【编者按】2021年全国两会上,习近平总书记关于碳达峰、碳中和目标的系列重要讲话,为推动气候环境治理和我国经济社会可持续发展擘画了宏伟蓝图。而核能在我国绿色低碳能源体系中不可或缺,是实现“双碳目标”的重要支撑。此等背景下,中国核能行业将面临怎样的发展态势会迎来哪些机遇和挑战,如何才能在确保安全前提下实现积极有序发展,并助推“双碳”目标的实现？记者就此专访中国核工业集团有限公司副总经理、《中国核电》主编曹述栋。 

曹述栋,安徽安庆人，中共党员，1986年7月参加工作，研究员级高级工程师。曾任国防科工委系统工程二司副司长，国家能源局电力司副司长，中核集团规划发展部主任，中核集团总经理助理，兼任地矿事业部主任、党组书记。现任中国核工业集团有限公司党组成员、副总经理。

中国核电杂志社：习近平总书记关于“碳达峰、碳中和”目标的提出,树立了大国形象,彰显了大国担当,为我国经济社会发展提供了动力引擎,也为能源行业,尤其是为核能提供了重大战略机遇。在“双碳”目标下,我国核能发展将会获得哪些机会,又将面临怎样的形势?

曹述栋：“双碳”目标的提出,首先可以为核能的可持续发展提供新的机遇。为什么这么说?一是客观需要,大势所趋。众所周知,气候变化已成为全球性非传统安全问题。世界经济论坛发布的《2020年全球风险报告》警示:“未来10年的全球五大风险首次全部与气候变化关。”而现代气候变化的主因,是人类活动排放的温室气体。

现实情况又如何呢?2019年,全球温室气体排放量连续第三年增加,达到591亿吨二氧化碳当量,创历史新高。其中使用化石能源产生的二氧化碳占温室气体总排放量的64%,是温室气体的主要来源。对此,联合国秘书长古特雷斯甚至在2020年气候雄心峰会上呼吁全球进入“气候紧急状态”,如此严峻的形势,要求各国必须采取更有力的行动推动碳减排。

当然,人类早已意识到了问题的严重性。2015年,巴黎气候大会通过的《巴黎协定》,代表了全球绿色低碳转型的方向,是保护地球家园需要采取的最低限度行动。目前,全球已经有50多个国家实现碳达峰,超过120个国家和地区提出了2050年实现碳中和的目标和愿景。为实现2℃或1.5℃以下全球温升控制目标,到21世纪末,全球累积二氧化碳排放量需分别控制在1.2万亿~1.5万亿吨或4200亿~5800亿吨。

但按目前的排放惯性,2030年将用尽1.5℃温升排放空间,2040年将用尽2℃温升排放空间全球碳减排仍面临巨大挑战,任重道远而在全球碳排放源头中,能源领域的碳排放又是“主力”。因此,推动能源体系革命性变革,促进经济发展方式低碳转型,就成为保障经济社会持续发展的同时,应对气候变化挑战的根本途径和战略选择此等背景下,各国碳中和目标的提出,对加快全球能源结构低碳转型步伐提出了巨大挑战,也为包括核能在内的清洁低碳能源提供了新的发展机遇。

国际能源署的研究表明,核能是世界发达经济体最大的低碳能源选项。在过去的半个世纪中,核能贡献了一半的低碳电力,帮助降低了二氧化碳的长期排放增速,也在欧美等发达国家碳达峰过程中发挥了重要作用。从我国当前的发展阶段来看,推进能源革命,构建以新能源为主体的新型电力系统,实现碳达峰、碳中和愿景目标,也同样离不开核能。

其次,在“双碳”目标引领下,未来的若干年,核能在构建多元化清洁能源体系中的作用与地位将日益凸显。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)在《IPCC全球升温1.5℃特别报告》(SR15)中指出,为了将全球平均气温升幅限制在1.5℃以内,全球能源生产和使用需要在2050年左右实现完全脱碳,并须立即开始快速减排。故电力部门面临巨大挑战,需要在短短30年内,完成从目前以化石燃料为主导的能源系统向低碳能源系统完全转型,难度其实是非常大的。

未来十年,我国能源结构清洁化、低碳化转型的力度将进一步加大。当前,可再生能源开发成本快速走低,规模发展迅速,但因静稳天气、昼夜变换等原因,造成的间歇性和发电效率低等问题仍无法解决,迫切需要稳定的基荷电源,支撑大比例可再生能源接入电网,保障电网安全稳定运行。在大规模可再生能源生产、上网、输运、储能等环节仍存在诸多技术瓶颈的情况下能源转型需求的紧迫,为核能发展提供了机遇。

相比其他能源,核电运行稳定、可靠、换料周期长,适于承担电网基本负荷及必要的负荷跟踪,可大规模替代化石能源作为基荷电源。核能通过与风光水等清洁能源协同发展,共同构建清洁低碳、安全高效的能源体系,对优化能源整体布局、保障能源供应安全具有重要意义。核电在我国能源结构中占比越高,越有利于整个电网系统的安全,越有利于电网对风光等间歇性可再生能源的大比例消纳。

再次,核能是构建“双循环”新发展格局的重要载体与抓手。中共十九届五中全会提出,要加快构建以国内大循环为主、国内国际双循环相互促进的新发展格局,这与“双碳”目标大方向是一致的。

核能对于“国内大循环”有何作用与益处?作为高科技战略产业,核能涉及70多个专业学科,一次性投资金额大,产业链条长,核电投资建设对相当多的产业可形成直接或间接的拉动作用,有助于畅通国内大循环。在后疫情时代,核电有望成为培育新经济增长点的重要产业。一台百万千瓦级核电机组,建设期间投资约200亿元,可提供就业岗位近万个,全生命周期对产业链贡献高达上千亿元,有助于扩大有效投资,落实好“六稳”“六保”工作。核能的科技创新辐射带动作用有助于打造自主可控、安全可靠的核产业链,解决“卡脖子”问题,助推我国经济高质量发展。

另外,核电项目也是打通国际大循环的可靠手段。2021年1月30日,“华龙一号”全球首堆投入商业运行;3月18日,“华龙一号”海外首堆成功并网发电。所有这些,将进一步增强“华龙”技术在“一带一路”沿线国家的影响力和竞争力。以核电项目为纽带,成就国家之间的“百年联姻”,将更有力地扩大对外开放,增强国际合作,促进合作共赢,加快构建新发展格局。

中国核电杂志社：如您所言,在“双碳”目标引领下,我国核能也迎来了新的发展机遇,在构建多元化清洁能源体系、构建“双循环”新发展格局将产生重要作用。但我国核能能够承担如此重要的历史使命吗?现在发展到了什么程度,具备了哪些能力?

曹述栋：我国核能已经具备高质量发展的基础与条件,可以在“双碳”目标实现中担负起伟大历史任务,完成时代赋予的光荣使命。之所以这么有底气,是因为我国核能经过长期努力,已经具备以下几个方面的能力:

其一,作为世界上少数几个具有完整的核工业体系的国家之一,我国经30余年的努力,已形成完整的核电产业链,核电实现了规模化发展。截至目前,我国在运核电机组总数49台,总装机容量约5103万千瓦,装机容量位列全球第三;在建机组16台,装机容量1738万千瓦,在建规模世界第一。2020年,我国核能发电量为3662亿千瓦时,发电量达到世界第二,在全国总发电量的占比约为4.94%。

其二,我国核电站运营能力全球领先。多年以来,我国在运核电站的安全水平和运行业绩良好,没有发生过国际核与放射事件分级表(INES)二级及以上的事件或事故;运行水平不断提高,主要运行特征参数好于世界平均水平,一批指标达到世界先进水平。2020年,中国大陆地区核电站有28台机组的WANO综合指数获得满分,占我国核电机组总数的60%,占世界满分机组总数的三分之一。

其三,我国核电站设计和建设水平进入世界前列。目前,我国已经建立起一支专业配置齐全、知识和年龄结构较为合理的核电工程研究设计队伍,形成了比较完善的设计管理和接口控制程序以及质量管理体系,掌握了核电设计核心技术,具备了自主设计建设30万、60万、百万千瓦及以上级别压水堆核电站的能力,也具备同时建造30多台核电机组的工程施工能力。

其四,我国核能自主创新能力显著增强。近年来,我国核能技术水平实现了跨越式发展,核能自主创新能力得到显著提升。这种能力在推动我国核能装备制造升级换代,保障核能安全利用方面发挥了积极作用。集中体现在:形成了自主三代大型先进压水堆技术品牌“华龙一号”“国和一号”以及具有第四代特征的高温气冷堆技术;大力推进先进核技术研发,陆上小型堆、海上浮动堆、四代堆等新一代核能系统研发与国际水平基本同步积极推进核聚变研究,并走在了世界前列,探索开展国际创新合作,参与国际热核聚变实验堆建设。“十三五”期间,一大批关键设备和关键材料相继实现国产化,为后续进一步提升我国核电自主创新能力和国际竞争力提供了强有力的技术支撑;建设了一批国际领先的大型台架和试验设施,培养储备了一批专业技术人才,初步建立起产学研用深度融合的核能科技创新体系和成果转化平台,为行业的可持续发展奠定了坚实基础。

其五,我国核燃料供应及核废物处置处理能力不断增强。集中体现为:已建立起较为完整、自主的核燃料循环产业链,能够支撑核电中长期发展;高度重视和加强资源保障体系建设,积极推进国内开采、海外开发、国际贸易、战略储备“四位一体”铀资源保障体系建设;国内矿地质工作能力不断提高,找矿成果显著;深入推进铀矿冶供给侧结构性改革,关闭一批资源枯竭、安全和技术水平落后的南方小型铀矿山,同时推进北方砂岩型铀矿山建设,铀矿冶规模化集约化、自动化水平显著提升;核燃料加工产业在提升自主创新的同时,进一步巩固产业加工能力,自主化和保障水平进一步提升;坚持闭式核燃料循环政策,提高铀资源利用率,减少需最终处置的高放废物总量;积极推进乏燃料运输、贮存、后处理以及放射性废物处理处置能力体系建设,取得积极进展,实现了乏燃料及放射性废物的安全管理,促进了核能健康可持续发展。

其六,核电装备制造国产化和自主化能力不断提升。通过引进、消化、吸收和创新,我国已经逐步实现了主泵、压力容器、蒸汽发生器、主管道、先进核燃料、核级焊材等核安全关键设备和材料的自主研发和国产化。目前,我国三代自主核电综合国产化率达到90%以上,形成了每年8~10台(套)百万千瓦级核电主设备供货能力。

此外,我国《核安全法》已颁布实施,政策法规体系建设取得了新进展,核能国际合作持续深化,核电发展环境不断完善。综合来看,我国已具备由核能大国向核能强国迈进的基础条件,也必定能够站稳潮头,发挥重要作用,助力“双碳”目标实现。

中国核电杂志社：“双碳”目标是党中央“十四五”及中长期的决策部署,意味着我国更加坚定地贯彻新发展理念,走绿色、低碳、循环发展道路。未来中国核能又将怎样做,才能在确保安全前提下,完成自身积极有序发展,助力“双碳”目标的实现?

曹述栋：发展才是硬道理,打铁还需自身硬。结合中国核能过往建设经验,要实现确保安全前提下的积极有序发展,助力“双碳”目标实现,首先要完善自身,超越自我。应从五个方面来执行:

第一,要坚持底线思维,确保我国核能安全发展。关于核能安全,2014年3月,习近平总书记就曾在海牙国际核安全峰会上提出:“发展和安全并重,以确保安全为前提发展核能事业。”故核安全是核能发展的生命线,始终是头等大事。未来,我国核电发展要形成与碳达峰、碳中和目标相匹配的装机规模,以及沿海内陆均衡发展的空间布局。必须统筹好“发展和安全”的关系,实现好核电安全发展的战略目标。必须要积极思考、预防和应对可能的安全风险挑战。为此,“十四五”及中长期,需要落实核安全责任,加强核安全监管与核安全文化建设,确保核安全万无一失;在应对极端自然灾害等小概率事件方面需具有完善的应对措施,实际消除大规模放射性物质释放的可能性;核能发展的法律、法规还应进一步完善,建立起完整的核电及核燃料循环技术标准体系。

第二,推进规模化发展,提升核能利用经济性。基于我国核能发展已有基础和条件,为保持核电稳定建设节奏,建议核电机型选择以具有自主知识产权的三代大型压水堆为主,批量化建设机组数不少于30台。通过核电项目规模化建设,带动核能完整产业链和相关配套产业优化升级,增强核能全产业链成本竞争优势,降低核电建设每千瓦比投资,使核电电价与其他清洁能源电价相比具有竞争力。有序推动核电布局由沿海省份到内陆省份,在内陆电力负荷较大的地区,适时启动核电项目建设。同时,推动核能全产业链“走出去”,扩大核领域开放合作范围,加快形成国内国际两个市场、两种资源高效联动、互为促进的发展格局。

第三,坚持创新引领,驱动核能高质量发展。中共十九届五中全会提出,坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑。近年来,国内外核能科技创新呈现出新的发展趋势,总体上朝着标准化与型谱化、更好的经济性、满足安全标准和更广泛的用户需求、多领域的交叉融合以及与“大数据”“人工智能”等新技术紧密结合的方向发展。用户场景对核能的需求,也由单一的“电力供应”为主向“综合供能”扩展,供应产品也由纯“电”为主向“热、电、汽、氢、同位素”等多用途方向拓展。

为此,需要立足我国核能技术发展现状,集中力量突破受制于人的关键技术、装备和材料,推动三代核电技术不断优化改进,小堆技术实现型谱化、系列化发展,拓展核能多用途利用领域;开展先进核燃料生产、乏燃料后处理、放射性废物处理等研究,推动一体化闭式循环先进快堆核能系统列入国家重大科技专项;加强核能技术基础研究工作,发展核安全审评的独立验证和认证能力,全面提升核能自主创新能力,带动核能全产业链实现高质量发展。

第四,坚持系统观念,统筹核能全产业链协调发展。当今世界,百年未有之大变局加速演进,打造安全可靠、自主可控的核能产业链,对于实现核能产业高质量发展显得尤为重要。核能发展是庞大复杂的系统工程,必须坚持系统观念,统筹协调好核能发展中内外部方方面面的关系,优化天然铀供应、核燃料生产、核能发电、乏燃料后处理、放射性废物处理处置等各环节的整体布局,同核能装备制造产业和特种核材料产业的发展保持协调的关系。

预计到2030年,我国核电对天然铀需求约3万吨,为确保铀资源安全供应,“十四五”及中长期,需进一步加大国内铀资源的勘探力度,持续提升铀矿采冶开发能力,立足国际国内两个市场两种资源,加大海外开发与并购力度,不断完善天然铀的储备体系。进一步优化核燃料加工产业布局,核心设备、元器件、软件预期实现技术突破,稳步建成闭式循环的后处理产业能力,逐步落实核电站放射性废物的区域集中处置。

第五,加强公众沟通,创造核能发展良好环境。核能的可持续发展离不开公众的理解、参与和支持。做好核科普宣传,营造友好舆论氛围,已经成为核工业健康持续发展的重要基础之一。福岛核事故后,社会公众高度关注核安全,涉核邻避事件的发生频率有上升趋势,核能行业的公众沟通工作面临着全新的挑战。为此,核能行业需要不断从转变沟通方式、创新沟通平台、提升行业沟通能力等多方面努力,致力于建立透明、可参与的核能行业公众沟通长效机制,营造良好的公众沟通社会环境,并加强涉核舆情监测与研判,规范舆情应对机制,快速响应突发事件,发挥权威媒体作用,针对谣言及时辟谣并发布真实信息,将负面舆情的影响控制到最小。

为推动核科普常态化,要经常组织开展主题性、全民性、群众性核科普活动,广泛传播核知识,并将核科学系统知识进入各级学校相关课程。同时,提高党政领导干部的核科学素养,将“向上科普”与公众科普相结合,从多维度提升公众沟通水平,逐步打破“邻避效应”。最后,还需增强核能企业与地方利益的关联度,促进核能项目与地方经济融合发展,这也是核能公众沟通工作不可或缺的重要组成部分。

总而言之,核能是大国能源战略和应对全球气候变化最现实的战略选择。“双碳”目标的提出,对推进全球应对气候变化合作行动、构建人类命运共同体,具有非常现实和重要的意义,也对核能产业未来高质量发展又提出了新的要求。需要核能界全体同仁持续深化对“双碳”目标的理解,全方位评估核能在“双碳”目标下的定位、作用和发展路径。做好这一切,我们有理由相信,中国核能未来发展值得期待。