在气候治理与能源安全格局深刻变革的背景下,核能作为低碳可调度基荷能源的战略价值愈发凸显。安全、高效、规模化发展的核电技术,将是解决我国乃至全球能源问题的重要路径。据国际能源署(IEA)测算,若要实现《巴黎协定》控温目标,全球核电装机需在2050年前翻番,贡献全球约25%的低碳电力,核聚变能技术、小型模块化反应堆(以下简称“小堆”)技术将成为下半世纪能源转型的关键变量。
日前,中国工程院院士、中国物理学会副理事长李建刚在“好望角科学沙龙”上表示,核聚变能是能源革命的关键方向,可以为人类社会提供绿色、安全、近乎无限利用的能源。基于我国磁约束聚变能发展的技术路线图,我国已明确磁约束聚变能发展“三步走”路线,即从聚变实验装置、聚变实验堆,再到工程示范堆,最终迈向原型电站。
李建刚透露,我国紧凑型聚变能实验装置计划于2027年建成。我国聚变工程示范堆(CFEDR)已启动方案设计,将瞄准建设世界首个聚变示范电站。我国聚变工程示范堆将完成从国际热核聚变实验反应堆(ITER)到聚变原型电站之间的技术过渡和工业实践。
中核集团原副总工程师田佳树认为,核电是“双碳”目标下替代煤电的最佳选择之一。根据现行目标,到2025年底,我国在运核电装机将达到6500万千瓦左右。预计在政策和市场双重驱动下,我国核电装机规模将持续提升。未来二十年内有望完成实验堆和示范堆环节,并在商业堆环节进行探索,增强市场接受度。不过,要实现这一过程,还需要解决材料、成本和工程化等方面问题。
聚变堆、小堆是当下研发和投资热点。相对于聚变技术处于科学验证与工程探索的起步阶段,小堆技术走得更快、更远,已经驶入发展“快车道”。根据国际原子能机构(IAEA)的统计数据,2050年全球核能将突破11亿千瓦,其中小堆将占核电总装机容量的1/4,发展空间广阔。
与大型核反应堆相比,小堆具有建造周期短、单机投资低、厂址适应性强等特征,还因其体积小、固有安全性高、功率比大、适应性好、核废物产生量少、退役成本低等特点,受到日益广泛的关注。
田佳树表示,未来10年是小堆开发验证和推广的重要窗口期。小堆有近百种设计方案,涵盖多种反应堆技术,包括水冷、气冷、液态金属冷却和熔盐冷却反应堆。我国已建成全球首个第四代特征的球床式高温气冷堆,并有希望率先建成全球首个陆上小型压水堆“玲龙一号”。4月中旬,“玲龙一号”小型堆主泵成功吊装就位,标志着“玲龙一号”进入系统安装关键期,为后续机组调试打下坚实基础。
随着新一代信息技术快速发展,未来小堆将迎来更为广阔的应用场景。田佳树认为,到2030年,我国数据中心的耗电量将达到400太瓦时,是2020年的两倍。预计未来,DeepSeek等爆火将带来整体AI应用生态繁荣和对算力更大的需求。小堆在数据中心供能、园区综合能源供应、替代退役煤电等方面有着广阔的商业前景,并有望于2030年左右实现小堆商业示范。
李建刚表示,人类社会要从以化石能源为主的结构,向以绿色清洁能源为主过渡,预计到下世纪末替代化石能源。这期间,所有清洁能源技术都值得大力发展,其中既包括核聚变技术,也包括核裂变技术。
投资公司中科创星创始合伙人米磊表示,小型模块化反应堆与可控核聚变的协同发展,将成为人类能源革命的“双引擎”。既要立足当下,通过小堆实现核能安全发展的“确定性”,也要投资未来,依托可控核聚变打开对于未来无限能源的想象空间。在这个过程中,还需要政策的支持、资本的投入和公众的理解,多方共同推动核能成为可持续发展的重要一环。
