发布: 7:40am 22/12/2024

陈日佳.我国未来核能发电的挑战

我国绝大多数人对核能发电认识仍然停留在前几代的印象，也受到不少错误资料的误导与对政策的误解。政府必须确保人民对核能技术有一定的认知与支持后，才能事半功倍的推动核能发电政策。

近年来，稳定电供已经成为发展人工智能和数据中心最重要的基本需求之一。虽然使用可持续性能源为电供已经是普世价值，但是稳定性往往不在掌控之中；再加上不少国家必须在2050年达到零碳排放目标，促使核能再次成为不少企业和国家的考虑。

亚马逊、苹果和谷歌等资助核能研究，微软更是已经签约购买核能。上个月在阿塞拜疆举行的国际气候变化会议中，共有31个国家（不包括我国）将会在2050年之前致力把核能的使用量提高至少三倍。英美两国也承诺会加快核能发展。韩国与法国等在积极发展可持续性能源的同时，也会增加核能发电厂来提高供电稳定性。

我国政府也开始关注新一代的核能技术，经济部与科学工艺部已经开始合作探讨我国发展核能发电的可行性。但问题在于国是否能接受？

核能技术的发展历程可分为四代。第一代核电站基本上依赖于热中子反应堆，并使用未浓缩的天然铀作为燃料，技术安全性与效率都较低；石墨或铍用以控制中子速度。最常见冷却剂为水。

1960年代末出现第二代商业化轻水技术反应堆，广泛建设用于发电的核电站。轻水反应堆配备了更多的安全措施，所使用的铀-235浓度提升到3-5%。相比仅含约0.7%的天然铀-235，此外，另外95-97%的铀-238可通过吸收快中子转化为钚-239（另一种可裂变物质）。值得庆幸的是，铀-235的浓度不足以直接用于核武器或是制造“肮脏炸弹”，降低了扩散和滥用风险。

第三代核能发电仍继续使用低浓缩铀和有效利用钚-239，但通过优化燃料棒设计提高燃料使用率。

现在最新的第四代核能发电技术与之前的大型反应堆完全是相反方向。

目前国际核能都在走小型模块化反应堆（SMR）路线。这种小型模块化反应堆的电功率通常在300兆瓦电（MWe）以下，比传统核电站的1000-1500MWe更灵活。而模块化设计使得工厂预制、运输和安装都更为方便与经济。国际核能业希望通过小型化和模块化设计，降低核能反应堆的整体建造成本与提高灵活性，并扩展核能的应用场景。而这种小型反应堆另一个更大的特点是在意外事故发生时无需外部电力就能实现自动冷却和停堆。美国所发展的NuScale Power Module已获得美国核能管理委员会批准；韩国所研发的小型反应堆（SMART）更是除了发电以外，还可用于供热、海水淡化，甚至是直接电解水来生产氢气等！

小型模块化反应堆虽然看起来适合发展中国家，但是仍然逃脱不了乏核料的问题。这种反应堆的乏核料虽然远比传统的还要少，但是仍必须要储存在反应堆处的湿储存池中数年，等待辐射更进一步降低后再移入干燥储存的坚固密封容器中。而北欧国家倾向于把这些密封容器随后移到地底深处的稳定地质处，而美国则是放到山洞深处。也有些国家研究把这些乏核料放进已经废弃的深钻孔内。

在我国，大马半岛中央山脉或半岛东海岸外海已经废弃的石油深钻孔可能都是适合储存乏核料的地点。

我国未来会有更多电动车、数据中心和提炼金属等重工业林立，对电供的稳定性要求越来越高。除了可持续性能源，小型模型化反应堆也极有可能是我国面对经济现实的时候必须要做的选择。

我国绝大多数人对核能发电认识仍然停留在前几代的印象，也受到不少错误资料的误导与对政策的误解。政府必须确保人民对核能技术有一定的认知与支持后，才能事半功倍的推动核能发电政策。

（本文由区域策略研究所供稿）

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