2日，美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆。●1945年8月6日和9日，美国将两颗原子弹先后投在了日本的广岛和长崎。

一般来讲，世界核电技术的发展可以划分为下述四代：

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核电的发展原因及优势

能源问题一直是阻碍我们人类文明发展的最大问题之一。

就拿煤炭这种最基础的能源物质来说，按照目前的煤炭消耗速度来看，只需要再过几百年的时间，全球煤炭资源可能就会陷入枯竭，除了煤炭以外，石油、天然气之类的不可再生资源，也同样如此。

值得一提的是，核能在上世纪的出现，却给我们人类面临的能源危机，带来了巨大的转机，有人曾说过这样一句话：

一个直径不足3米的“圆球”，一天能发100万度电，足够一个中型城市的工农业需求。

这就是核能，这就是核电，毫不夸张。

我国的电力主要通过火力、水力、风力、核能和太阳能发电获得，其中火力发电属于高消耗高污染的发电方式，将逐渐被其它几类清洁能源替代。

在“双碳”目标的驱动和电力供需要求的现实背景下，电力行业不断加大对新能源的开发和利用，多向发力建设新型电力系统。其中，核电由于具备受自然环境影响较小、供电稳定、利用率高等优势，在缓解供电压力、促进新能源高效消纳方面起到了不可替代的作用。

核电发展优势：

Ø  核电的清洁性能优于火电

核电在发电过程中，不产生烟尘、二氧化硫等大气污染物，属于清洁能源，相比于煤电具有非常显著的环境效益。Ø  核电具有一定的经济优势从2013年开始实施的二代改进型机组的含税电价为0.43元/千瓦时，普遍低于电站所在沿海各省煤电标杆电价，体现了核电的市场竞争优势。据联合国经合组织（OECD）在2010年的研究报告指出，欧洲的核电发电成本是光伏发电的1/5.3，风电的1/1.8，使用CCS褐煤发电的1/1.2；中国的核电发电成本是光伏发电的1/4.7，风电的1/2.1。由此可见，核电相比于煤电、风电、光伏发电，具有非常显著的成本优势。Ø  核电稳定性远优于太阳能和风力发电与风电、太阳能相比，核电单位投资相当，但核电的运行小时数高，每年可以运行7000小时以上，稳定可靠，是电网的基本负荷。而风电、太阳能每年有效上网小时数为1500~2000小时，且受自然条件影响日间波动大，电网还需要配备煤电、气电、抽蓄等来均衡波动性（调峰、调相、调频），加大了电网运行成本。

综上，核电比煤电更加清洁，比风电和光电更加稳定可靠，同时具备一定经济优势，是保障我国用电安全稳定同时实现能源结构转型必不可少的基荷电源。

核电发展前景趋势

在全球范围内，核能不仅是实现“双碳”战略目标的重要支柱能源，更被视为能源现代化产业的工业技术集大成者，其对能源清洁低碳转型和科技转型变革的战略性带动作用有目共睹。

我国是世界上最大的能源消费国和二氧化碳排放国，面临着能源安全和环境保护的双重压力。核能作为一种清洁、高效、可靠的能源，具有显著的环境效益和经济效益，能够有效缓解我国能源供需矛盾，提高能源安全保障水平，促进经济社会可持续发展。

我国核能发展趋势预测：

Ø  热电联动，核能供暖打开想象空间

根据上述内容可知，在政策加持下我国核能供热打开新成长空间。核电供暖指的是抽取部分发电的热能用于冬季供暖，而北方冬季供暖每年平均用掉4亿吨煤，所以核电替代空间较大。

Ø  海外市场需求大，企业出口合作拉动核电产业链全面发展

目前，全球核电设备主要有稳定性差、价格昂贵等问题，如韩国的APR1400稳定性较差、美国的西屋AP1000价格贵等，而我国华龙一号的投产速度、建设成本等方面性价比均较高，并且与巴基斯坦等60多个国家达成合作，成为我国走向世界的中国名片。根据相关资料可知，我国每完成出口1台华龙一号，其创造的价值与30万辆汽车相当，并且拉动相关设备价值超过百亿，这大大推动我国核电产业链全面发展。

Ø  批量建设，核电机组实现降本增效

建设一个核电厂需要有材料设备费、人工费、技术设计费等，其中技术设计费具有很大的降低空间。如以一个100万千瓦的核电厂建造为例，175亿费用中技术设计费则占据将近40亿元的成本。

从发展趋势来看，能源和电力系统将呈现多种能源形式并存的局面，可再生能源、核能、储能等新型能源形式与必要的化石能源等不同能源并存互补，各自发挥优势，为人类社会和经济发展提供充足的能源和电力保障。

未来核能将在我国低碳清洁、安全高效的现代能源体系中扮演更加重要的角色。

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