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爭議高溫氣冷堆
【產業】文 | 本刊記者 張慧具有完全知識產權的高溫氣冷堆技術有可能成為未來我國在世界核電競技舞臺上的重要砝碼。然而，對於尚未成熟的此技術，還存在頗多爭議。進入9月，位於山東半島最東端的威海榮成市已逐漸褪去瞭夏日的高溫，呈現出秋的涼意。對坐落於此的山東石島灣核電有限公司（以下簡稱“石島灣核電公司”）的工作人員來說，這是今年剩餘時間中最佳的施工期，因而愈發忙碌。石島灣核電公司由中國華能集團公司、中國核工業建設集團公司（以下簡稱中國核建）、清華大學各出資47.5%、32.5%和20%於2007年1月共同組建。“負責石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程的建設與運營管理”，是各出資方賦予它的最主要職責。9月1日，核電廠內召開瞭高溫氣冷堆核電站示范工程的土建施工階段同行評估入場會，並啟動瞭為期8天的同行評估活動。除瞭石島灣核電公司相關人員，活動還吸引瞭來自環保部、中核、中廣核、核能行業協會等眾多專傢的參與。雖然裝機容量隻有20萬千瓦，但因被冠以“世界首臺具備第四代核能系統安全特性的商用核電機組”的稱號，石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程的施工進度每往前一步，都備受國內外業內的矚目。高溫氣冷堆( HTGR) 是核能反應堆中的一種堆型，因堆芯出口溫度很高（通常可達到850-1000℃或以上），且用氦氣作冷卻劑而得名。其采用包覆型顆粒燃料，以石墨作為慢化劑，安全系數高。記者采訪中的多位業內人士均認為，相對於目前核電站大多采用的、成熟的壓水堆技術，高溫氣冷堆還處在研發過程當中，示范工程正在建造，因此，短期內進行大面積推廣的條件尚不成熟。但是，以華能集團、清華大學為代表的高溫氣冷堆支持者，希冀憑借石島灣示范工程的成功應用，促使高溫氣冷堆盡快邁入商業化發展軌道的藍圖，早已躍然紙上。但不得不承認的現實是，這條道路仍舊阻長。推崇2011年3月1日，籌備瞭7年之久的石島灣核電站終於通過瞭國務院的審批，開工投建在即。讓人意想不到的是，10天後的3月11日，日本發生瞭福島核事故，中國核電項目進入停滯階段。為此，石島灣核電示范工程拖延至2012年12月9日才得以重啟，進入核島混凝土澆築工作。“雖然因為福島核事故耽誤瞭工期，但一定程度上講，福島核事故加大瞭業內對該高溫氣冷堆示范工程的關註度，有利於它未來商業化發展。”一位不願具名的業內人士對《能源》雜志記者說。按其說法，之所以如此認為，原因有二：一是，福島核事故後，石島灣核電工程成為我國核電重啟後首批開工的項目，關註度自不在少；二是因為福島核事故的發生，促使管理部門對於核電安全性的重視，加速核電堆型的安全升級改造進程。而安全性，正是高溫氣冷堆最大的優勢之一。按照清華大學核研院的說法，高溫氣冷堆具有固有安全特性，可從三方面確保電站安全——設有阻止放射性釋放的多重屏障；具有非能動餘熱載出的安全特性，發生事故，不需專設的冷卻系統；其負反應性溫度系數具有很大的反應性補償能力，發生事故，能夠自主停堆。“之所以稱其具備第四代核電特征，最主要的原因在於，高溫氣冷堆的安全性非常出色。這是當前各國發展核能所考慮的最重要因素。”上述業內人士表示，“因此，在很大程度上，此背景增加瞭國傢管理部門、公眾等對高溫氣冷堆的好感度。”事實上，早在上世紀80年代中期，在國傢“863”計劃的支持下，清華大學核研院就開展瞭10兆瓦高溫氣冷實驗堆的研究、開發。高溫氣冷實驗堆於1995年6月在清華核研院的昌平基地動工興建，到2000年底，成功實現臨界，2002年底達到滿功率運行，並於2003年1月實現滿功率並網發電。可以說，在我國與美國、法國等核電技術強國競爭之際，我國的高溫氣冷堆技術在國際上算得上位於先進行列。具有完全自主知識產權，這也成為部分業內人士推崇的原因。他們希望，中國能夠憑借高溫氣冷堆技術，在國際核電市場競爭中，占有一席之地。而我國最忠實的高溫氣冷堆的實踐推崇者，當屬清華大學、華能集團、中國核建三方。清華大學作為技術的開發者，對其的推廣理所當然。而作為“五大電力”之一的華能集團，多年來一直希望進入核電領域但苦於不能獲得核電業主執照，而石島灣高溫氣冷堆的示范工程，成為瞭其進入核電領域的有力敲門磚。中國核建作為一傢核電工程建設公司，也希望在高溫氣冷堆領域占有足夠份額。為此，其與清華大學共同出資組建瞭中核能源科技有限公司，該公司的核心技術就是模塊式高溫氣冷堆和核供熱堆。日前，中國核建總經理王壽君透露，中核能源科技有限公司已啟動60萬千瓦高溫氣冷堆準備工作。“主要發展10萬千瓦到100萬千瓦之間的的堆型，60萬千瓦將是標準組合。”爭議雖然高溫氣冷堆在我國擁有眾多支持者，但實際上，其在發展過程中，一直爭議不斷。尤其從國際發展情況看，高溫氣冷堆的發展一直磕磕絆絆。據資料顯示，國際上高溫氣冷堆的研究始於20 世紀60 年代，到80 年代中期完成瞭3 座實驗堆電站和2 座示范堆電站的建設。英國於1960 年開始建造熱功率為20兆瓦的實驗高溫氣冷堆“龍堆”( Dragon)；美國於1967年建成並運行瞭電功率為40兆瓦的桃花谷( Peach Bot tom) 高溫氣冷實驗堆；德國也於1967 年建成瞭電功率為15兆瓦的球床高溫氣冷堆實驗電站( AVR) 。之後，美國和德國又分別各建設瞭一座高溫氣冷堆示范電站。建設示范電站的目的是展示高溫氣冷堆技術的商用價值，為實現商用打好基礎,但遺憾的是，由於技術和非技術的原因，在當時的條件下，美、德兩座示范電站沒有達到這個目標，後均被關閉。實際上，1988-1989年間，德國除瞭相繼關閉瞭兩座球床高溫氣冷堆反應堆，相關實驗項目也已經停止，且目前德國並沒有這方面的開發計劃。而我國清華大學的高溫氣冷堆正是在那時引進瞭德國的技術。因此，不少業內人士對高溫氣冷堆的安全性仍舊心存疑慮。根據堆芯燃料形狀，高溫氣冷堆分球床高溫氣冷堆和棱柱狀高溫氣冷堆。這兩種堆芯，哪種更為出色，目前國際上尚沒有確切定論。我國沿襲德國的技術路線，采取球床高溫氣冷堆技術。同樣采用此技術的國傢，還有南非。但據消息稱，由於一些技術原因，南非的球床高溫氣冷堆的發展目前已經面臨困境，難以進行下去。而美國的技術則是采用棱柱狀。曾有業內人士表示：“對球床高溫氣冷堆存有疑慮，球床堆內可能出現一些球溫非常高的局部區域，即所謂熱點。”實際上，棱柱狀高溫氣冷堆則不存在這個問題。另一個讓人擔憂的問題，則是高溫氣冷堆的退役環節。雖然當前國際上，對於壓水堆的退役工作也並未做到位，但是高溫氣冷堆的退役難度似乎更為棘手。據瞭解，德國AVR堆在1988年停堆後，就經歷瞭極其困難地退役過程，且此堆型的乏燃料後處理極為艱難，陶瓷燃料球不如壓水堆燃料棒好處理。正因為此，在一段時間內，我國有一批核電專傢都認為，高溫氣冷堆核燃料不能形成“閉環”控制，因此對其避而遠之。“美國能源部已投資100萬美元繼續研究高溫氣冷堆（HTGR），這說明高溫氣冷堆還是有市場的。”核電專傢杜銘海對記者說，“但同時也說明瞭，美國目前都沒有成熟的高溫氣冷堆商業化應用，還需要繼續研究。我國此時的高溫氣冷堆技術是否適合商業化推廣，也就值得商榷瞭。”應用事實上，高溫氣冷堆真正讓核電企業看重的特性，除安全外，還在於它具有效益可觀的商業開發價值。業內人士普遍認為，高溫氣冷堆是作為壓水堆的重要補充。“對它的期待，發電倒是其次，最主要的則是在其他方面的應用。”杜銘海告訴記者。由於模塊式高溫氣冷堆核電站具有模塊單功率小、可以模塊式組合的優點，可以滿足電網對不同規模電源點要求，所以能夠成為一種全新的分佈式電源和電網支撐電源。據瞭解，高溫氣冷堆與ACP100技術，已經成為我國未來發展小型堆的最主要技術。由於出口溫度高，高溫氣冷堆不僅可以高效發電，而且可以提供高溫熱源，用於制氫、海水淡化，以及滿足石油熱采、煉鋼、化學工業過程、煤的氣化液化等方面對高溫工業工藝熱的需求，減少石油和天然氣的消耗。美國下一代核電站(NGNP)產業聯盟稱，已獲得費用平攤的註資合同，繼續進行使用HTGR技術的商業和經濟分析。2005年美國能源政策法確立瞭下一代核電站（NGNP）項目並建造高溫氣冷堆原型堆，發電和制氫設施預計在2021年開始運行。消息稱，美國愛達荷國傢實驗室(INL)負責該項目，並與私營企業簽訂成本分攤合同，目前該項目總成本估計約為40億美元。資金的最大支出就用於對高溫氣冷堆在化學、石油等領域的研究。NGNP產業聯盟由14傢公司組成，涉及的主要最終用戶包括陶氏化學公司和康菲石油公司。據瞭解，這兩傢公司，對高溫氣冷堆在他們公司業務上的應用前景抱有很大希望。清華大學核研院的一位專傢向《能源》雜志記者介紹說，我國目前很多油田已經過瞭“一次采油”高產期，急需要進入“二次采油”期，需要人工使用熱水或蒸汽等加壓。高溫氣冷堆由於其堆芯出口溫度很高，就能生產大量的熱水或蒸汽，對於“二次采油”，能起到很好的開采作用。此外，備受推崇的應用還有利用高溫氣冷堆產生的高溫工藝熱制氫。研究表明，此效率可以顯著高於常規的由熱到電、再由電到氫的制氫效率，且不產生溫室氣體, 未來在經濟上也具有競爭力。這對於未來氫能的發展，無疑是一大利好消息。如果此應用能成功進入商業化，高溫氣冷的經濟性競爭力問題也就得到瞭解決。
新聞來源http://news.hexun.com/2013-10-08/158539信貸彰化伸港信貸9房貸新北淡水房貸車貸屏東高樹車貸87.html
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