四、新建核反应堆
核电是许多国家发展能源的首选。图5为世界各国准备新建核电厂情况,其中“计划”表示已经通过决议,并且资金已经到位的核电厂项目;“提案”表示已经有明确建造意向,但还没有通过决议,未明确资金来源的核电厂项目。
这些反应堆的增加主要来自中国、印度、俄罗斯、日本、韩国、南非、乌克兰和美国。到2020年,仅中国、印度和俄罗斯就计划分别增加核电装机容量40 GW、46 GW和22 GW。日本和韩国也增加了核电装机容量,2015年,日本核电装机容量将增加9 GW,2017年,韩国核电装机容量将增加12 GW。乌克兰政府预计到2030年增加16 GW的核电装机容量。
五、未来技术选择
未来核电将为全球提供更多的电力资源。但是许多现有反应堆都是1000MW到1700MW的大型反应堆,并不适合发展中国家,因此出现了60种不同的小、中堆型设计方案。这些中、小堆型到2010~2030年会得到商业化运行。这种发展趋势有如下优势:1.中、小型核电厂可减少基金投入,缩短建设工期,这一点对于资金匮乏的发展中国家来说尤其重要。2.中、小型核电厂灵活性好,能够更好地适应不断变化的电力需求。3. 对于核电经验不成熟的国家,中、小型核电厂更容易操控,并且能够将核电厂选址在距离城市较近的地区,节省长距离运输的费用。
作为未来核电发展的主要方向,中、小型核电厂发展重点是压水堆,如韩国的SMART压水堆,西屋公司的IRIS压水堆,PBMR(球床模块高温气冷堆)也是未来中、小型核电厂发展方向之一,如南非正在建设的PBMR,气体温度可达到900度,可直接连接燃气轮机。
六、核能的其他用途
1.交通。从短期来看,混合动力车是市场发展趋势,但是从长远来看,氢动力车将是市场发展的主流。核能能够以电解的方式分解出氢,到2020年这种方式将实现商业化。目前,许多国家开始对核分离氢的问题重视起来,目前,美国是在这方面投入最多的国家。
2.海水淡化。据预测,世界有1/5的人口没有安全的饮用水(GTZ,2001)。在这些地区,已有水源不能直接饮用,这就需要海水淡化技术。目前,许多海水淡化工程使用的都是化石能源,全世界12500个海水淡化处理厂的日处理能力已经达到了3000万立方米,这些海水淡化处理厂有一半是在中东,最大的处理厂日处理能力45.4万立方米 。将核能用到海水淡化早已被证实是一种可行的技术方法(IAEA,1997)。IAEA已经发动了近20个国家对此课题进行研发,法国和利比亚已签署合作协议,并计划在利比亚建造一座核电海水淡化处理厂。
3.供暖。利用核电进行供暖是一种已经被广泛使用的安全、成熟的技术,俄罗斯对该技术的使用比较多。目前,对于核电供暖全世界有500个反应堆年的运行经验,并且没有发生过相关核事故。
七、展望
未来几十年,水冷堆将是世界主流反应堆堆型。2010~2020年,发展中国家核电装机容量将大大增加,这些新增加的核反应堆主要是水冷堆,包括三代轻水堆核电站以及三代加轻水堆核电站,还有西屋的AP1000,GE的ESBWR(经济简化型沸水堆)和ABWR(先进型沸水堆),AREVA的EPR(欧洲压水反应堆),三菱重工的APWR(先进型压水堆)。这些新增加的反应堆比目前运行的二代压水堆更安全,能效更高。目前,日本已有4台ABWR投入运行;芬兰正在Olkiluoto建造1600MW的EPR核电厂,且计划在法国建造第二台。
此外,气冷堆也是未来世界核电发展的一个方向。与水冷对相比,气冷堆的安全性和效率都要更高一些,目前已有国家开始了三代加气冷堆的研究。南非计划建成一台PBMR,到2015年实现商业化运行。总之,反应堆研发设计是一项持久战,还有待进一步发展,但发展过程耗资巨大,世界各国可互通有无,通过国际合作降低研发费用。
(重大技术装备协调办公室) |