​核电到底是不是清洁能源？

核电到底是不是清洁能源？

以下文章来源于工信头条 ，作者孟醒

导读

前有切尔诺贝利核灾难，后有福岛核泄漏，再加上时不时传来的反核声音，核电到底是不是清洁能源一直遭到质疑。那么，核电到底是不是清洁能源？

文章来源

本文由「工信头条」孟醒原创首发，数字化企业经授权发布。

我们从几个层面试着来回答。

01

核电来自哪里？

从核电的来源来看，核电来自核能。核能是什么？就是原子核结构发生变化时释放出的能量，也可以称为原子能。核能一般分为三种：核裂变能、核聚变能和核衰变能。

核裂变能是铀-235原子核在中子作用下，分裂成两个或三个原子序数较小的原子核时释放出的能量；核聚变能是氘、氚原子核在一定条件下聚合成氦原子核时释放出的能量；核衰变能是放射性核原子衰变所释放出的能量。

目前的核电就来自核裂变能。随着技术的进步，人们对核裂变能的管控已发生了巨大变化。实验中的核聚变能发电一旦投入商业应用，就可以从根本上解决乏燃料的放射性问题。实际上，我们日常享受着的阳光就是核聚变能，不必谈“核”色变。

华龙一号（第三代核电技术）全球首堆

02

核电是否符合清洁能源标准？

狭义上，清洁能源是不排放二氧化碳等有害气体，不污染环境或较少污染环境的能源。目前，光电、风电被列入清洁能源并没有争议，核电则不同。这是对核电应用、发展及其特性缺乏了解造成的，或者说是对于核电科技的进步不了解造成的。

和光电、风电一样，核电并不产生有害气体，对这一点是有共识的。对于不污染环境这样的标准，从整个产业链条来看，光电、风电较少污染环境，只是某一环节以及某种程度上，核电事故的不良影响广为熟知而已。

目前的环境污染（包括酸雨）以及地球温度升高等问题，大部分是使用化石燃料引起的。举例来说，一座100万千瓦的火电厂每年要烧300万吨煤，不仅产生大量二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等，而且产生大量煤灰。核电并不排放SO2、氮氧化物等污染物和CO2等温室气体，因此，可称为清洁能源。

广义上，清洁能源是可持续发展的能源。世界上已探明的铀储量约490万吨，钍储量275万吨，根据国际原子能机构的估算，这些铀钍资源可供全世界核电站使用50年以上，足够接续化石能源，支撑到人类掌握新的能源技术被创造出来为止，如核聚变能。

而核聚变所需燃料主要是氘和锂，海水中氘的含量为0.034g/L，据估计地球上总的水量约为138亿亿立方米，其中氘的储量约为40万亿吨，地球上的锂储量有2000多亿吨，锂可用来制造氘，足够人类在聚变能时代使用。

03

核电因具备放射性

就不是清洁能源了吗？

一方面，核电的放射性是被严格控制的。另一方面，物质的放射性并不只存在于核电能源上，而是广泛存在于地球及宇宙空间，如宇宙中的射线，地球上的大量天然放射性核素：钾K-40、钍Th-232、铀U-235、铀U-238等十余种，以及它们衰变的多种产物，如铅Pb-210、钋Po-210、镭Ra-226等。核裂变产物中的放射性核素主要有17种，如氪Kr-85、碘I-131等，只占自然环境有效剂量的0.08%以下，相比于地球本身存在的放射性有效剂量的92.1%，以及旅行和辐射医疗所占的7.2%。可知，核电厂放射性的影响极其微弱。

由此，否定核电是清洁能源，不论是在客观上，还是在理论上，都是没有说服力的。

同样，核电放射性半衰期的长短也难以成为否认核电是否清洁能源的依据。因为，描述某种核素的放射性大小有四大要素，即放射性强度、射线形式能量、核素质量含量、半衰期。其中，半衰期越长，放射性强度和能量越低。

实际上，核电反应堆燃料和乏燃料中的核素主要是U-238和U-235。它们属天然放射性核素，并不是核反应产生的新放射性物质。不再能用于发电的乏燃料是要经过处理之后，再封装深埋的。经过处理，乏燃料中的铀可去除99.8%，钚可去除99.6%～99.9%，其他锕系也可逐一分离出去。就在此后的10～20年间，核素继续大幅度衰减。

04

核电技术的进步能杜绝核事故吗？

至今，60余年的核电技术一直在进步中，期间出现的重大事故已成为技术进步的阶梯。从核电技术的发展阶段来看，核事故发生的机率在逐步降低，安全性大幅提升。

从第一座核电站建成至今，核电技术已发展到第四代。

◉ 第一代核电技术（1954-1965年）属于研究探索期。即使投入商业应用，仍是试验原型堆。总体上比较粗放，设计上粗糙，结构上松散。虽然机组发电量一般在30万千瓦以下，但整个体积相当庞大。相关安全标准也不系统、不规范，缺少科学性。不仅安全隐患较多，而且发电成本也较高。这一代技术是对裂变能发电可行性的验证，目前，这代核电站已基本退役。

美国三里岛核电站

◉ 第二代核电技术（1966-1980年）属于快速发展期。这一时期，正值全球石油危机爆发，导致世界核电发展进入快速发展期。第二代核电技术在第一代核电技术的基础上实现了商业化、标准化运作，安全性能有大幅提升，核反应堆的类型有压水堆、沸（冷）水堆和重水堆等多种类型。单机功率从第一代的不到30万千瓦提升到千兆瓦级。也因此，美、苏、日和西欧各国均制定了庞大的核电规划。同时，美国三里岛核电站事故和苏联切尔诺贝利核电站事故都发生在这一时期。正是因为事故又催生出第二代改进型核电站，在原设计上增设了氢气控制系统、安全壳泄压装置等。我国在运及在建的绝大部分核电机组都属于改进型，设计上引入了概率安全分析，采用数字化仪控设备，提高电厂事故应对响应能力等措施。使得我国核电厂的安全水平优于国际普遍在运的二代机组。

◉ 第三代核电技术（1981-2000年）进入发展平台期。受苏联切尔诺贝利核事故影响，西方国家调整核电政策，甚至出现弃核趋势，此一时期发展速度明显减缓。但在亚洲，发展速度并没有减缓的迹象。第三代核电技术吸收第二代核电设计和运行经验，结合新技术，在安全理念、安全方法和安全要求上进行了创新，安全性更高、经济性更好，非能动安全系统严密，应对严重事故的措施到位, 堆芯熔化和放射性物质大量释放的风险进一步降低。先进压水堆型核电站成为主流，技术类型上以美国的AP1000和法国的EPR为代表。我国在浙江三门和山东海阳等地建造的第三代核电站，引进的就是AP1000等技术。

◉ 第四代核电技术，是以2000年美国首次提出的第四代反应堆计划为标志的，预计在2030年左右进入商用。其在经济性（如燃料增值）、安全性、可持续发展、核废物减少并有效处理，以及防止核扩散等方面均出现重大进步。

仅从安全性上来说，严重事故概率已从二代技术的10-4/堆年，降至三代技术的10-5～10-6/堆年，大量放射性外泄概率降至10-7～10-8/堆年。在应对突发事件上，如应对自然灾害（地震、海啸等）以及人为攻击上增加了防护设备与措施。

总起来说，核电技术的进步，足以保障核电的清洁能源属性。全球核电发展尽管经历了一段缓慢发展时期，但螺旋式发展趋势并没有改变。

鉴于世界石油能源紧张、电力需求上升、温室气体减排压力增加、“双碳”目标确立，随着核电技术进步促使核电安全运行情况持续改善，以原本停止发展核电的欧洲重启核电站建设为标志，核电进入一个全新的发展阶段。我国也传出积极信号，9月13日的国务院常务会议，核准了福建漳州二期和广东廉江一期核电项目。这就是说，核电已进入新的恢复发展期，这也与核电的清洁能源属性息息相关。

建设中的福建漳州核电站

关键的是，按照目前全球能源消费水平测算，地球上可供原子核聚变的氘和氚，能供人类使用上千亿年。这也为人类的外太空探索，提供了清洁能源发展方向。而核聚变技术被认为是解决人类能源问题的新手段甚至是终极手段，目前的难题有可能被新材料与新设计所攻克。当然，其他领域的技术探索同样重要。