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智庫研究
兩會聲音 | 錢天林:科技創(chuàng)新強核報國 助力碳達峰碳中和
時間:2021年03月09日 來源:中核集團 點擊量: 分享:

  又是一年“兩會”時。玉汝于成的2021年,“華龍一號”全球首堆投入商運,乘風(fēng)而行的核能行業(yè)全方位發(fā)力,在后疫情時代為中國經(jīng)濟建設(shè)注入核動力。睽違三年之后,“發(fā)展核電”重回政府工作報告,并首次以“積極”的字眼來形容核電工作部署,提出要“在確保安全的前提下積極有序發(fā)展核電?!?/p>

  “政府工作報告中9次提及科技創(chuàng)新。”全國政協(xié)委員、中核集團科技質(zhì)量與信息化部主任錢天林表示,作為核工業(yè)的科技工作者,今年更加強烈感受到“責(zé)任重大、使命光榮”,站在行業(yè)的高度上踐行“強核報國,創(chuàng)新奉獻”的新時代核工業(yè)精神,步履堅實,必將更加昂揚奮進。

  核能供暖助力碳達峰碳中和

  繼2020年12月18日中央經(jīng)濟工作會議提出“做好碳達峰、碳中和工作為2021年的八項重點任務(wù)之一”之后,碳達峰、碳中和再次成為2021年“兩會”熱詞。據(jù)了解,落實“30·60”目標(biāo),能源供應(yīng)領(lǐng)域是重要的突破口。在能源供應(yīng)領(lǐng)域中,核電與風(fēng)光水組成相互協(xié)同的綜合清潔能源體系可以替代燃煤火電機組,為電力需求提供有力補充;然而供暖需求、特別是城市集中供暖需求仍未有合適的解決方案,成為制約我國碳排放指標(biāo)的一大重要因素。

  記者(以下簡稱“記”):早在2017年11月28日,中核集團研發(fā)的“燕龍”泳池式低溫供熱堆就已實現(xiàn)了安全連續(xù)供熱168小時。核能供熱對于實現(xiàn)碳達峰碳中和具有怎樣的意義?它是否安全?

  錢天林(以下簡稱“錢”):泳池堆是中核集團在核能替代燃煤方面的一次積極嘗試。一座40萬千瓦“燕龍”泳池堆,可以為30多萬人口供暖,每年可替代32萬噸燃煤或1.6億立方米燃氣,減少排放煙塵5000噸,減少灰渣5萬噸,減少排放二氧化碳64萬噸,減少排放二氧化硫5000噸,減少排放氮氧化物1600噸,真正實現(xiàn)減污降碳協(xié)同效應(yīng)。

  根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù),我國2019年底供暖總面積211億平米,城鎮(zhèn)集中供暖面積141億平米,目前98%以上采用燃煤供暖,按照一個供暖季每平米排放64公斤二氧化碳測算,我國一年因供暖產(chǎn)生的碳排放將達到13.5億噸。

  況且,隨著我國城鎮(zhèn)化不斷發(fā)展以及供暖需求南移的影響,未來供暖面積將繼續(xù)增加,碳排放壓力也會繼續(xù)加大。尋找一個可靠的、適宜于大規(guī)模供暖的清潔熱源方案,成為緩解我國冬季空氣污染、降低碳排放目標(biāo)而亟需解決的問題。

  為響應(yīng)“打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”的號召,我國三大核電集團分別提出了核能供暖的不同技術(shù)方案,其中中核集團提出的“燕龍”泳池式低溫供熱堆是專門用于北方地區(qū)冬季居民取暖供熱的反應(yīng)堆型號。泳池堆用于冬季居民供暖具有安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟性、管網(wǎng)適配性等優(yōu)勢。

  泳池堆核能供熱的安全性首先體現(xiàn)在這種供熱方式在國內(nèi)外均有成熟的運行經(jīng)驗。國際上利用核電站或核反應(yīng)堆余熱進行供暖的實踐始于上世紀(jì)60年代,包括俄羅斯、瑞典等國已普遍實現(xiàn)了核能供暖。全球共建有200多座泳池式反應(yīng)堆,積累了10000多堆年的安全運行實踐。我國先后共建有11余座泳池式反應(yīng)堆,累計安全運行近500堆年。另一方面,泳池堆與其他類型的反應(yīng)堆相比,具有極高的固有安全性,理論上可以做到“零堆融”,確保不會發(fā)生類似福島的核安全事故。在技術(shù)上適宜于貼近城市建設(shè),為城市居民供熱。

  核能多用途利用需協(xié)同發(fā)力

  記:作為低碳清潔能源,除了核電和核能供熱之外,核能還有哪些應(yīng)用前景與空間?目前進展如何?

  錢:核能作為零碳排放的能源供給形式,正在從原有單一電力供應(yīng)轉(zhuǎn)向多領(lǐng)域多用途應(yīng)用拓展。除了前面提到的核能供熱,核能在工業(yè)供汽、海水淡化、制氫、核動力船舶、同位素生產(chǎn)等方面可以發(fā)揮重要作用,在太空、深海、海島等特殊場景中,核能還具有清潔高效、可持續(xù)性強、多形式供能等獨特優(yōu)勢。

  比如高溫氣冷堆,它具有固有安全性高、蒸汽參數(shù)高、可高溫?zé)峤庵茪涞葍?yōu)勢,可為多產(chǎn)業(yè)提供工業(yè)蒸汽、氫、電力的能源一體化解決方案。一臺高溫氣冷堆可以提供3600噸/小時高溫蒸汽,或與熱化學(xué)制氫工廠匹配,可滿足180萬噸鋼/年的能量需求,相比同等規(guī)模的傳統(tǒng)火電機組,每年可以減排二氧化碳342萬噸,將其與石油化工、鋼鐵冶金等產(chǎn)業(yè)工藝耦合,將有效助力石油化工、鋼鐵冶金等產(chǎn)業(yè)在新發(fā)展格局下的高質(zhì)量發(fā)展。

  但目前,核能多用途利用還存在一些難點。一是適用的相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)不完善,審批缺少法律依據(jù)。完善的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)是審批項目的前置條件,目前核能多用途利用在安全、環(huán)境、地質(zhì)、水文等相關(guān)方面的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系尚不完善,存在較多空白,客觀上造成項目審批難度大。如果沿用核電大堆的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,將造成冗余設(shè)計過多,導(dǎo)致示范項目成本畸高,嚴(yán)重制約核能多用途利用項目的推廣。

  二是缺少示范工程,未形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模。示范工程是產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的基礎(chǔ),我國核能多用途利用在技術(shù)上沒有阻礙,但因示范工程尚未列入國家有關(guān)發(fā)展規(guī)劃,缺少帶動效應(yīng),尚未形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

  因此,需要盡快制定適用于核能多用途利用的安全監(jiān)管法規(guī)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系,使項目從設(shè)計、規(guī)范、選址、監(jiān)管等方面做到有章可循、有法可依,保障核能多用途利用可持續(xù)發(fā)展。

  借勢系統(tǒng)推動核能科技創(chuàng)新

  記:發(fā)展核能是服務(wù)國家碳達峰碳中和戰(zhàn)略的有效措施,同時,也是提升我國核能新技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新能力、有效帶動我國高端裝備制造業(yè)發(fā)展的良機。“十三五”期間,中核集團取得了哪些科技創(chuàng)新成果?作為科技界全國政協(xié)委員,您在推動核工業(yè)科技創(chuàng)新方面還有哪些建議?

  錢:“十三五”期間,中核集團“龍騰2020”圓滿收官,接續(xù)啟動了“創(chuàng)新2030工程”,統(tǒng)籌推進產(chǎn)品開發(fā)工程、技術(shù)體系架構(gòu)、基礎(chǔ)前沿探索“三條主線”。科技創(chuàng)新成果豐碩取得了以示范快堆、華龍一號、玲龍一號、鉛鉍快堆、CF3燃料元件、環(huán)形燃料、MOX燃料和N36鋯合金、第三代先進采鈾技術(shù)、100MeV質(zhì)子回旋加速器等為代表的一大批重大成果,推動我國核工業(yè)實現(xiàn)從跟蹤研仿為主到跟跑、并跑并存的轉(zhuǎn)變。

  提升科技創(chuàng)新能力離不開系統(tǒng)的體系建設(shè)?!笆濉逼陂g,中核集團加強了“一體兩翼”體系建設(shè),基本建成了以“責(zé)任明晰的管理體系,協(xié)同創(chuàng)新的功能體系,運行暢通的制度體系,有效的資源保障體系”為特征的先進核科技創(chuàng)新體系。

  “一體兩翼”,是指以中核集團為核心主體,以國內(nèi)高校、科研院所和國際研究機構(gòu)為兩翼的協(xié)同創(chuàng)新模式。創(chuàng)新“本體”建設(shè)不斷加強,結(jié)合科研院所改革,按照“缺的補齊、弱的加強、散的集中”思路,實現(xiàn)集團內(nèi)部科技資源的整合和優(yōu)化配置。目前,“國內(nèi)翼”初步建成,與清華、中科院等高校及科研機構(gòu)的共建進入實質(zhì)性運行階段,各共建研究機構(gòu)已成為集團研發(fā)體系的重要組成和科技創(chuàng)新“新勢力”;核工業(yè)機器人與智能裝備協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟、中國海水提鈾創(chuàng)新聯(lián)盟成員不斷壯大并取得一批科研成果?!皣H翼”有效拓展,在持續(xù)深入推進與俄、法全面合作的同時,積極拓展與國際一流研究機構(gòu)和大學(xué)簽訂科技合作戰(zhàn)略協(xié)議,建立了中核集團第一個海外研發(fā)中心,為集團公司實現(xiàn)全球范圍內(nèi)創(chuàng)新資源的優(yōu)化配置提供有力支撐。

  但同時,我們也要認識到,核工業(yè)是高科技戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè),其中核電是我國高端制造業(yè)領(lǐng)域的代表之一,其核心裝備的制造更是我國高端制造業(yè)的重點領(lǐng)域之一。我們面臨的形勢依然嚴(yán)峻,我國核電產(chǎn)業(yè)仍然存在一些受制于人的技術(shù)瓶頸。

  在國際大背景形勢下,我國核電建設(shè)存在面臨無法找到可替代產(chǎn)品供應(yīng)的可能性,這將嚴(yán)重影響我國核電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和針對核心技術(shù)開展攻關(guān),提高自主保障能力刻不容緩。建議國家加大對核工業(yè)領(lǐng)域“卡脖子”以及技術(shù)創(chuàng)新的的支持力度。包括支持高通量堆等基礎(chǔ)研究設(shè)施投入和試驗?zāi)芰μ嵘?,解決制約自主化的關(guān)鍵設(shè)備研制攻關(guān)。

  另一方面,我們還要注重加強核科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。大型核科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施是核領(lǐng)域開展基礎(chǔ)研究的重要手段和工具,是推動科技進步、催生源頭創(chuàng)新、保障國家安全的必要條件,是科技強國、現(xiàn)代化強國的重要標(biāo)志。美、俄等國高度重視反應(yīng)堆、加速器、放化設(shè)施及熱室等大型核科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施的布局與建設(shè),已建成眾多世界一流、功能強大的核科學(xué)裝置群,這些大型核科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施有力確保了美俄在核科技創(chuàng)新發(fā)展中的領(lǐng)先地位。

  因此,面對國內(nèi)目前研究堆數(shù)量不足、能力不夠、不能滿足戰(zhàn)略高科技發(fā)展需求,核科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施缺乏統(tǒng)籌管理,設(shè)施運行費不足制約設(shè)施發(fā)揮作用等問題,我也希望通過“兩會”建議國家從加強頂層謀劃、制定大型核科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施中長期發(fā)展規(guī)劃,加強統(tǒng)籌管理、提升核科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施管理水平以及設(shè)立專項運行經(jīng)費與開放共享機制、提高利用效率等三方面入手,加強我國基礎(chǔ)研究能力及原始創(chuàng)新水平,為我國戰(zhàn)略高科技跨越發(fā)展提供強有力的支撐。


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