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雾霾?核电!
发布时间: 2015-04-10 来源: 【字号:  
 

文/图 汪振

王石生中国科学院核能安全技术研究所特别研究员,现就职于德国卡尔斯鲁厄理工学院终身研究员, 10余年来一直从事核能与能源技术及核能安全的理论与方法研究,在第四代反应堆领域开展了多项具有创新性的研究。

乙未年,正月,周末,柴氏现,掷神器,曰《穹顶一时神州滔滔,皆为此女刷屏不厉直而不伤,意重考据。观《穹顶为之动容。然何为雾霾产生之源,何为雾霾治理之法尚有商榷之处,欲知详情,且听卡尔斯鲁厄理工学院专家王石生研究员分解。

记者沉寂一年之后,柴静归来,推出其公益作品《穹顶之下》,探寻雾霾根源一时间舆论沸腾,不知道看没看过这段视频,对此有什么看法呢?

 

王老师我相信很多人看了之后很受感染,我本人对柴静口才文学素养也颇为欣赏。另外,柴静团队历时一年的心血之作《穹顶之下》表示赞赏,在环保事业方面的推进表示肯定但是在《穹顶之下》针对雾霾问题,柴静最后开出一道药方——大力采用天然气,取代燃煤,在这一上,我并不完全赞同。

 

记者:那针对雾霾问题,您认为另有出路

 

王老师是的。大家都知道用天然气比煤炭要洁净,天然气的推广无疑降低雾霾污染具有积极的作用但是长久来看,中国是否有足够的天然气来替代?现在中国能源结构天然气占比5%,同时中国是天然气进口大国。2014年我国全年天然气消费量已经将近2000亿立方米,未来这个数字还会增加。按照全球25%的比例,中国要增加五倍的天然气需求。这哪里去买啊?其他国家的人怎么办?即使这种资源再丰富,也难满足这种近乎无限的需求,这才是问题的关键。所以用天然气取代煤炭中国而言不是可取之道。

 

记者:您认为应该怎么办,才是可取之道?

 

王老师长久来看,稳步推进核能的发展才是可取之道。虽然以现有的技术可使燃煤电厂污染物的排放降得很低,但一来大大增加燃煤电厂的发电成本,二来,还产生大量的二氧化碳,因此会受到来自国际减排压力。核能发电能够降低加重地球温室效应的二氧化碳属于清洁能源;另外,核能发电所使用的铀燃料,量密度比起化石燃料高上几百万倍, 1kg标准铀235核裂变释放的能量约等于2700吨标准煤完全燃烧放出的能量核能电厂所使用的燃料体积小,运输与储存都很方便而且发电稳定。

 

记者核能不会面临核燃料短缺的问题吗?

 

王老师核能有两种:核裂变能和核聚变能。对于聚变能来说,其原料可直接取自海水中的氘,来源几乎取之不尽,是理想的能源方式。人类已经可以实现不受控制的核聚变,如氢弹的爆炸。但是要想能量被人类有效利用,必须能够合理控制核聚变的速度和规模,实现持续、平稳的能量输出。科学家正努力研究如何控制核聚变,国际ITER计划就是在朝这个方向努力,应该说还有很长的路要走。目前成熟的技术是核裂变能,已经形成完备的工业体系。虽然中国,传统核电站大多为压水堆其燃料利用率我们国家属于贫铀的国家,但从国家能源安全角度来看,正逐渐成熟的快堆技术可以解决这一问题。它从核废料中回收铀和钚作为燃料还可以实现燃料增殖,不仅把铀资源的有效利用率增大数十倍,而且也将铀资源本身扩大几百倍以上。因此,一旦大量使用快堆,就可为人类提供极其丰富的能源。应该中国核能发展技术路线热堆—快堆聚变堆可以从根本上解决能源的可持续发展和绿色发展问题。

 

记者但是核电的利用会产生大量核废料,具有很强的放射性,这怎么解决

 

王老师没错传统的热堆例如压水堆,其核废料中的许多锕系核素与裂变产物毒性大,半衰期达百万年。传统的做法是采用土葬”,即“一次通过”的循环方式,将乏燃料作为废物进行地质掩埋。目前大部分国家都是这么做的。现在有更先进的技术,进行核废料的“火葬在乏燃料回收绝大部分铀和钚后,将剩余的长寿命裂变产物和次锕系核素进行嬗变处理。加速器驱动次临界系统(ADS目前国际公认有效嬗变装置是上世纪核科学技术发展中两个工程加速器和发应堆的“结合体”,具有更高的中子余额和更硬的中子能谱,对嬗变很有利。另外其堆芯处于次临界状态,又非常安全。

 

记者就您的观察来看,快堆ADS何时能够商业化呢?

 

王老师:据第四代核能系统国际论坛(GIF在2014年更新的第四代核电技术路线图显示,在六种堆型中,铅(或铅铋)冷却快堆有望在2022年左右实现商同时,铅铅铋材料,也是ADS中重要的散裂靶材料,很多国家把铅基冷却快堆和铅基冷却ADS作为平行的发展计划来推进比如欧洲、日本等。欧洲铅冷快堆ELFR、铅铋冷却的ADS(MYRRHA),以及俄罗斯的铅铋冷却快堆BREST-300和小型模块化堆SVBR-100,有的已经在取证阶段了。照此发展势头,未来十年内,做成商业示范堆应该不是问题。

 

记者核电的优势和前景这么好,德国为什么弃核呢?

 

王老师:德国“弃核”主要是政治原因,不同意识形态的政治角力的结果。除此之外,德国位于欧洲大陆中心,与周围所有9个邻国并网德国的能源转型是以一体化的欧洲大电网为依托的:虽然逐步弃核,但不排斥天天输入法国核电(否则需要更多的煤电)。从这个角度看,德国作为欧洲一部分的“弃核”,实际上是没有真正意义的。中国不一样了,中国幅员广,可与欧洲大陆类比,在制定能源政策特别是涉及核能、可再生能源,不应只强调欧洲部分国家和地区的成功经验,而应该把欧洲看作一个整体看待

 

记者对于我们团队正在开展CLEAR项目作为我们团队的老朋友,您有什么建议?

 

王老师:我确实是一个“朋友了,在2003年我就来岛上访问FDS团队负责人吴宜灿研究员。在这期间见证了团队的发展壮大——从之前的十来个人到现在的四百多人,不可同日而语!早团队成立初期,那么十来个人的时候,在吴老师的带领下,就提出了一系列聚变堆和聚变裂变混合堆新概念,率先系统地开展了聚变堆核安全研究国际上颇有影响。而现在,团队有四百多人的队伍,加上之前的技术积累,创造怎样的辉煌,难以估量。所以我对团队的发展充满信心的

CLEAR研发上,据我了解,目前已经取得了阶段性的进展:已经完成具有临界和次临界双模式运行能力的创新型10MW热功率中国铅基研究实验堆CLEAR-I的总体设计,目前正在积极推进CLEAR-S的关键设备研发,进行CLEAR-I非核部件的测试及验证。CLEAR-S造意味ADS从概念设计到工程又迈出了非常实质重要一步。可以看出,团队的工作都是有条不紊有计划、有目的地向前推进的成绩是可喜可贺的。如果团队计划发展下去,并积极借鉴国际上的先进经验,多与国家的监管部门沟通,基于CLEAR堆的ADS系统一定会顺利落地

 

记者最后请您畅想一下,中国推广核能之后的场景

 

王老师这里可以引用柴静穹顶之下的描述:春天来了,门开着,风进来,花香进来,颜色进来,有的时候你碰到雨或碰到雾的时候,你会忍不住想到往肺里面深深地呼吸一口气,能感到碎雨的味道,又凛冽又清新……我相信这个场景在未来将是一种常态。

 

 

看来我们团队做的工作意义重大,核能发展是大势所趋,希望我们CLEAR尽快落地,天更蓝,水更清,真正实现我们的工作使命发展先进核能科技,让人类生活更美好!

 

 

 
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