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关于核电在国家电力系统中的地位及前景展望

 yaoandyeyao 2021-12-01

关于核电,我也就能告诉你这么一丢丢

2021-11-30 16:50·科普胡

截止2019年,我国核能发电比是4.7%,而占比最高的法国,其核能发电量已占到全国发电量的85%。美国境内运行的核电机组数量,占到全球1/4。

在“能源革命”历史车轮滚滚向前时,很多人把目光又聚焦于这一前景广阔的能源领域。

地球上有非常丰富的核资源,用于核燃料的有铀、钍(重元素的核裂变)和氘、锂、硼(轻元素的核聚变)等,世界上铀的储量达417万吨。地球上可供开发的核燃料资源,可提供的能量是矿石燃料的十万倍以上。

核能应用,作为缓和世界能源危机的一种经济有效的措施,有许多特点:

1、核燃料具有体积小而能量大的优点。核能比化学能大几百万倍;1000克铀释放的能量相当于2400吨标准煤释放的能量;一座100万千瓦的大型燃煤电站,每年需原煤300~400万吨,运输这些煤需要2760列火车,相当于每天至少8列火车,还要运走几百万吨灰渣。而同功率的压水堆核电站,一年仅耗铀含量为3%的低浓缩铀燃料28吨;每1千瓦发电成本仅仅是0.007元人民币左右,这和目前的传统发电成本比较,便宜太多;而且,由于核燃料的运输量小,所以核电站就可建在最需要能源的用电负荷中心附近。

2、核电站基本建设投资一般是同等火电站的数倍,一次性投入较大。但是它的核燃料费用却要比煤便宜得多,运行维修费用也比火电站少。现在科学家的重点攻关方向是轻元素的核聚变,如果我们完全掌握了核聚变反应技术,使用海水里的氘作燃料,则更是取之不尽,用之不竭。因此,未来谁先掌握了小型核聚变技术,谁将赢得天下,这不是耸人听闻。想一想,如果人类交通工具基本上都是小型核聚变装置替代燃油发动机和电池,从不考虑加油和充电,是不是感觉不可思议!

3、污染少。化石能源的排放,是引发地球环境变化的罪魁祸首,而核电站设置了层层屏障,基本上不排放污染环境的物质。据统计,核电站正常运行期间,一年给周边居民带来的放射性影响,还不到一次X光透视所受的剂量。

4、安全性强。从第一座核电站建成以来,全世界投入运行的核电站有400多座,60多年来基本上是安全正常的。虽然有1979年美国三里岛压水堆核电站事故和1986年苏联切尔诺贝利石墨沸水堆核电站事故,但这两次事故都是由于人为因素造成。随着压水堆的进一步改进,核电站会变得更加安全。

历史上的核电站安全事故一直令核能发电在争议中发展,尤其是2011年地震海啸造成的日本福岛核电站事故,让核电安全再次进入人类关注视角。但随着技术进步和社会认知的深入,甚至核聚变技术的突破,相信核电将在未来扮演更加关键的角色。

我国的核电起步较晚,直到1991年浙江秦山核电站开始发电,才有了第一座自行设计和建造的核电站。而当时世界上其他国家已有420余台核电机组投入运行,提供着全球16%的电力。

随后的30年间,在引进国外先进技术的基础上,我国核电技术逐步自主化。2018年并网发电的广东台山核电站,是全国首次引进的第三代核电技术,也是目前世界上单机容量最大的核电机组。而到2021年1月30日,“华龙一号”在福建福清核电站投入商业运行,这是我国首个拥有完全自主知识产权的第三代核电机组。

截止2020年,我国核电装机容量达到5102.72万千瓦,产生了超过3662.43亿千瓦时的电量,相当于减少火力发电10474.19万吨标准煤的燃烧,减排27442.38万吨二氧化碳,为节能减排贡献了巨大力量。

回首新中国成立前夕,我国发电装机容量仅184.86万千瓦,历经38年的披荆斩棘,才终于突破1亿千瓦大关。而从1亿到2亿千瓦,再从2亿到4亿千瓦,分别只用了8年和5年。到2009年,我国发电装机容量超越美国,跻身世界第一位,之后更以每年约1亿千瓦的速度突飞猛进,堪称世界电力史上的奇迹。

不仅如此,截至2019年年底,我国220千伏以上的输电线路共计75万多公里,足足能绕赤道18圈。其中24条特高压输电线在东西南北间交织穿梭,堪称中国大地上又一工程奇迹。除华北和华东地区,全国各区域间均已实现跨区供电,输电线路翻越高山峡谷,跨过江河湖海。即便是高寒的世界屋脊,也能与全国各地连为一体。

2019年,全国跨区(指大区)、跨省送电量分别达到5405亿千瓦时和14440亿千瓦时,分别相当于当年全国发电量的7.4%和19.7%,它们就是通过这张大网奔向东西南北。

这些天文数字和成就,都是我们快速发展的经济规模和不断增长的物质需求推上前台的,既是迫不得已,也是必然结果。

新能源步伐紧锣密鼓,国力增长对能源的需求紧锣密鼓,双碳目标的实现紧锣密鼓......。我们的发展从来没有像现在这样渴望拥有更多巨量的清洁能源。我们是“谈核色变”,还是拥抱核电,发展脚步几乎无法停下来去做一个取舍。

每当我们14亿人打开空调或电扇,每当城市在黑夜中灯火通明,我们便不由得想起身边或千里之外发电机的隆隆轰鸣,因为那就是这个跑步进入现代化的国家中,最波澜壮阔的声音。

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