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2050年前後,「終極能源」將點亮萬家燈火?

2024-07-18財經
中新網7月18日電(中新財經記者 吳家駒)「根據中國核聚變發展路線規劃,總體時間也和其他國家預計時間相近,將在2050年前後建成聚變商用電站,實作聚變堆商用發電,讓聚變能源點亮萬家燈火。」近日,在核能「三步走」院士論壇上,中國核學會核聚變與等離子體物理分會名譽理事長劉永如是表示。
可控核聚變被稱為人類的「終極能源」。據中核集團介紹,作為萬年尺度的能源,聚變堆是中國「熱堆-快堆-聚變堆」核能「三步走」發展戰略中,遠期建設的主力堆型。
中國工程院院士葉奇蓁表示,核聚變能是顛覆性的核能技術,一旦攻克將為人類提供取之不盡的能源,聚變堆也是世界各大國高度合作與競爭的技術領域,同樣也是我們必須要堅持發展的核能技術。
自參加國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃以來,中國相關科研實力得到了極大提升,核聚變技術已從過去的跟跑到並跑,到部份技術達到國際領先水平。
近年來,中國可控核聚變研究不斷取得突破。例如,2022年10月,新一代人造太陽——中國環流三號實作115萬安培放電。2023年4月,東方超環(EAST)首次實作403秒的長時間高約束模式執行。
與此同時,在世界範圍內,政府和企業、社會資本的共同發力,加快了聚變能商業化步伐。根據美國聚變工業協會(FIA)釋出的【2023年聚變能產業報告】,全球聚變能公司數量持續增加,2023年新增13家公司,總數量達到43家,其中包括中國的新奧能源、能量奇異點以及籌備中的中國核聚變有限公司等。
但劉永同時指出,有公司出於商業目的宣稱在未來幾年實作核聚變商業發電,這違背了核能技術從實驗到規模套用三步走:實驗堆、示範堆和商用堆的基本規律,需要理性看待。
劉永表示,可控核聚變能開發可分為6個階段:原理實驗、規模實驗、燃燒實驗、實驗堆、示範堆、商用堆,各階段依次叠代,逐步釋放技術風險。ITER也只是解決規模化實驗及燃燒實驗關鍵問題,目前還在建設之中。
他介紹,參與ITER建設的同時,歐、美、日、俄等都在積極制定各自的磁約束核聚變能發展戰略,基本上都聚焦在本世紀中葉前後實作核聚變能套用。
「根據中國核聚變發展路線規劃,總體時間也和其他國家預計時間相近,將在2050年前後建成聚變商用電站,實作聚變堆商用發電,讓聚變能源點亮萬家燈火。」劉永說。
除了聚變堆,近年來,中國在熱堆、快堆領域也取得了可喜的成績。
熱堆是最成熟並具有顯著經濟性的核能技術。在熱堆領域,現階段,中國熱堆已經實作了二代向三代升級換代,主力堆型「華龍一號」加速批次化建設,並走出國門,在海外受到好評。2020年9月,中國自主知識產權的三代核電技術「國和一號」完成研發。
中核集團「華龍一號」總設計師邢繼介紹,未來中國將主要從三方面最佳化提升熱堆技術:提升系統安全性、經濟性;與新技術融合發展,提升運維效率;小型化與多用途套用。
在快堆領域,中核集團黨組書記、董事長余劍鋒表示,中國快堆發展正在走深走實,中國實驗快堆建成執行,快堆技術不斷發展成熟,一體化快堆戰略性研發啟動實施。中核集團將加快推動快堆發展,發展百萬千瓦商用快堆,推進一體化快堆研發,力爭2035年前實作一體化快堆工程示範,大型後處理廠建成投產,具備商業化套用條件。
「總體來看,中國核能發展處於最為重要的戰略機遇期。」葉奇蓁表示,我們應繼續堅持核能發展「三步走」戰略。持續發展好熱堆的同時,將快堆核能發展提上快車道,助力「雙碳」目標實作,加強可控核聚變技術研發和工程示範。
「核能是助力‘雙碳’目標的重要組成,未來發展增長空間依然很大。」中國工程院院士杜祥琬表示,從總體裝機規模看,中國到2035年,預計在運在建核電裝機合計約2億千瓦,發電量占比達到10%。從脫碳需求及電力裝機電量平衡預測,2060年中國核電裝機規模需要達到4億千瓦以上才能實作碳中和目標,發電量占比達到20%以上。(完)