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      中國第一座快中子反應(yīng)堆——中國實(shí)驗(yàn)快堆（CEFR,以下簡稱“快堆”）日前實(shí)現(xiàn)了首次臨界。由此,中國成為世界上第八個(gè)擁有快堆技術(shù)的國家。

      “這肯定是里程碑式的突破。”一位核電系統(tǒng)工程師告訴記者,“快堆終將成為世界核能的主流,此次實(shí)驗(yàn)快堆的成功臨界意味著我國實(shí)現(xiàn)了快堆技術(shù)的'從無到有’的突破,而且這是真正意義上由中國人弄出來的。”他表示,如果快堆技術(shù)能真正被掌握并推廣應(yīng)用,有望實(shí)質(zhì)性地解決我國的能源問題。

      貧鈾現(xiàn)狀“緊逼”

      此次成功實(shí)現(xiàn)臨界的快堆,早在1995年便已立項(xiàng)。與我國傳統(tǒng)的壓水堆（即目前國內(nèi)核電站的主流）不同,快堆在運(yùn)行過程中可以不斷地產(chǎn)生新的燃料,使得其核燃料“越燒越多”。而這也是我國推動快堆建設(shè)的根本動力。

      核電是一種容量大、低排放的高端清潔能源,在全球節(jié)能減排的大趨勢下,核電的發(fā)展也是各國的重要戰(zhàn)略方向。而與其他清潔能源相比,核電具有成本較低的優(yōu)勢。

      數(shù)據(jù)顯示,目前我國正在運(yùn)營的六座核電站上網(wǎng)電價(jià)在0.39元至0.46元之間,已經(jīng)低于當(dāng)?shù)鼗痣妰r(jià)格。明顯的成本優(yōu)勢和接近零排放的清潔性,使得核電成為我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整中極為重要的一環(huán)。國家也明確表示,要在未來加大核電方面投入,到2020年把我國核電占電力總裝機(jī)容量的比例從目前的1%左右提升至5%。

      數(shù)據(jù)顯示,目前全球的鈾礦探明儲量達(dá)470萬噸,可供人類使用約65年,但我國鈾礦儲量僅有10萬噸左右,占全球比例約2%,屬貧鈾國。這意味著,隨著我國核電建設(shè)的推進(jìn),未來鈾礦需求將明顯增加。如果缺乏充足的鈾礦資源支撐,難免不會再現(xiàn)在原油、鐵礦石資源上受制于國際礦商的窘境。

      在此背景下,除去加大對鈾礦的勘探開發(fā)力度之外,推進(jìn)無燃料匱乏之虞的快堆發(fā)展從根本上解決了資源問題。資料顯示,壓水堆使用的核燃料主要為天然鈾中占比僅有0.714%的鈾-235,而快堆使用的主要則是占天然鈾99%以上的鈾-238,并且運(yùn)行過程中還將不斷產(chǎn)生新的核燃料。

      “雖然現(xiàn)在看來快堆的初期投資比較大,建設(shè)周期也比較長,但在國家層面來考慮,快堆從解決能源匱乏和燃料可再生的問題上都是有必要發(fā)展下去的,這也是全球核能發(fā)展的主流。”該工程師告訴記者,“現(xiàn)在核能發(fā)展得最快的法國,其核電占比已經(jīng)達(dá)到76%,擁有成熟的快堆技術(shù)。”

      核電“大躍進(jìn)”

      此次快堆的成功臨界,是我國核能研究和應(yīng)用的一個(gè)重大突破。這意味著,我國離普遍推廣應(yīng)用快堆又邁出了一大步。

      “和已經(jīng)在國內(nèi)成功應(yīng)用了數(shù)十年的壓水堆不同,對于快堆,從設(shè)計(jì)到制造再到運(yùn)營,我國都是'零經(jīng)驗(yàn)’。領(lǐng)導(dǎo)一直在關(guān)注這個(gè)實(shí)驗(yàn)快堆的進(jìn)展,就是不知道能不能成功臨界。”上述工程師透露道,“現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)快堆成功臨界,那么示范性質(zhì)的商業(yè)用快堆也有希望建起來。而一旦建起來一個(gè)成功的商業(yè)用快堆,那么之后就是不斷地復(fù)制而已,從一個(gè)到十個(gè),甚至到一百個(gè),都沒有問題。”

      據(jù)了解,管理層目前的計(jì)劃是在2050年實(shí)現(xiàn)100座商業(yè)用快堆的建設(shè),足見其推廣之決心。

      而該工程師同時(shí)向記者表示,實(shí)驗(yàn)用快堆和商業(yè)用快堆還有不少區(qū)別。如目前實(shí)驗(yàn)快堆在運(yùn)行中如果出現(xiàn)問題,可以隨時(shí)“叫停”進(jìn)行檢測維修,但一旦商業(yè)化則沒有這樣的空間,因?yàn)閷τ谝粋€(gè)發(fā)電站而言,“停產(chǎn)一天都將帶來數(shù)百萬以上的損失”。

      因此,目前國內(nèi)這個(gè)唯一的快堆在成功臨界之后,還要進(jìn)行并網(wǎng)發(fā)電,目的就是在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)問題、累積經(jīng)驗(yàn)。據(jù)悉,在這個(gè)快堆順利并網(wǎng)發(fā)電后,示范性商業(yè)快堆的建設(shè)就將加快進(jìn)程,時(shí)間大約在2011年。而在首個(gè)示范性商業(yè)快堆穩(wěn)定運(yùn)行一年左右之后,其他商業(yè)快堆便可完全照搬其技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模建設(shè)。

      “三巨頭”的競爭

      此次宣布成功臨界的我國第一座快堆,是由中核集團(tuán)旗下中國原子能科學(xué)研究院自主研發(fā)的。中核集團(tuán)也由此成為國內(nèi)三大核電集團(tuán)中唯一一個(gè)擁有快堆技術(shù)的集團(tuán)。在未來核電這塊“大蛋糕”中,中核集團(tuán)無疑占據(jù)了先機(jī)。

      今年初,中核集團(tuán)便已宣布,計(jì)劃在福建啟動三明核電工程,而且采用的將是快堆技術(shù)。隨著未來快堆技術(shù)的逐漸推廣,作為快堆技術(shù)唯一擁有者的中核集團(tuán)自然也將享有更多的市場份額。

      只是實(shí)際情況也許會更加復(fù)雜。上述工程師向記者表示,雖然中核集團(tuán)在快堆方面已經(jīng)“搶占先機(jī)”,但目前快堆仍然是由國家控制和推動,一切都取決于國家政策。而中廣核和中電投同樣對此有著“強(qiáng)烈興趣”。未來管理層將如何平衡三大集團(tuán)之間的利益關(guān)系,目前尚不得而知。

      “之前中廣核已經(jīng)表示過要把整個(gè)快堆買下來,包括里面所有的人員和技術(shù)。但是中核集團(tuán)肯定不愿意。”其稱道,“只是中廣核擁有強(qiáng)大的資金實(shí)力,它完全可以花幾百個(gè)億從國外直接買下整個(gè)完整的快堆,自己只管運(yùn)行。但這樣學(xué)不到東西,國家也不會鼓勵。而且根據(jù)國家的規(guī)定運(yùn)行還是不能讓外國人來弄。最后終歸是要由國內(nèi)的技術(shù)人員進(jìn)行操作。”

      “可以肯定的是,目前這個(gè)快堆里面的這幾百號人以后都會身價(jià)百倍。”他笑著告訴記者,“因?yàn)檫@是國內(nèi)第一批具有快堆經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員,所有的數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)都在他們這兒。以后任何一個(gè)新建的快堆都會搶著要（他們）。”

      各種清潔能源的優(yōu)劣比較

      項(xiàng)目 碳排放量 能源轉(zhuǎn)換效率（% ） 上網(wǎng)電價(jià)（元/度）

      燃煤發(fā)電 966-1306 60-70 0.45-0.5

      天然氣 439-688 40-70 ——

      太陽能 100-280 22-32 1 元以上

      水電 4-236 40-70 0.25

      風(fēng)能 10-48 25-45 0.6-0.7

      核電 9-21 大于 90 0.39-0.46

      數(shù)據(jù)來源:萬聯(lián)證券

      何謂快堆

      “快堆”是快中子反應(yīng)堆的簡稱。快堆與秦山核電站、大亞灣核電站用的壓水堆一樣都是核裂變反應(yīng)堆。在這種反應(yīng)堆中為了保持引起裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的中子主要是快中子,裂變出來的新的中子不能受到過分的慢化。快堆要用金屬鈉做冷卻劑,將核裂變熱能載帶出來,最終將水加熱成飽和蒸汽,繼而成過熱蒸汽,像火電站一樣推動汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。

      在這種堆中,每消耗1公斤易裂變?nèi)剂峡梢援a(chǎn)出多于1公斤甚至高達(dá)1.5公斤以上的新的易裂變?nèi)剂稀Ｋ钥於芽梢宰龅饺剂显綗蕉?實(shí)現(xiàn)了增殖。因此快堆又稱快中子增殖反應(yīng)堆。

      從效果看,快堆運(yùn)行中真正消耗的不是開始放進(jìn)去的易裂變?nèi)剂?而是占天然鈾99%以上的鈾-238。所以在發(fā)展壓水堆的基礎(chǔ)上再發(fā)展快堆,考慮钚的再循環(huán)和損耗,可將鈾資源的利用率提高到60%-70％。由于利用率的提高,更貧的鈾礦有了開采的價(jià)值,就世界范圍講可采鈾資源將增加千倍。