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2023年科学论坛:核创新促进零净排放

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世界各地领导人齐聚国际原子能机构科学论坛:核创新促进净零排放,一致认为:气候变化的影响不可否认,核能是缓解气候危机和减少碳排放的解决方案的一部分。 

论坛于原子能机构大会第六十七届常会期间举行,原子能机构总干事拉斐尔·马里亚诺·格罗西周二在论坛开幕式上表示,创新将支持把核能纳入实现净零目标需要的解决方案,且已经在进一步提高现有反应堆群性能、安全性和寿期方面发挥着重要作用。

不过,格罗西指出,为新的核项目创造公平有利的投资环境仍然是一场攻坚战。他说:“就为核项目融资而言,我们所处的还不是一个公平竞争的环境”。 

在两天的时间里,专家们讨论了新核电技术及人工智能、机器人技术和三维打印等创新会如何推动核电发展,以及反应堆可如何通过为工业流程供热或通过核能淡化海水提供淡水用于电力之外的应用(见单元会议综述)。

观看科学论坛录像,阅读最新一期《国际原子能机构通报》— 核创新促进净零排放。 

核电和创新对促进净零排放世界的作用

加纳总统纳纳·阿库福-阿多分享加纳将核能纳入该国电力生产结构的计划。(照片来源:D. Calma/原子能机构)

全球对核能的兴趣日益增加,各国正基于这种兴趣采取行动。在科学论坛开幕会议上,加纳总统纳纳·阿库福-阿多分享了将核能纳入该国电力生产结构的计划。阿库福-阿多总统说:“我们致力于实现清洁、公平的能源转型,充分利用包括核电在内的所有低碳能源的潜力。核能将在这种转型中发挥重要作用。”  

加纳正在分析小型模块堆及其快速部署以获得清洁和负担得起的能源的潜力。“我们正与业内专家共同研究在加纳部署这项新技术的可行性,”阿库福-阿多总统说。 

在美利坚合众国,核电是清洁能源最大的一个来源,“我们要在2050年实现净零目标,就需要将核能发电容量增加至少两倍,达到300吉瓦及以上,”美国能源部长珍妮弗·格兰霍姆说。美国政府已投资“数十亿美元用于核能的未来,创造了历史性的税收激励手段促进新设施投资和核能生产”,国内燃料供应链的发展正在进行中,她补充说。  

美国能源部最近发布了《商业起飞之路》,这是一系列旨在加速部署清洁能源技术包括先进核反应堆的报告。格兰霍姆部长说,先进反应堆是实现净零目标的关键,因为它们有助于氢生产、海水淡化、地区供热、石油炼制和化肥生产等能源密集型产业脱碳。她鼓励更多国家将核能视为一项可持续的长期投资,并利用“原子能开创一个和平与繁荣的新时代,这可能是我们这个时代最伟大的和平项目 — 净零排放世界。” 

大韩民国也在投资于其核部门的发展。韩国科学技术信息通信部部长官李宗昊说,自2000年以来,韩国一直在实施其“核电系统发展计划”,其中特别关注发展先进反应堆,因此,在2012年,韩国首座小型模块堆“系统一体化模块式先进反应堆”获得了韩国监管机构的标准设计批文。他补充说:“现在,我们正在‘系统一体化模块式先进反应堆’技术的基础上开发一座更加先进的创新小型模块堆”。  

韩国政府认为,私营部门应该在技术创新中发挥领头作用。“对于小型模块堆部门而言尤其如此,其目标是在海水淡化和太空探索等行业取代化石燃料,”李宗昊部长说。韩国政府正在发起“韩国小型模块堆倡议”,目的是向私营部门转让“系统一体化模块式先进反应堆”技术和其他先进核技术,以帮助验证新反应堆并实现商业化。他说:“为了启动这些工作,从明年开始,韩国政府将与相关企业合作,投资开发高温气冷堆,其设计旨在提供工艺热,用于氢生产等应用和其他用途。” 

摩洛哥政府正在考虑将核电纳入其能源结构,以确保可靠的能源供应。“摩洛哥特别重视小型模块堆,因为它们具备很多优势,包括具有实现一体化的灵活性,”摩洛哥能源转型与可持续发展大臣莱拉·贝娜莉在论坛视频发言中说,“小型模块堆为热电联产和海水淡化等多样化应用带来广阔前景。” 

贝娜莉大臣还宣布,摩洛哥国家核能、科学和技术中心已被指定为原子能机构以研究堆为基础的国际中心(国际研究堆杰出中心),从而使其能够发挥作为全球学习平台的作用。“摩洛哥的国家基础结构现因这一认可而得到加强,为了非洲大陆的利益而保持开放,其中重点是能力建设,”她说。  

瑞典在过去40年拓展了不同形式的可再生能源,其中风能提供了很大一部分电力,生物质取代了石油和煤炭用于地区供热和工业过程。“然而,不应忘记的是电力系统非常敏感,必须在技术上行之有效,而不仅仅是增加太瓦小时,”瑞典气候与环境副大臣丹尼尔·韦斯特林说。考虑到在需要的时间和地点使用可调度能源满足需求的要求,以及在无碳排放的情况下满足需求的要求,选择其实有限。“核能是现有唯一选择,”他补充说。  

为了实现气候目标和净零目标,研究估计,到2050年核能发电容量需增加一倍或两倍。韦斯特林副大臣说:“全世界每年能否建成20吉瓦甚至40吉瓦的核能容量?我认为这是可能的。我们过去曾经做到过”。他解释说,在20世纪80年代,全球有180多座在建反应堆,仅一年就增加了30多吉瓦。瑞典在1972年至1985年间部署了12座大型反应堆。虽然“气候变化是人类有史以来面临的最大挑战……但我们拥有解决这个问题所需的工具,”他最后说。 

去年,法国总统埃马纽埃尔·马克龙宣布了一项建造六座核反应堆的计划,以及一项专门针对核及小型和先进模块堆创新的计划。“我们需要廉价、负担得起且可持续的能源。这不那么容易解决,”法国原子能委员会行政总长弗朗索瓦·雅克说,“这就是为什么我们需要创新。”创新将在应用、方案和技术领域以多种形式出现,也将吸引下一代关注核能领域。 

“我们还必须在合作领域共同进行创新。我们必须创造新的合作形式。我们必须建立新形式的研究和技术组织,”雅克总长说。  

2023年9月26日,在奥地利维也纳举行的原子能机构第六十七届大会期间的“核创新促进净零排放”科学论坛开幕会议上,核能影响者Isabelle Boemeke作了主旨发言。(照片来源:D. Calma/原子能机构)

在开幕会议结束时,出生于巴西的核能影响者Isabelle Boemeke谈到了社交媒体向年轻受众传递信息的力量。“社交媒体听上去可能很肤浅,但事实是,这就是年轻人了解世界的方式,”Boemeke(也被称为Isodope)说,“他们相信影响者关于产品的意见、健康建议和理念。虽然我们看到有人为了不好的目的而利用社交媒体,但我相信我们仍可以利用这些工具,实实在在用它创造美好。” 

她提请注意领导人倾听年轻一代的意见并与他们进行接触的价值。“年轻人对此非常开放,他们等着听到像你们这样的人说支持这项技术是没有问题的。让民众了解所有惠益,相当于为领导人寻求现实脱碳道路 — 大胆地以核电为核心的道路颁发许可,”Boemke说。她鼓励身为决策者的听众要勇敢,并在最后问道:“你们是领导人还是追随者?” 

阅读最新一期《国际原子能机构通报》— 核创新促进净零排放中的Boemeke与原子能机构访谈。 

科学论坛设立了核领域青年专业人员讨论小组。他们讨论了自己从事核领域职业的动机,以及多样性和包容性的重要性。(照片来源:H. Shaffer/原子能机构)

该论坛有一个以青年人为主的部分,设立了一个核领域青年专业人员讨论小组,包括:国际原子能机构初级退役专家Benjamin Bertaux;国际原子能机构运输安全助理官员Loretta Boahemaa Manu;国际原子能机构核工程实习生Yvonne Lin;以及核能倡导者和现任“美国小姐”Grace Stanke。他们表示,核领域对于新生代而言非常“酷”,非常有吸引力,而与大学创建协作研究项目以使学生接触各种职业道路非常重要。小组成员坚持认为促进核工业多样性和包容性非常重要,并同样认为,吸引新的人才,不仅关乎科学,同样关乎核故事的讲述,关乎用创新方式进行核宣传。  

Boahemaa Manu和Lin均为原子能机构玛丽·斯克洛多夫斯卡-居里进修计划的进修人员,该计划正向申请者开放,直至9月30日。 

前进之路

从中国到英国以及其他国家,世界各国都有扩大其核反应堆群的宏伟计划。到2035年,中国预计将新建150座核反应堆。“我们有太多的燃煤发电站,必须以核电予以取代,”中国核工业集团公司董事长余剑锋周三在论坛闭幕会议上说。  

在英国,“我们有一个宏伟目标,即到2050年,英国电网上的核电容量达到24吉瓦,”英国议会副国务大臣兼核与网络部长安德鲁·鲍伊说,“实现能源基本负荷脱碳至关重要,这也关乎物价,关乎生活成本、负担得起的能源以及实现能源安全和独立。”  

谈到价格,芬兰气候和环境部长凯·米凯宁在论坛上说,作为发电量为1.6吉瓦的欧洲最大核反应堆,芬兰的奥尔基洛托3号核电厂已使芬兰的电价几年来处于最低水平。他说,奥尔基洛托3号核电厂于4月开始正常输出,这是芬兰停止直接进口电力和天然气的关键原因,同时降低了电价。 

在前进道路上,还必须考虑核电相关的公众接受度和融资。“我们必须与社会互动,确保我们提出的技术解决方案最终会被接受,”比利时核研究中心主任彼得·巴登说。此外,世界核协会总干事萨马·毕尔巴鄂说,虽然技术创新至关重要,但还有其他方面的创新。“我们在为新核项目融资的方式上需要创新。我们需要突破常规思维来吸引对这些核项目的投资,”她补充说。 

鉴于核领域创新的速度和规模,格罗西总干事持乐观态度。“挑战是存在的,但很明显,我们正在果断行动。我们或许正以不同的速度和方式前行,”他说,“最终结果不会统一一致,因为没有‘一款通用’解决方案。但我们可以看到在目前正在进行的这一全球努力中,核的地位是多么牢固。”  

2023年9月27日,在奥地利维也纳原子能机构总部举行的原子能机构第六十七届大会期间的科学论坛闭幕会议。(照片来源:D. Calma/原子能机构)

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