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核能与氢能何时进入先进高效时代

时间:2023-08-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:ADS具有潜力,在产能过程中产生很少量的核废物。但他们认识到,传统的ADS方案在经济性上缺乏竞争力且技术挑战巨大,因此原创性地提出了“加速器驱动先进核能系统”这一全新概念。詹文龙表示,目前已完成了一系列实验室模拟原理验证实验并取得了突破性进展。“2050年我们将会迎接氢能时代的到来,到时将形成10万亿元的产业规模。”

核能与氢能何时进入先进高效时代

1999年,“973”项目“加速器驱动的洁净核能系统的物理和技术基础研究”开始启动实施。与此同时,中科院重点支持了超导加速器的技术和抗辐射材料的研发,结合院内相关所的优势部署了重大项目“ADS”的前期研究。

ADS实际上是加速器和反应堆的“结合体”。中科院近代物理研究所研究员杨磊说,ADS可将嬗变危害环境的长寿命核废物变为短寿命核废物,以降低放射性废物的储量及其毒性。ADS具有潜力,在产能过程中产生很少量的核废物。

2011年,中科院提出了我国ADS发展路线图:第一阶段为原理验证阶段,即建立加速器驱动嬗变研究装置;第二阶段为技术验证阶段,即要建立加速器驱动嬗变示范装置;第三阶段为工业推广阶段。

同年,中科院启动战略性先导专项“未来先进核裂变能——ADS嬗变系统”,旨在通过三个阶段的研发,自主发展ADS从试验装置到示范装置的全部核心技术到系统集成技术。

经过六年多时间,ADS专项高质量地完成了各项研究任务,取得了一批阶段性重大进展。到2017年底项目结题时,其关键技术已走到了国际前沿。

但他们认识到,传统的ADS方案在经济性上缺乏竞争力且技术挑战巨大,因此原创性地提出了“加速器驱动先进核能系统(ADANES)”这一全新概念。

ADANES是集核废料的嬗变、核燃料的增殖以及核能发电于一体,具备固有防核扩散特性的先进核燃料闭式循环技术,可将铀资源利用率由目前的不到1%提高到超过95%,处理后核废料量不到乏燃料的4%,放射寿命由数十万年缩短到约500年,这将是一种清洁的核能。

“不光做嬗变,把毒物减少,同时提高核资源的利用率,使燃料增值过程中还能正常发电。”詹文龙表示,目前已完成了一系列实验室模拟原理验证实验并取得了突破性进展。(www.xing528.com)

2015年12月,国家发改委正式批准“加速器驱动嬗变研究装置(CIADS)”立项。这个大科学工程得到了国家、地方、企业和中科院的多方支持,预计到2023年能够完成初步装置建设,到2030——2032年可以做出ADANES示范装置,往产业化推广。

詹文龙说:“到那时候,核电站就变成很理想的了。燃料进来,强放射性核废料不用送出去,只要在核电站内部再生,进的燃料少,排出的废物也很少。”

2018年2月,在北京举办的中国电动汽车百人会年会上,中国工程院院士干勇表示氢能将成为传统能源的核心,有助于实现规模化的愿景。目前,整个产业已经显现。“2050年我们将会迎接氢能时代的到来,到时将形成10万亿元的产业规模。”

他说,未来化石燃料时代向绿色能源时代的转变,主要体现在两个转变方式上:一是化石能源消耗向绿色能源再生转变,另一个则是从高碳燃料向低碳燃料转变,其本质都是燃料的加氢减碳过程。

目前,全世界的电源中40%来自煤炭,中国则64%的电源是煤炭,核电只占2%,太阳能4.7%,风电占9.3%,水电占20%,因此在可再生能源的开发方面,中国相比其他国家有更强大的动力。

“但是,风电和光伏的问题在于其不可预测性、不稳定性,所以肯定要储能一部分。而氢能具有投入成本低、环境友好等特征,还可以被永久储存、传输到任何地方。”干勇介绍说,氢能是一种可再生、高能、高效的能量载体,存储、转换都很自如,而且是零排放。欧洲率先开始了可再生能源制氢。在我国,以神华国际能源投资集团为代表的央企在氢能和燃料电池领域都在积极布局。

干勇认为,发展氢能产业是能源结构调整和产业结构转型的必由之路,人类必须朝这条路上走。用电和氢做储能的载体,将是一种投资成本低、环境适应强的最佳方式。“燃料电池汽车、分布式发电、热电联供和无人机等等,大量的装备都可以使用氢能。因此,未来氢能将成为主动力。”

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