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董保同:沒有自主可控的核燃料工業,就沒有核電站的“中國芯”

來源:中國核工業 發布日期:2022-07-13

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核燃料是核工業的“糧食”,核燃料循環產業是核工業發展的重要基礎。


經過60余年的自主創新和改革發展,我國核燃料循環產業已在多個關鍵領域實現從“零的突破”到“國際先進”的跨越。當前,世界核電主要大國都積極發展核能產業,并重塑核能競爭優勢地位。面對錯綜復雜的國際環境,我國核能產業也迎來了新的歷史發展機遇期。截至2022年6月,我國在運核電機組54臺(含高溫氣冷堆),在建及核準核電機組23臺,在運核電各項性能指標位于世界前列,在建核電規模世界第一。2021年核電發電量占全國累計發電量的5.02%。作為核能“糧食”的核燃料直接賦能核能發展,為國民經濟發展提供了有力保障。


如何確保核燃料安全穩定供應,更好支撐核產業發展,國家原子能機構于6月27日在京舉辦2022年第二季論壇,與會專家學者圍繞“核燃料賦能發展”主題深入交流,為核燃料循環產業發展建言獻策。


核燃料如何賦能發展?黨的十八大以來,我國核燃料循環產業都取得了哪些顯著的成績?目前還存在哪些薄弱環節?核燃料循環產業國際合作情況如何?下一步有哪些舉措?就以上相關問題,國家原子能機構副主任董保同在接受媒體采訪時給出了回答。


01


核燃料是高科技產業,附加值很高


記者(以下簡稱“記”):此次論壇的主題是“核燃料賦能發展”,請您談一談,為什么確定這個主題,是怎么考慮的?


董保同(以下簡稱“董”):這次論壇選擇“核燃料賦能發展”主題,是進行了認真考慮的。大家平時對核電接觸得多一些,但對整個核燃料工業的關注則比較少。這次論壇主題最主要的考慮有兩個:一是新時代的核能產業發展確實對核燃料循環產業發展提出了新的需求;二是國際形勢的變化也對核燃料循環產業發展提出了新挑戰,尤其是在當前的國際形勢下,供應鏈安全還存在一些風險。在這個背景下,國家原子能機構作為核工業主管部門,核行業協會、企業都要更多地關注這個戰略性產業。


記:核燃料如何賦能國民經濟發展?


董:為什么講核燃料賦能?核燃料是核工業的“糧食”,民以食為天,“手中有糧,心中不慌”。核燃料循環產業地位特殊,是高科技戰略性產業,是核工業發展的根本和核心,是支撐核工業發展的重要物質和技術基礎。核燃料還有一個特點,就是通過后處理,能夠提高鈾資源的利用率。壓水堆中鈾資源的利用率只有1%,經過后處理,進入快堆中使用,理論上可以達到60%。所以,核燃料不僅僅是“糧食”的概念,也是高能量密度的、特殊的、寶貴的戰略資源??梢哉f,如果沒有核燃料,核能根本不存在;如果沒有自主可控的核燃料工業,我們的核電站是沒有“中國芯”的。有了核燃料循環產業,核工業的體系才可以真正地為國民經濟發展發揮重要作用。


記:具體體現在哪些方面?


董:從一些數據上看,火電煤電的成本中燃料占80%,而核燃料占核電的成本只有不到20%。如果按照去年核電的發電量4000多億千瓦時、每千瓦時4毛多計算,是2000億人民幣的概念,那核燃料加工制造環節創造的產值就是幾百億人民幣。核燃料產業規模并不大,從業人數也不多。前幾天我去了北方核燃料元件廠,剛好見證了重水堆核燃料元件生產線第20萬支燃料棒束下線。在現場可以看到,核燃料元件生產線自動化、數字化程度很高,車間真正的一線工作人員很少。核燃料加工是高科技產業,附加值很高,對整個核能產業支撐作用非常大。

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董保同接受記者專訪


02


核燃料產業已在多個領域


實現從“零的突破”到“國際先進”的跨越


記:黨的十八大以來,我國核燃料循環產業取得了哪些顯著的成績?現在的整體水平怎么樣?


董:總體說,經過60余年的自主創新和改革發展,我國核燃料循環產業已在多個關鍵領域實現從“零的突破”到“國際先進”的跨越。特別是黨的十八大以后,我國核燃料產業發生了質的跨越。


核燃料產業是典型的鏈式產業,產業鏈條長。我們所說的前端包括鈾地質勘探、采冶、鈾純化轉化、鈾濃縮、元件制造,后端包括乏燃料后處理、核設施退役與放射性廢物處理處置。目前,我國在核燃料循環的主要環節總體上掌握了技術,特別是在前端,具備較強的競爭力,但后端還存在一些薄弱環節。


核燃料循環產業取得的成績是顯著的。自主研發了第三代采鈾技術,掌握了先進的鈾純化轉化技術和鈾濃縮技術,核燃料元件自主品牌形成了系列化,核燃料后處理放化科研設施建成投運,退役治理技術實現工業應用,高放廢物地質處置地下實驗室開工建設,許多環節技術指標達到國際先進水平。


6月23日,遼寧紅沿河核電站6號機組投產。這是我國投運的第54臺核電機組。我國核能產業發展已進入規模發展的新階段,無論是天然鈾純化轉化、核燃料元件制造,還是鈾濃縮產能都可以滿足我國核電發展的需要。

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遼寧紅沿河核電站6號機組外景


我國核電規模從2012年到2021年產能翻了約兩番,我國核燃料工業規模按照“動態平衡、適度超前”原則,也翻了一番多,這在我國整個經濟發展當中還是比較快的,并且我國核燃料產業始終堅持安全綠色發展。


總體上,我國的核燃料產業是可靠的、自主的,核燃料供應鏈是安全穩定、有保障的。


下一步為適應核電國內發展和“走出去”的需要,制定了“一二三”的發展思路,將圍繞建成有國際競爭力的先進核燃料工業這一總體目標,聚焦科技創新和管理提升兩個關鍵環節,在優化布局、數字化轉型、綠色發展方面持續發力,現在正朝著建設與核工業強國相適應的具有強勁國際競爭力的先進核燃料產業方向努力。


03


博采眾長,我們會走得更好


記:我國核燃料元件自主品牌形成了系列化。請您具體談一談我國自主化元件研制情況?


董:通過引進、消化、吸收,我國核燃料元件制造技術已達到國際先進水平,產能進入世界第一方陣。目前我國現有的核電站中,絕大部分燃料元件都是我們自己的燃料廠制造的。當然在設計和材料上還存在一些薄弱環節。針對這些薄弱環節,我們大力支持自主核燃料元件的研發工作,也部署了先進核燃料包括耐事故、環形等新型燃料的研發。目前通過入堆考驗、數據積累,完全自主的核燃料元件的研發已經取得了重要突破,需要的是規?;耐茝V應用。所以后續完全自主的新的產能一定要盡快上來。


我這次去北方核燃料元件廠,看了幾種燃料元件生產線后,很受啟發。比如在有的燃料組件設計中,同一個堆芯里面有好幾種豐度的燃料,可以使堆芯的功率分布更優化,如果用燒煤球來比擬,就是可以燒得很透。那么同樣的裝料出力出得就更多。我們這幾十年最大的成就就是,一直在干,一直在提高,一直在學習。所以說,還是要保持一種開放的心態、學習的心態,博采眾長,我們會走得更好。


04


與法國、俄羅斯相比,還有一定的差距


記:您剛才提到,核燃料循環后端的環節比較薄弱,我國后端發展的情況如何?您如何看待后端產業的發展?


董:與前端相比,我國后端起步比較晚,相對弱一些。但這些年,特別是黨的十八大以來,我國后端產業也取得了一些新的成績,有了很大的發展。但我國在成熟的商用后處理能力方面,與法國、俄羅斯相比,還有一定的差距。


關于核電站乏燃料后處理,國際上觀點不盡一致。我國堅持核能發展“三步走”戰略,確立了后處理閉式循環的技術路線,今后還要發展快堆。我認為,要成為一個核工業強國,我們應該掌握這個技術,應該有這個能力,只有干,才能慢慢地把成本降下來。


05


我們也成了世界核燃料元件的出口商


記:面對目前國際復雜的形勢,我國在核電“走出去”之下的核燃料產業發展和國際合作方面近年來有哪些進展?


董:我國核燃料產業的發展得益于國際合作。中法、中俄、中加、中美核能合作中都包括核燃料合作。近些年我國核燃料元件發展也已經進入了一個新層次,完全自主的核燃料組件已出口巴基斯坦卡拉奇核電站。


我國積極投資海外市場,與非洲、亞洲多個鈾資源大國合作開發鈾資源項目。特別值得一說的是與哈薩克斯坦的合作。哈薩克斯坦是世界天然鈾第一大產鈾國,中哈開展核能戰略合作,中方除了購買哈薩克斯坦的天然鈾外,合資建設的燃料元件生產線去年已經投產。通過視頻,我當時參加了投產儀式。哈薩克斯坦的朋友很高興,“我們也成了世界上先進核電站燃料元件的出口商”。


隨著中國核電“走出去”,下一步還會有更多的合作機會,這些項目也會帶動核燃料“走出去”,未來核燃料的國際合作會進一步的拓展和深化。


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