核能“三步走”船到中流
——力爭2035年前實現一體化快堆工程示范
“‘熱堆—快堆—聚變堆’核能‘三步走’戰略，是我國核能事業發展的國家戰略，是推進核強國建設的總體路線，需要全行業和社會各界齊心協力推動落實。”在日前召開的核能“三步走”院士論壇上，中國核工業集團有限公司黨組書記、董事長余劍鋒表示。
核能“三步走”戰略于1983年提出，其核心內容是解決我國核能可持續發展、核燃料長期安全有效供應的問題。
近年來，按照核能“三步走”的發展脈絡，我國在熱堆、快堆以及可控核聚變領域均取得了不同程度的進展，為我國核能產業發展注入了強勁動能。“核能‘三步走’戰略提出四十多年來，我國核能事業從無到有、從小到大、由大向強加快發展，實現了歷史性跨越。”余劍鋒表示。
快堆與熱堆相比
可極大提高鈾資源利用率
“核能‘三步走’是核能發展的必然規律。特別是在核能大規模發展的形勢下，更需要堅持核能‘三步走’發展戰略。其中的關鍵是可以解決核能可持續發展和核燃料長期安全有效供應問題。”中國工程院院士葉奇蓁表示。
目前我國熱堆技術日臻成熟，熱堆在核能發電中的占比達到90%以上，是近中期我國核電發展的主力堆型，將在支撐我國“雙碳”目標實現、優化能源電力結構、建設新型能源體系中發揮重要作用。
不過，葉奇蓁坦言，熱堆反應主要原料為鈾-235，但鈾-235在天然鈾中的比重僅為0.7%左右，絕大部分自然界中的鈾資源沒有得到利用。“快堆與熱堆相比，可充分利用天然鈾中占比達99.3%的鈾-238，極大提高鈾資源利用率。”葉奇蓁解釋稱。
此外，快堆具有嬗變功能，可在堆內消耗長半衰期、高放射性核素，實現放射性廢物最小化，解決核廢料處理等難題，是實現核能大規模可持續發展的重要選擇。
“因此，無論是為了實現循環經濟，提高鈾資源的利用率，還是嬗變高放、長壽命核廢物，都需要發展快堆技術。”葉奇蓁表示，“及時啟動核能‘三步走’戰略的第二步是擺在我們面前的戰略任務。為此必須抓緊大型快堆工程的研發和建設，以及壓水堆乏燃料后處理大廠的研發和建設。”
發展快堆并不意味著放棄熱堆。核能“三步走”不分先后，需要實現并行發展、接續發展。
葉奇蓁認為，總體來看，我國核能發展處于最為重要的戰略機遇期，應繼續堅持核能“三步走”戰略，在持續發展好熱堆的同時，將快堆發展提上快車道，助力“雙碳”目標實現，并加強可控核聚變技術研發和工程示范，掌握人類終極能源的密碼。
聚變商用電站
有望在2050年前后建成
據中國核能行業協會發布的《中國核能發展報告2024》數據，2023年我國新增商運核電機組2臺，數量達到55臺，額定裝機容量5703萬千瓦，位列全球第三;全年核電設備平均利用小時數為7661小時，核電發電量4334億千瓦時，位居全球第二。
“熱堆發展升級換代，成功打造自主三代核電‘華龍一號’國家名片，四代核電高溫氣冷堆投入商運、領跑世界，多用途模塊化小堆‘玲龍一號’即將建成。”在談及目前熱堆技術取得的進展時，余劍鋒表示。
針對未來熱堆的發展方向，中核集團“華龍一號”總設計師邢繼認為，熱堆作為全球最成熟的核能發電技術，在全球范圍內得到了廣泛應用，為全球能源轉型和可持續發展作出巨大貢獻。未來，熱堆技術優化提升總體是往更安全、更高效、更經濟、更環保的方向發展。
快堆方面，據余劍鋒介紹，目前我國快堆發展走深走實，中國實驗快堆已建成運行，快堆技術不斷發展成熟，并已啟動實施了一體化快堆戰略性研發。
據了解，一體化快堆是同廠址布置的快堆核能系統的簡稱。即將快堆、燃料再生子項(含乏燃料后處理和新燃料制造)及其他配套子項置于同一廠址，從而構成廠內核燃料自持循環、快速循環的完整核能系統。
“我們要集中力量研發更加先進的一體化快堆，力爭2035年前實現一體化快堆工程示范，具備商業化應用條件。”余劍鋒明確。
在熱堆與快堆技術快速發展的同時，我國聚變領域也實現突破。據了解，目前我國自主設計研制的可控核聚變裝置中國環流三號已成功實現大于1.5兆安的等離子體電流運行。
“可控核聚變能開發可分為原理實驗、規模實驗、燃燒實驗、實驗堆、示范堆、商用堆6個階段，各階段依次迭代。”中國核學會核聚變與等離子體物理分會名譽理事長劉永介紹，根據我國核聚變發展路線規劃，將在2050年前后建成聚變商用電站，實現聚變堆商用發電，讓聚變能源點亮萬家燈火。
對此，余劍鋒也表示，將積極推動聚變研發，打造世界一流的中國聚變平臺企業，推進氘氚實驗等關鍵技術攻關，積極布局聚變未來產業，早日建成聚變先導實驗堆和商用示范電站。
