核能“三步走”船到中流
——力争2035年前实现一体化快堆工程示范
“‘热堆—快堆—聚变堆’核能‘三步走’战略，是我国核能事业发展的国家战略，是推进核强国建设的总体路线，需要全行业和社会各界齐心协力推动落实。”在日前召开的核能“三步走”院士论坛上，中国核工业集团有限公司党组书记、董事长余剑锋表示。
核能“三步走”战略于1983年提出，其核心内容是解决我国核能可持续发展、核燃料长期安全有效供应的问题。
近年来，按照核能“三步走”的发展脉络，我国在热堆、快堆以及可控核聚变领域均取得了不同程度的进展，为我国核能产业发展注入了强劲动能。“核能‘三步走’战略提出四十多年来，我国核能事业从无到有、从小到大、由大向强加快发展，实现了历史性跨越。”余剑锋表示。
快堆与热堆相比
可极大提高铀资源利用率
“核能‘三步走’是核能发展的必然规律。特别是在核能大规模发展的形势下，更需要坚持核能‘三步走’发展战略。其中的关键是可以解决核能可持续发展和核燃料长期安全有效供应问题。”中国工程院院士叶奇蓁表示。
目前我国热堆技术日臻成熟，热堆在核能发电中的占比达到90%以上，是近中期我国核电发展的主力堆型，将在支撑我国“双碳”目标实现、优化能源电力结构、建设新型能源体系中发挥重要作用。
不过，叶奇蓁坦言，热堆反应主要原料为铀-235，但铀-235在天然铀中的比重仅为0.7%左右，绝大部分自然界中的铀资源没有得到利用。“快堆与热堆相比，可充分利用天然铀中占比达99.3%的铀-238，极大提高铀资源利用率。”叶奇蓁解释称。
此外，快堆具有嬗变功能，可在堆内消耗长半衰期、高放射性核素，实现放射性废物最小化，解决核废料处理等难题，是实现核能大规模可持续发展的重要选择。
“因此，无论是为了实现循环经济，提高铀资源的利用率，还是嬗变高放、长寿命核废物，都需要发展快堆技术。”叶奇蓁表示，“及时启动核能‘三步走’战略的第二步是摆在我们面前的战略任务。为此必须抓紧大型快堆工程的研发和建设，以及压水堆乏燃料后处理大厂的研发和建设。”
发展快堆并不意味着放弃热堆。核能“三步走”不分先后，需要实现并行发展、接续发展。
叶奇蓁认为，总体来看，我国核能发展处于最为重要的战略机遇期，应继续坚持核能“三步走”战略，在持续发展好热堆的同时，将快堆发展提上快车道，助力“双碳”目标实现，并加强可控核聚变技术研发和工程示范，掌握人类终极能源的密码。
聚变商用电站
有望在2050年前后建成
据中国核能行业协会发布的《中国核能发展报告2024》数据，2023年我国新增商运核电机组2台，数量达到55台，额定装机容量5703万千瓦，位列全球第三;全年核电设备平均利用小时数为7661小时，核电发电量4334亿千瓦时，位居全球第二。
“热堆发展升级换代，成功打造自主三代核电‘华龙一号’国家名片，四代核电高温气冷堆投入商运、领跑世界，多用途模块化小堆‘玲龙一号’即将建成。”在谈及目前热堆技术取得的进展时，余剑锋表示。
针对未来热堆的发展方向，中核集团“华龙一号”总设计师邢继认为，热堆作为全球最成熟的核能发电技术，在全球范围内得到了广泛应用，为全球能源转型和可持续发展作出巨大贡献。未来，热堆技术优化提升总体是往更安全、更高效、更经济、更环保的方向发展。
快堆方面，据余剑锋介绍，目前我国快堆发展走深走实，中国实验快堆已建成运行，快堆技术不断发展成熟，并已启动实施了一体化快堆战略性研发。
据了解，一体化快堆是同厂址布置的快堆核能系统的简称。即将快堆、燃料再生子项(含乏燃料后处理和新燃料制造)及其他配套子项置于同一厂址，从而构成厂内核燃料自持循环、快速循环的完整核能系统。
“我们要集中力量研发更加先进的一体化快堆，力争2035年前实现一体化快堆工程示范，具备商业化应用条件。”余剑锋明确。
在热堆与快堆技术快速发展的同时，我国聚变领域也实现突破。据了解，目前我国自主设计研制的可控核聚变装置中国环流三号已成功实现大于1.5兆安的等离子体电流运行。
“可控核聚变能开发可分为原理实验、规模实验、燃烧实验、实验堆、示范堆、商用堆6个阶段，各阶段依次迭代。”中国核学会核聚变与等离子体物理分会名誉理事长刘永介绍，根据我国核聚变发展路线规划，将在2050年前后建成聚变商用电站，实现聚变堆商用发电，让聚变能源点亮万家灯火。
对此，余剑锋也表示，将积极推动聚变研发，打造世界一流的中国聚变平台企业，推进氘氚实验等关键技术攻关，积极布局聚变未来产业，早日建成聚变先导实验堆和商用示范电站。