核能发展要满足市场需求
——访中国工程院院士叶奇蓁
中国电力新闻网记者 谢文川
近年来，核电行业发展趋于平稳，一些传统核电企业从传统核能发电转向核电产业的技术创新，以追求核能多元化利用。日前，记者在“2018核电产业链高峰论坛”采访到中国工程院院士叶奇蓁。叶奇蓁表示，未来，核能在偏远地区发电，供热等方面有很大的市场空间。三代核电的规模化建设，模块化小型反应堆的开发以及浮动核电站的建设，核供热的开发都需要提升的科研创新能力，提升产业技术水平，建立产、学、研深度融合的技术创新体系，发展绿色经济、绿色金融，壮大节能环保产业和清洁能源产业势在必行。
中国电力报：前不久离此不远的海阳核电一号机组并网投运，至此我国已经有三台并网的三代核电机组，三代核电技术在安全性方面有哪些更可靠的保障？
叶奇蓁：我国并网发电核电机组已达到40台，核能发电容量已 超过4000万千瓦。全球首台三代核电EPR和AP1000均已在我国投产运行，我国自主设计建设的三台核电“华龙一号”进展顺利，完全按计划进行，目前已进入全面安装阶段，预期六台机组将在2020年前后陆续投入商业运行，为我国三代核电规模化建设奠定了坚实的基础。
正如中国工程院、法国科学院、法国国家技术院在2017年国际原子能机构年会上发布的“关于核能未来的联合建议”中所说的“第三代核电站是足够安全的，完全满足国际上各安全监管机构对新建反应堆的安全要求。所采取的措施，能保证安全壳的完整性，从而实现了从设计上实际消除大规模放射性释放的安全目标。即使在极端严重事故情况下，由于为操作员在事故下干预策略留出了足够的时间来采取行动，从而使核电站附近大范围居民无需撤离，也无需担心食物受到污染，只需短时间的隐蔽，不存在长期的环境及生态影响。”
中国电力报：您认为核能利用未来的发展方向在哪？
叶奇蓁： 近年来，大家对小型模块化反应堆的兴趣越来越强烈。小型模块化反应堆是游戏规则的改变者，能够以高安全水平提供不同的核电联产解决方案。新设计的小型反应堆系供电、供汽、供热、海水淡化等多种用途的集合体，能满足多种用途需求。一体化反应堆设计提高了核电站的安全性，并便于运行维护，换料周期4至5年，做到核蒸汽供应系统维修与换料同步，采用“即插即用”概念在制造厂组装完毕，实现整体运输，缩短现场施工工期，使建造周期缩短到三年。
中国核工业集团有限公司开发的ACP100——发电功率125兆瓦，采用一体化反应堆、核蒸汽供应系统全部设置在水池内、具有固有安全特性、完全非能动安全系统、核电机组全部设置在地下等特点，从而极大地提高了小型核反应堆的安全性。ACP100小型核反应堆的开发为海上浮动核电站建设创造了有利条件，它是小型核反应堆和船舶的结合，突破空间限制，使核电站可移动化。海上浮动核电站一般采用小型核反应堆，安全性高。浮动核电站可为海洋平台提供能源，包括：电力、蒸汽、淡水等，为海洋开发提供支持。浮动核电站还可为孤立海岛、封闭海湾提供电力和能源。我国首座浮动核电站将在山东烟台建设，用于发电、供蒸汽、海水淡化。
当然，小型堆的发展，要切实满足市场需求，新的小型模块化反应堆必须真正采用创新理念，绝对不能是目前的第三代反应堆的缩小版。创新的设计可明显提升小型模块化反应堆在经济上的竞争力。与间歇性风电、太阳能发电、天然气发电和用于特定用途的柴油发电机相比，小型模块化反应堆是有竞争力的。如果类似于“即插即用”、设计完全独立于安装地点的解决方案得到证实，它们可以成为满足市场需求、从而为能源转型作出贡献的最佳选择。
中国电力报：除小型堆外，核能在清洁供暖方面是否有进一步发展？
叶奇蓁：核能供热是又一个重大发展契机，习总书记提出“推进北方地区冬季清洁取暖，关系北方地区广大群众温暖过冬，关系雾霾天能不能减少。要按企业为主、政府推动、居民可承受的方针，宜气则气，宜电则电，尽可能利用清洁能源，加快提高清洁供暖比重。”我国供暖面积持续增加，严寒和寒冷地区、部分夏热冬冷地区，共有15个省、市、自治区；冬季供暖面积以年均约10%的增速飞速增长, 至2015年已达131亿平方米；当年北方城镇供暖能耗为1.91亿吨标煤，约占建筑总能耗1/4。供暖供需关系极度紧张，供暖需求的飞速增长导致我国北方地区供暖热源能力的扩容无法及时跟进。
供热的能源结构极需调整，目前城镇集中供热的燃煤热电联产占48% ，燃煤锅炉占33%， 清洁热源不过4%。清洁供热、低碳发展要求取缔散煤燃烧和小锅炉，压减大型燃煤锅炉，已经成为能源结构转型的大趋势。供热系统迫切需要大量的清洁热源，但天然气资源稀缺，我国年应用天然气量很难超过3000亿立方米，不超过总能源7.5%，因此天然气是宝贵资源。 “好钢用在刀刃上”。天然气的重要应用领域为化工、工业窑炉、居民炊事，以及为电力调峰的天然气燃气轮机发电厂，从而可以大幅度降低污染物排放。因此，供热渠道的多元化，可在一定程度上降低天然气供应压力。
当前设计的城市供热专用低温供热堆，输出压力1-2兆帕，温度100度左右的热水，由于参数低，安全性好，可建设在城市近郊。另一种模式是将核电站设计或改造成热电联供的电站，利用核电站二回路的抽汽向热网供热，抽汽温度和压力可根据热网的需求，以及核电站与热网的距离，即输热管线的长短确定。
