- 2050年前后，“終極能源”將點(diǎn)亮萬(wàn)家燈火？
- 2024年07月18日 來(lái)源：中國(guó)新聞網(wǎng)
提要：熱堆是最成熟并具有顯著經(jīng)濟(jì)性的核能技術(shù)。在熱堆領(lǐng)域，現(xiàn)階段，我國(guó)熱堆已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了二代向三代升級(jí)換代，主力堆型“華龍一號(hào)”加速批量化建設(shè)，并走出國(guó)門(mén)，在海外受到好評(píng)。2020年9月，我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)“國(guó)和一號(hào)”完成研發(fā)。
“根據(jù)我國(guó)核聚變發(fā)展路線(xiàn)規(guī)劃，總體時(shí)間也和其他國(guó)家預(yù)計(jì)時(shí)間相近，將在2050年前后建成聚變商用電站，實(shí)現(xiàn)聚變堆商用發(fā)電，讓聚變能源點(diǎn)亮萬(wàn)家燈火。”近日，在核能“三步走”院士論壇上，中國(guó)核學(xué)會(huì)核聚變與等離子體物理分會(huì)名譽(yù)理事長(zhǎng)劉永如是表示。
可控核聚變被稱(chēng)為人類(lèi)的“終極能源”。據(jù)中核集團(tuán)介紹，作為萬(wàn)年尺度的能源，聚變堆是我國(guó)“熱堆-快堆-聚變堆”核能“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略中，遠(yuǎn)期建設(shè)的主力堆型。
中國(guó)工程院院士葉奇蓁表示，核聚變能是顛覆性的核能技術(shù)，一旦攻克將為人類(lèi)提供取之不盡的能源，聚變堆也是世界各大國(guó)高度合作與競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)領(lǐng)域，同樣也是我們必須要堅(jiān)持發(fā)展的核能技術(shù)。
自參加國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃以來(lái)，我國(guó)相關(guān)科研實(shí)力得到了極大提升，核聚變技術(shù)已從過(guò)去的跟跑到并跑，到部分技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
近年來(lái)，我國(guó)可控核聚變研究不斷取得突破。例如，2022年10月，新一代人造太陽(yáng)——中國(guó)環(huán)流三號(hào)實(shí)現(xiàn)115萬(wàn)安培放電。2023年4月，東方超環(huán)(EAST)首次實(shí)現(xiàn)403秒的長(zhǎng)時(shí)間高約束模式運(yùn)行。
與此同時(shí)，在世界范圍內(nèi)，政府和企業(yè)、社會(huì)資本的共同發(fā)力，加快了聚變能商業(yè)化步伐。根據(jù)美國(guó)聚變工業(yè)協(xié)會(huì)(FIA)發(fā)布的《2023年聚變能產(chǎn)業(yè)報(bào)告》，全球聚變能公司數(shù)量持續(xù)增加，2023年新增13家公司，總數(shù)量達(dá)到43家，其中包括中國(guó)的新奧能源、能量奇點(diǎn)以及籌備中的中國(guó)核聚變有限公司等。
但劉永同時(shí)指出，有公司出于商業(yè)目的宣稱(chēng)在未來(lái)幾年實(shí)現(xiàn)核聚變商業(yè)發(fā)電，這違背了核能技術(shù)從實(shí)驗(yàn)到規(guī)模應(yīng)用三步走：實(shí)驗(yàn)堆、示范堆和商用堆的基本規(guī)律，需要理性看待。
劉永表示，可控核聚變能開(kāi)發(fā)可分為6個(gè)階段：原理實(shí)驗(yàn)、規(guī)模實(shí)驗(yàn)、燃燒實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)堆、示范堆、商用堆，各階段依次迭代，逐步釋放技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。ITER也只是解決規(guī)模化實(shí)驗(yàn)及燃燒實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵問(wèn)題，目前還在建設(shè)之中。
他介紹，參與ITER建設(shè)的同時(shí)，歐、美、日、俄等都在積極制定各自的磁約束核聚變能發(fā)展戰(zhàn)略，基本上都聚焦在本世紀(jì)中葉前后實(shí)現(xiàn)核聚變能應(yīng)用。
“根據(jù)我國(guó)核聚變發(fā)展路線(xiàn)規(guī)劃，總體時(shí)間也和其他國(guó)家預(yù)計(jì)時(shí)間相近，將在2050年前后建成聚變商用電站，實(shí)現(xiàn)聚變堆商用發(fā)電，讓聚變能源點(diǎn)亮萬(wàn)家燈火。”劉永說(shuō)。
除了聚變堆，近年來(lái)，我國(guó)在熱堆、快堆領(lǐng)域也取得了可喜的成績(jī)。
熱堆是最成熟并具有顯著經(jīng)濟(jì)性的核能技術(shù)。在熱堆領(lǐng)域，現(xiàn)階段，我國(guó)熱堆已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了二代向三代升級(jí)換代，主力堆型“華龍一號(hào)”加速批量化建設(shè)，并走出國(guó)門(mén)，在海外受到好評(píng)。2020年9月，我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)“國(guó)和一號(hào)”完成研發(fā)。
中核集團(tuán)“華龍一號(hào)”總設(shè)計(jì)師邢繼介紹，未來(lái)我國(guó)將主要從三方面優(yōu)化提升熱堆技術(shù)：提升系統(tǒng)安全性、經(jīng)濟(jì)性；與新技術(shù)融合發(fā)展，提升運(yùn)維效率；小型化與多用途應(yīng)用。
在快堆領(lǐng)域，中核集團(tuán)黨組書(shū)記、董事長(zhǎng)余劍鋒表示，我國(guó)快堆發(fā)展正在走深走實(shí)，中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆建成運(yùn)行，快堆技術(shù)不斷發(fā)展成熟，一體化快堆戰(zhàn)略性研發(fā)啟動(dòng)實(shí)施。中核集團(tuán)將加快推動(dòng)快堆發(fā)展，發(fā)展百萬(wàn)千瓦商用快堆，推進(jìn)一體化快堆研發(fā)，力爭(zhēng)2035年前實(shí)現(xiàn)一體化快堆工程示范，大型后處理廠建成投產(chǎn)，具備商業(yè)化應(yīng)用條件。
“總體來(lái)看，我國(guó)核能發(fā)展處于最為重要的戰(zhàn)略機(jī)遇期。”葉奇蓁表示，我們應(yīng)繼續(xù)堅(jiān)持核能發(fā)展“三步走”戰(zhàn)略。持續(xù)發(fā)展好熱堆的同時(shí)，將快堆核能發(fā)展提上快車(chē)道，助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，加強(qiáng)可控核聚變技術(shù)研發(fā)和工程示范。
“核能是助力‘雙碳’目標(biāo)的重要組成，未來(lái)發(fā)展增長(zhǎng)空間依然很大。”中國(guó)工程院院士杜祥琬表示，從總體裝機(jī)規(guī)模看，我國(guó)到2035年，預(yù)計(jì)在運(yùn)在建核電裝機(jī)合計(jì)約2億千瓦，發(fā)電量占比達(dá)到10%。從脫碳需求及電力裝機(jī)電量平衡預(yù)測(cè)，2060年我國(guó)核電裝機(jī)規(guī)模需要達(dá)到4億千瓦以上才能實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，發(fā)電量占比達(dá)到20%以上。
