2010龙船舵手船长典藏:请全面告诉我核动力技术

下 个 世 纪 核 动 力 、 核 科 学 和 技 术 展 望

　　G.G.ANDRADE ， C.RODRIGUES 和 J.GOLDEMBERG

　　40 年 前 ， 人 们 曾 认 为 核 动 力 作 为 一 种 主 要 能 源 的 利 用 前 景 将 是 无 限 的 。 船 舶 推 进 、 电 力 生 产 和 工 业 供 热 是 人 们 非 常 感 兴 趣 的 应 用 ， 并 为 发 展 核 技 术 的 和 平 利 用 进 行 了 巨 大 投 资 。
　　对 于 商 用 船 舶 推 进 来 说 ， 核 技 术 被 证 明 是 能 满 足 需 要 的 ， 但 也 出 现 了 一 些 困 难 。 它 们 主 要 与 港 务 局 所 要 求 的 辐 射 与 安 全 控 制 有 关 。 随 着 时 间 的 推 移 ， 商 用 核 动 力 船 舶 的 灵 活 性 表 现 出 不 如 其 它 动 力 源 船 舶 ， 对 所 考 虑 的 商 用 级 船 舶 而 言 的 成 本 优 势 也 没 有 实 现 。
　　工 业 供 热 应 用 涉 及 若 干 个 工 业 部 门 ， 它 们 对 蒸 汽 的 温 度 和 压 力 条 件 有 特 定 要 求 ， 范 围 从 低 温 地 区 供 热 应 用 到 高 温 钢 、 玻 璃 和 水 泥 加 工 应 用 。 技 术 上 从 轻 水 堆 （ LWR ） 热 回 收 到 相 关 高 温 气 冷 堆 的 研 究 专 门 设 计 有 所 不 同 。 而 且 ， 如 同 船 舶 推 进 情 况 一 样 ， 工 业 供 热 方 面 的 核 应 用 在 技 术 上 证 明 是 可 行 的 ， 但 在 市 场 上 无 法 与 常 规 能 源 相 竞 争 。
　　核 动 力 在 电 力 生 产 方 面 的 情 况 则 不 同 。 70 年 代 到 80 年 代 期 间 全 世 界 的 核 装 机 容 量 增 长 迅 速 。 （ 见 第 44 页 图 。 ）
　　到 90 年 代 中 期 ， 核 电 在 总 发 电 量 中 的 比 例 超 过 了 17% ， 与 水 电 的 比 例 大 致 相 同 。 核 电 用 了 30 年 的 时 间 达 到 了 这 一 水 平 ， 是 水 电 达 到 这 一 比 例 所 用 时 间 的 1/3 。
　　核 电 在 70 年 代 初 具 有 竞 争 力 的 其 它 证 据 可 以 通 过 比 较 几 种 能 源 发 电 百 分 比 加 以 说 明 。 （ 见 第 44 页 表 。 ） 从 1973 年 到 1993 年 ， 核 电 的 比 例 增 长 了 10 倍 ， 而 另 一 种 增 长 迅 速 的 燃 料 — — 天 然 气 ， 在 总 发 电 量 中 的 比 例 只 增 加 了 一 倍 。
　　进 一 步 研 究 这 些 数 据 ， 可 以 很 明 显 地 看 出 尽 管 核 电 的 增 长 率 给 人 留 下 了 深 刻 的 印 象 ， 但 在 这 段 时 间 内 它 的 增 长 是 不 平 衡 的 。 在 某 些 情 况 下 ， 政 府 的 政 策 和 财 政 补 贴 在 这 一 过 程 中 起 到 了 一 定 的 作 用 。 另 外 ， 有 关 核 动 力 应 用 的 一 些 地 区 性 因 素 变 得 越 来 越 明 显 了 。
　　将 来 会 怎 么 样 ？ 基 于 历 史 数 据 和 IAEA 的 预 测 ， 能 够 根 据 几 种 假 设 对 核 电 的 将 来 比 例 进 行 估 计 。 本 文 中 对 核 电 在 动 力 生 产 中 的 比 例 的 预 测 是 以 假 设 直 至 2020 年 期 间 低 增 长 情 景 为 基 础 的 。
　　历 史 数 据 清 晰 地 表 明 ， 从 1985 年 年 中 开 始 核 电 的 发 展 开 始 下 降 。 （ 见 第 45 页 图 。 ） 预 测 的 结 果 是 核 电 的 市 场 份 额 可 能 从 1997 年 的 16% 以 上 下 降 到 2010 年 的 13% 。 （ 见 第 45 页 表 。 ）
　　从 短 期 来 看 ， 核 电 下 个 世 纪 在 总 发 电 量 中 仍 将 占 有 较 小 但 非 常 重 要 的 比 例 。 它 的 比 例 预 计 与 水 电 的 相 当 ， 这 也 表 明 水 电 从 长 期 来 看 在 市 场 的 份 额 将 呈 持 续 下 降 趋 势 。

　　各 地 的 现 实 情 况

　　了 解 这 一 下 降 预 测 背 后 的 原 因 对 于 全 面 分 析 这 一 趋 势 至 关 重 要 。 为 了 清 晰 地 勾 勒 出 核 电 的 真 实 情 况 和 未 来 预 测 情 景 ， 我 们 在 亚 洲 、 拉 丁 美 洲 和 非 洲 对 11 个 国 家 进 行 了 现 场 研 究 ， 那 里 当 地 的 现 实 情 况 是 ， 决 定 是 强 制 规 定 的 。
　　正 如 我 们 所 知 ， 对 核 动 力 在 发 电 方 面 的 推 广 应 用 的 系 统 化 历 史 分 析 得 出 了 一 个 明 确 走 势 ， 从 50 年 代 在 美 国 建 造 第 一 座 核 电 站 开 始 转 向 在 欧 洲 以 及 其 后 在 亚 洲 建 造 若 干 新 的 核 电 站 。

　　这 一 走 势 背 后 的 一 些 原 因 是 ：

　　■ 50 年 代 美 国 在 发 展 商 用 核 技 术 方 面 居 于 领 导 地 位 。 在 随 后 的 几 十 年 里 ， 核 动 力 的 竞 争 性 是 有 意 识 地 促 进 的 ， 因 为 人 们 认 为 这 种 新 资 源 代 表 着 一 种 技 术 突 破 ， 为 以 非 常 低 的 成 本 生 产 能 源 促 进 多 种 应 用 提 供 了 机 会 。
　　■ 欧 洲 国 家 的 兴 趣 不 断 提 高 。 70 年 代 ， 核 技 术 的 领 导 地 位 转 向 了 欧 洲 ， 核 动 力 被 缺 少 化 石 燃 料 供 应 的 国 家 当 作 一 种 重 要 的 替 代 能 源 。 这 是 那 十 年 与 石 油 禁 运 有 关 的 能 源 危 机 造 成 的 结 果 。
　　■ 亚 洲 国 家 的 发 展 很 显 著 。 90 年 代 ， 动 力 生 产 的 技 术 领 导 地 位 有 向 亚 洲 转 移 的 趋 势 ， 其 中 以 日 本 为 中 心 。 核 动 力 被 认 为 是 一 种 高 成 本 的 发 电 方 法 ， 但 它 有 利 于 减 轻 对 材 料 供 应 和 能 源 进 口 的 依 赖 。 长 期 燃 料 供 应 可 以 通 过 后 处 理 或 其 它 替 代 工 艺 技 术 来 保 证 。 因 此 核 动 力 几 乎 成 了 “ 国 家 资 源 ” ， 即 使 在 一 些 自 己 没 有 铀 资 源 的 国 家 也 是 如 此 。 除 了 要 获 得 廉 价 能 源 供 应 这 一 问 题 之 外 ， 还 出 现 了 其 它 一 些 关 键 问 题 ， 如 供 应 的 多 样 化 和 能 源 资 源 的 长 期 控 制 。 只 要 附 加 成 本 合 理 ， 这 些 问 题 为 核 动 力 提 供 一 个 优 越 条 件 。

　　这 些 不 断 变 化 的 趋 势 和 对 具 体 国 家 而 言 的 核 动 力 的 预 期 重 要 性 认 识 均 表 明 ， 未 来 的 趋 势 难 以 估 计 。 这 次 现 场 研 究 得 出 主 要 结 果 是 证 实 了 如 果 要 对 未 来 能 源 需 求 作 出 恰 当 的 预 测 ， 则 对 当 地 现 实 情 况 了 解 是 一 个 关 键 因 素 。
　　如 果 不 能 在 全 球 范 围 内 对 能 源 的 竞 争 性 进 行 评 估 ， 那 么 必 须 在 地 区 或 区 域 一 级 对 其 进 行 评 估 ， 当 涉 及 核 能 时 则 尤 为 如 此 。 为 了 分 析 一 种 技 术 （ 如 核 能 ） 应 用 的 最 可 能 的 过 程 ， 需 要 了 解 当 地 持 股 人 的 意 见 和 尽 可 能 倾 听 不 同 的 和 不 一 致 的 意 见 。

　　关 于 核 动 力 发 展 趋 势 的 现 场 研 究 结 论 表 明 ， 不 同 的 国 家 情 况 各 异 ， 其 范 围 包 括 ：
　　■ 没 有 明 确 的 核 动 力 计 划 的 国 家 。 没 有 任 何 把 握 谈 论 将 来 原 子 能 可 能 对 电 力 生 产 的 贡 献 。 泰 国 和 印 度 尼 西 亚 就 属 于 这 种 情 况 。
　　■ 核 动 力 的 份 额 日 益 下 降 的 国 家 ， 如 阿 根 廷 、 墨 西 哥 和 南 非 。
　　■ 核 动 力 的 份 额 小 但 在 不 断 增 长 的 国 家 ， 如 巴 西 、 中 国 和 印 度 。
　　■ 核 动 力 的 份 额 大 并 且 保 持 较 大 份 额 的 国 家 ， 如 韩 国 。

　　这 些 不 同 的 情 况 表 明 ， 核 动 力 在 未 来 很 长 的 一 段 时 间 内 将 存 在 不 同 程 度 的 应 用 。 许 多 年 来 ， 致 使 各 国 选 择 核 电 站 的 原 因 发 生 了 重 大 的 变 化 ， 但 没 有 人 怀 疑 在 可 预 见 的 将 来 国 际 社 会 仍 将 利 用 这 种 技 术 来 发 电 。
　　尽 管 核 动 力 没 有 达 到 它 的 潜 力 ， 但 它 作 为 一 种 基 于 科 学 和 技 术 的 长 期 的 和 多 样 性 的 能 源 来 源 ， 仍 保 持 了 其 在 满 足 能 源 需 求 中 的 地 位 。 这 是 在 考 虑 核 动 力 应 用 对 某 个 特 定 国 家 的 作 用 时 需 要 强 调 的 一 个 关 键 因 素 。
　　更 重 要 的 是 ， 需 要 了 解 核 动 力 所 基 于 的 核 科 学 是 在 医 学 、 农 业 、 工 业 、 科 学 和 其 它 领 域 的 所 有 其 它 和 平 核 利 用 中 所 通 用 的 ， 这 使 这 种 技 术 的 全 部 影 响 延 伸 到 社 会 。 在 美 国 ， 19 92 年 的 一 项 研 究 发 现 ， 与 核 科 技 有 关 的 非 动 力 和 平 应 用 每 年 涉 及 3570 亿 美 元 经 费 和 370 万 个 相 关 工 作 职 位 ， 其 中 160 万 个 直 接 与 核 领 域 有 关 。 这 项 研 究 还 表 明 ， 美 国 非 动 力 核 应 用 工 业 似 乎 比 核 动 力 工 业 规 模 大 4 倍 多 。 这 反 映 了 几 乎 所 有 从 事 核 科 技 的 国 家 所 经 历 的 方 式 。
　　对 核 动 力 早 期 预 测 的 下 降 和 市 场 因 素 对 能 源 决 策 的 直 接 影 响 似 乎 已 使 核 动 力 的 发 展 达 到 不 能 再 前 进 的 地 步 ， 但 这 些 以 及 其 它 因 素 也 促 使 人 们 相 对 核 能 在 电 力 生 产 和 其 他 利 用 方 面 的 具 体 优 势 和 局 限 对 核 能 所 有 和 平 应 用 进 行 更 认 真 的 研 究 。