今年九月下旬，世界首个钍核反应堆在我国甘肃省成功测试！该核反应堆虽然功率只有2兆瓦，但也能为1000户居民提供电能。通过此次测试以后，我国将在未来建造更大规模的钍反应堆，实现真正的商用。
另外，据科技日报日前报道，中国建造的全球首座20万千瓦高温气冷堆，将在今年正式发电。该核电反应堆在4月份装料，年底发电并投入商业运行。
这代表着我国率先掌握了第四代核能技术，一跃成为全球新能源领域的领跑者！什么是第四代核能技术？这技术有何革新性？我国未来的核电发展将走向何方？
1
核能技术的发展历程
核电厂有一代、二代、三代、四代之说，那么什么才是一代、二代、三代、四代呢？
一代：核电站的开发与建设开始于上世纪50年代。1954年，前苏联建成电功率为五千千瓦的实验性核电站；1957年，美国建成电功率为九万千瓦的希平港原型核电站。这些成就证明了利用核能发电的技术可行性。国际上把上述实验性和原型核电机组称为第一代核电机组。
二代：上世纪60年代后期，在试验性和原型核电机组基础上，陆续建成电功率在30万千瓦以上的压水堆、沸水堆、重水堆等核电机组，它们在进一步证明核能发电技术可行性的同时，使核电的经济性也得以证明：可与火电、水电相竞争。
第二代核电站是世界正在运行的核电站主力机组，但在三里岛核电站和切尔诺贝利核电站、福岛发生事故之后，各国对正在运行的核电站进行了不同程度的改进，在安全性和经济性都有了不同程度的提高。
以国内来说，大多也属于第二代核电，如我们熟知的秦山、田湾机组，不过在福岛事故之后，相应地得到了改进。
三代核电技术，则是上世纪90年代，为解决三里岛和切尔诺贝利核电站的严重事故的负面影响，世界核电界集中力量对严重事故的预防和后果缓解进行了研究和攻关，美国和欧洲先后出台“先进轻水堆用户要求”文件和“欧洲用户对轻水堆核电站的要求”，进一步明确了防范与缓解严重事故、提高安全可靠性和改善人因工程等方面的要求。
国际上通常把满足这两份文件之一的核电机组称为第三代核电机组。
但第三代核电技术问世以后，受到全球核电用户的普遍关注，包括中国在内的一些核电业主已经选用或准备选用更安全、更经济的第三代核电技术进行新的核电机组建设。
四代：第四代核能系统是一种具有更好的安全性、经济竞争力，核废物量少，可有效防止核扩散的先进核能系统，代表了先进核能系统的发展趋势和技术前沿，目前处在原型堆技术研发阶段。
目前，国际上公认有六种第四代裂变核反应堆型：超高温堆、超临界水堆、气冷快堆、铅冷快堆、钠冷快堆和熔盐堆。如我国在2012年12月9日重新开工建设的自主研发世界首座具有第四代核电特征的高温气冷堆核电站在位于中国东部沿海山东省荣成市的华能石岛湾核电厂就属于第四代核电技术。
2
我国研发的第四代核反应堆
钍基熔盐反应堆
目前，中国在这一次研发和公开的反应堆有两种，第一种是放射性非常低的钍基熔盐反应堆。
作为一种新式反应堆，熔盐堆有三个最大的好处：第一，这种设备的产物并不能用于核武器上，其次，它的能源来自其他反应堆的核废料，是一种能够如同启明星二号一样，能够将原本的核污染废料变成无害产品的特殊性反应堆，第三，熔盐堆既不会融化也不会爆炸，其安全性能远远地超越了现代任何一种在役状态的核反应堆。
钍基熔盐堆核能系统随着铀元素开始进入大众视野，大家都默认铀元素就是核燃料，但其实世界上还有另一种没有被使用的核燃料，它甚至比铀元素还要安全100倍，这种元素就是钍。
钍基熔盐堆核能系统亮点：
1、钍资源丰富：熔盐堆以钍元素为燃料，传统核电使用的铀和钚等元素非常稀缺，但钍元素十分丰富，仅我国储量就能保证2万年发电供应。
2、性能好：在理论上,一吨钍可以提供相当于200吨铀,或者350万吨煤所提供的能源。中国钍的储备量位居世界第二。美国科学家正在开发用钍作为核燃料发电的汽车，如果研发成功的话，只需要八克钍就可以让一辆悍马车开96万公里，中途不需要再加燃料。
3、安全：钍比铀元素的辐射量更低，在自然界中的占比还比铀要高很多，而且钍的同位素使用率和能量转换效率都比铀更为优异。作为冷却剂的复合型氟化盐在冷却之后变成固态盐，基本不会泄漏和污染环境。
4、选址灵活：冷却剂氟化盐它不像铀和钚反应堆去消耗大量的水资源，在缺水的地方，也可以建造和运行。
钍反应堆号称核聚变前的终极能源解决方案。虽然还有局部风险，但已经在很可控的范围之内了。国际知名物理学家叶恭平博士提供了一个数据，他说目前全世界430多座核反应堆只提供了人类2.6%的能源。如果钍反应堆能大规模推广，这个数据将提升到40%-50%的水平。钍反应堆的概念，上世纪60年代开始，美国、前苏联、日本和法国等都先后投入研发，但是由于材料问题都失败了。而这个世界性的难题却被我国攻克了，迈进了核能技术历史性的一步。
氦冷却高温堆
相比于熔盐堆让核燃料变成一循环冷却液的做法，中国的另外一个研究项目氦冷却高温堆则是使用了氦气取代水为反应堆的一循环冷却剂。
这使得反应堆一回路的最高温度可以达到1000℃左右，哪怕是经过二次冷却的反应堆二回路，也能产生温度高达571℃的过热蒸汽，这使氦冷反应堆的发电效能远高于一般以水为冷却材料的前三代反应堆。
而气冷堆循环回路产生的高温不仅能用于发电，还能直接为其他工业提供巨大的能量，像是高温气冷堆产生的超高温度过饱和蒸汽不仅可以用于集中供热，又或者是煤炭和石油材料的化工提炼当中，还能直接用于直接气化海水，收集蒸馏水进行海水淡化作业，未来，如果将热能直接转接到其他化工产业设备上，或者还能发挥出其更大的效能。
随着中国的第四代核反应堆完成自己的首次临界实验，并且开始逐渐完善，中国将能更快推广本国的核能应用，解决本国接下来出现的能源缺口，以及为未来对外销售，获取更多经济利润而做出巨大的贡献。
3
目前我国的核电水平
目前中国核电的发展现状，既可以说很先进，也可以说很落后。
世界核协会公布的数据显示，2020年我国的核能发电量提升至345太瓦时，并超过法国，升至全球第二名。报告指出，在过去20年时间里，我国的核能发电量处于高速发展时期——由约16太瓦时，大幅提升至当前的近350太瓦时。
2020年，美国的核能发电量虽然也出现了下滑，但仍接近800瓦时，是我国核能发电数量的2倍多，继续是全球最大的核能发电国。不过我国的火力发电、水力发电、风力发电、太阳能发电量都比美国更高。
不仅如此，我国的在建核电机组装机容量全球最高——高达17270兆瓦，是第二名韩国（在建核电机组装机容量为536兆瓦）的3倍多。印度的在建核电机组装机容量为5194兆瓦，之后是阿联酋、土耳其、英国、日本、俄罗斯、美国、孟加拉国。
随着我国核能发电技术的不断突破，特别是自主三代核电大型先进压水堆“国和一号”示范工程取得重要突破，还有“华龙一号”全球首堆在2020年年底首次并网成功等，将成为我国下一阶段核能发展“开路者、先锋军”。
就核电的技术水平而言，中国已经掌握了第四代核电技术，并用自主掌握的技术，这一点是领先于全球其它国家的。
但是如果要从核电的普及程度来说，中国的核电则是非常落后的，不仅远远落后于欧美日韩等发达国家，甚至还大幅落后于世界平均水平。
我国是世界电力生产第一大国，但是核电在我国电力中的占比却不足5%，与发达国家相比，我国核电生产还有很大的上升空间，并且我国已经提出了核电发展的目标是到2035年占比至少10%。
根据最近的数字，2019年全球核电发电量为2586.2TWh，占全球总发电量约10%。而中国的核电装机量，仅占全国发电装机量的2.27%，核电发电量仅占全国累计发电量的4.94%。
相比之下，法国、韩国、美国、俄罗斯、英国、德国、日本的核电发电量，分别占他们国家总发电量的70.6%、26.2%、19.7%、19.7%、15.6%、12.4%、7.5%。
换句话说，中国的核电普及程度，只有法国的十四分之一、美国和俄罗斯的四分之一，英国的三分之一，全球的一半，日本的三分之二。
所以说，中国既是一个核电强国，也是一个核电弱国。
4
未来15年我国将核电“大跃进”
未来15年将是我国核电建设的“大跃进”时代。
这跟两个方面的因素有关：
第一，现在的核电技术已经相当成熟了，所以可以比较放心的大规模建设。现在掌握了第四代核电技术后，开始“大跃进”建设核电站，是比较明智的。
第二，中国需要完成“碳中和”的目标，所以不得不大规模建设核电站。
去年中国政府在联合国大会上提出，将在2030年之前实现二氧化碳排放量达到峰值，在2060年之前实现二氧化碳零排放。
为了完成这个目标，中国未来40年除了必须大规模植树造林外，还必须大规模发展清洁能源，用以取代会排放温室气体的化石能源。
目前成熟的清洁能源无法是水能、风能、太阳能和核能，其中水能受地形因素制约大，风能和太阳能的经济效应低，唯独只有核电真正具备大规模发展的潜力。
中国发展核电，走过了“起步、掌握核心技术、登上五强平台”三大步，取得举世瞩目的成绩。今后的目标，也就是第四步，在规模上“超法赶美”登顶。法国现有在运机组56台，我国已有51台机组，按目前赶超进度，在最近2—3年内就可实现。美国运行机组最高时曾达104台，最近几年，不断关闭，现有93台，“赶美”尚有难度。但我国核电增长势头强劲，美国关闭势头不减，“赶上”也只是时间问题。
来源：金融智库、楠竹一、北极星电力网、南生今世说等（图片数据素材均取材于网络，如有侵权请联系小编删除）
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
