本报讯 (记者 张伟) “核聚变能是终极能源解决方案,将为人类提供绿色、安全、无限利用的能源。”在近日举行的“好望角科学沙龙”上,中国工程院院士、中国物理学会副理事长、国家大科学工程“聚变堆主机关键系统综合研究设施”总指挥李建刚认为,预计在2027年建成聚变能实验装置,并在5年内看到“核聚变点亮的第一盏灯”。
在气候变化与能源安全双重压力下,核能作为低碳可调度基荷能源的战略价值愈发凸显。“好望角科学沙龙”活动以“核能双擎:裂变与聚变的协同创新”为主题,邀请学术界、产业界、资本界人士共同研讨裂变(小型堆)与聚变的协同关系,探索如何统筹裂变与聚变资源,形成核能创新合力。
“从实验装置到聚变实验堆、工程示范堆再到聚变能原型电站,这是中国磁约束聚变能发展的技术路线图。”李建刚表示,紧凑型聚变能实验装置计划2027年建成,中国聚变工程示范堆(CFEDR)已启动方案设计,将瞄准世界首个聚变示范电站建设。“中国聚变工程示范堆将完成从聚变实验堆到聚变原型电站之间的技术过渡和工业实践,演示聚变能持续大功率、安全和稳定运行的可行性。”
华龙国际核电技术公司原总经理田佳树认为,“双碳”目标下,核电是替代煤电的最佳选择之一。根据国际原子能机构(IAEA)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,有约3亿千瓦的发展空间。
“未来10年是小堆开发验证和推广的重要窗口期。”田佳树说,“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核电特征的球床式高温气冷堆,并有望率先建成全球首个陆上小型压水堆‘玲龙一号’。”
与大型核反应堆相比,小堆具有建造周期短、单机投资低、厂址适应性强等特点,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,在全球日益受到广泛关注。
“到2030年,我国数据中心的耗电量将达到400TWh,是2020年的两倍。” 田佳树表示,小堆在数据中心供能等方面有着广阔的商业前景,预计到2030年左右将完成小型堆核电站商业示范。
小堆和聚变堆都是当下研发和投资热点。田佳树认为,前者兼具三代堆成熟性与四代堆创新性,是未来10-20年的战略必争领域,但需通过标准化设计、规模化生产降低成本,证明其与大型反应堆相比具有竞争力;后者需要解决材料、成本和工程化等方面的问题,预计未来20年内可能会完成实验堆和示范堆环节。
中科创星创始合伙人表示,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”。这样的双轨发展折射出人类能源利用的深层逻辑,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“无限能源”的想象空间。这个过程中,需要政策支持、耐心资本和公众理解,推动核能可持续发展。