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亚洲"电荒"推动核能的蓬勃发展

http://cn.newmaker.com 9/2/2005 11:47:00 AM 《科学》

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当西方国家正在为是否替换老旧的核电站而争论不休的时候，印度、中国、和日本正在为新的核电系统积极投资。

核能也许在世界的某些地方沉沦了，但在亚洲--整个地区对电力的需求正稳步增长，一些国家已经把核裂变视为一种安全的能量来源，以避免燃煤发出的炭和硫化物污染大气。而且在石油天然气的价格屡次创下新高后，核能的价格开始变得可以接受。上述各个因素的结果就是：新一轮的大发展（至少在规划中是这样）。"全世界在建的25个核电站中有16个在亚洲"位于奥地利维也纳的国际原子能组织核电能分部的主任Akira Omoto如是说。

中国正从事于核电站的大规模建设中。韩国和印度也都在加强各自的核电网络。另外，日本--尽管在民众的反对下中止了一项工程--打算对包括快中子反应堆在内的核电网络进行扩充。其它革命性的设计也在中国和印度得到了尝试。

稳步攀升

中国有着世界上最为宏大的核电计划，目前中国有9个核电站正在运行，占全国发电量的2％。另外2个核电站正在江苏东部建设中，将在2005年底并网发电，将核电总的发电量从过去的6.7GWe（百万千瓦）提升到8.7GWe。与之对比的是，美国现有的104个核电站生产着10倍于此的电力，即大约98GWe。中国的目标是在2020年，核电将满足6％的国民电力需求，即大约40GWe。

中国国家核能集团（CNNC）的总经理康日新（音）说，为实现这一目标，将需要在未来15年内新建30个百万千瓦级的核电站。而很多中国核能推动者相信这只是刚刚开始。清华核技术及新能源研究所(INET)的主任张作毅（音），描绘了这样一副景象："核能发电量将在2040年达到300GWe（百万千瓦），因为这是满足中国能源需求的唯一解决办法。"CNNC预计新建30座电站将耗资约500亿美元。

许密（音）是中国核能技术研究所的一位核能工程师，称中国有足够的技术人才来满足这一蓬勃发展的需要。他以法国在20世纪七、八十年代建设了40多个核电站为例。"按中国的发展速度，建设30个核电站并非不现实的。"许密说道。而且中国也准备寻求外国的帮助。法国的AREVA公司、俄国的AtomStroyExport和Westinghouse Electric Co（位于美国但为英国上市公司：核燃料集团所拥有）都已提交了在2010年建成四个百万千瓦级核电站的应标书。这一个招标的结果将于2005年的11月公布。

目前，中国已经完成了快中子实验堆的厂房车间建筑工作，这一系统定于2008年开始运作。

中国主要采用已经验证过的设计：所有规划于2020年完成的30个核电站可能都将基于压水堆，这一设计在世界范围内的商业电站中得到广泛使用。

中国并不是亚洲积极发展传统核电站的唯一国家。日本的产经大臣在其2004年核能开发计划中，计划把其传统核电的发电能力从占2003年总额的25.5%提升到2013年的40.3%。两座核电站将于今年并网发电，另外两个正在建设中，还有12个正处于远景规划中。印度目前正有8座核电站处于建设中，而韩国也在规划建设8座电站。

增殖堆的发展

尽管目前核电的发展主要体现为传统设计的反应堆的增加，亚洲研究人员也致力于研究新的技术方法。据清华核技术及新能源研究所的张作毅称，研究所计划在2011年于中国东部的山东建设一个200百万瓦的热载体床式原型反应堆。

快速反应堆无须典型的如水之类缓和剂，这些缓和剂在目前的商业反应堆中用来减少堆芯中的中子能量。通过它们来增加中子和微量铀－235原子的碰撞机会。新的方法则使用更多的裂变燃料，比如说钚或钚及铀的混合物。他们能用来产生更多的钚，并被循环利用为反应堆燃料。

西方政府官员曾把"增殖堆"视为一项有利可图的技术，因为它能减少前期所需的矿石数量和末期产生的浪费。美国、英国、德国、法国、俄国和日本全都在20世纪七十年代和九十年代建设了实验堆或原型堆。法国甚至于1985年在Creys-Malville建设了一个1200百万瓦的商业堆--SuperPhenix,。但这座电站容易泄漏用作冷却剂的液态金属钠，而且依赖于复杂的热交换系统。

快速反应堆明显地比传统的轻水反应堆耗费更多资金，它也因此丧失了其商业价值。事实上，关键在于，公众抵制建设和维护钚的存放设施，钚有用于发展核武器的潜在可能。除了法国的小型实验堆Pheni外，美国和西欧的所有快反应堆都已关闭，然而对这一技术的研究仍在继续。

在这一潮流下。日本的问题重重的快反应原型堆--Monju在日本海岸边已经闲置了十多年。

尽管一项被称为"第四代"的国际计划预计未来将广泛使用快反应堆，但它也不知道何时、谁将建设第一个商业堆。日本、中国、印度、韩国和俄国都在建设或计划建设这一类型的反应堆。

在亚洲，日本的快反应堆计划是最早，也是实施时间最长的。日本核循环（JNC）开发研究所正期望重新启用搁置已久的原型堆。这个原型堆问题重重，曾在1995年因为抽送机的设计缺陷发生一次大规模钠冷却剂泄漏事故。电站管理人员试图隐瞒事故的规模，这使得事情变得更糟。经过近十年的调查、重新设计、与附近各个层次的政府进行协商、并经历了一场法律诉讼后，当地的政府在本年度早些时候为开始整改开了绿灯。假如一切顺利，Monju将与2008年再次运行。

"这座电站的初始设计是非常陈旧的。"JNC负责商业化快堆的部门主管Yutaka Sagayama承认。但JNC打算运行Monjun以验证其可靠性并培训技术专家。目前最大的挑战在于降低价格。Sagayama说Monju类型的反应堆每千瓦装机容量耗资约8000美元，这使得快反应堆无法接受的昂贵。

JNC的工程师已经在研究更经济的快反应堆，这种堆使用铅－铋化合物和氦气作为冷却剂。他们总结说钠仍然是一种有前途的选择对象。简化冷却系统并使用更紧凑的热交换装置能有效提高效率。但这些修改取决于完善一种高铬钢，而目前这种钢还太脆。JNC正与日本钢铁企业合作改进。假如材料的研究和其它修改工作进展顺利，JNC的研究表明他们能建设一种新型的先进钠冷快反应堆，而这种反应堆只有Monju的六分之一大小，却有5倍的功率，即大约1500百万瓦。这将使每千瓦装机容量的费用削减到1600美元。Sagayama说他们希望在1015年左右建设一座示范的商业级快反应堆。

中国核能研究所紧跟其后，其20百万瓦的试验用快反应堆将于2008投入运行。中国计划在2020年接着投产600百万瓦的原型堆，并在2030年左右建成商业级的快反应堆。印度希望于2010年建成一座500百万瓦的快增殖原型堆，而韩国的研究人员正在设计一座600百万瓦的快反应堆。

所有这些国家都看到了快反应堆在未来所扮演的重要角色。Sagayama说，日本的远期计划号召以快堆完全替换传统的反应堆，然而目前尚无具体实现的日期。黄国军（音），CNNC的副主任在今年早些时候的一次会议上说，快反应堆将在本世纪中叶成为"中国采用的主要反应堆"。两个国家的研究人员都说他们需循环使用宝贵的核燃料。许解释说，假如核能在2050年能占中国所需能源的20%，全国将需要开采目前已知易采储量75％的铀。

日本也许仍面临着公众接受度的问题。公民核信息中心（一个日本反核组织）的领导Hideyuki Ban说，发生在Monju和其它核设施的事故使得日本的快增殖堆计划处于明显的麻烦中。他声称政府的主要核顾问委员会不愿意改变50年前树立的政策。

同样受到批评的是位于本州岛北角Rokkasho的核处理工厂，其钚的年处理能力为8吨。到2007年5月，这家工厂将按计划开始把钚转化成所谓的混合氧化物燃料，后者可在传统的反应堆中使用。这是在商业级的快反应堆建成之前的一种权宜之计。Ban的担忧是："假如越来越多的国家获取了该处理技术，将无法控制核武器的扩散。"CNIC呼吁推迟一切钚的生产。

"在中国，公众似乎并没有特别关注这些争议"，全国最大的环保组织--自然之友的总理事长许叶（音）说道。因为只有9座核电厂散布于全国，"人们很少感觉到它们的存在"。

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