太阳能的优缺点与利用

太阳能的优缺点与利用

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太阳能（Solar）一般指太阳光的辐射能量。在太阳内部进行的由“氢”聚变成“氦”的原子核反应，不停地释放出巨大的能量，并不断向宇宙空间辐射能量，这种能量就是太阳能。太阳内部的这种核聚变反应，可以维持几十亿至上百亿年的时间。太阳向宇宙空间发射的辐射功率为3.8x10^23kW的辐射值，其中20亿分之一到达地球大气层。到达地球大气层的太阳能，30%被大气层反射，23%被大气层吸收，其余的到达地球表面，其功率为800000亿kW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。人类对太阳能的利用有着悠久的历史。我国早在两千多年前的战国时期，就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光来点火；利用太阳能来干燥农副产品。发展到现代，太阳能的利用已日益广泛，它包括太阳能的光热利用，太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源利用方式。

由世纪之交核能发展中的三件大事看核能发展的前景

温鸿钧

（中国核工业集团公司，北京，100822）

在世纪之交、20世纪跨入21世纪的几年里，世界核能界发生了三件大事，将对核电的发展产生深远的影响。这三件大事是：1．美国政府发起第四代核电的技术政策研究；2．俄罗斯总统普京在世界新千年峰会上发出推动世界核电发展的倡议；3．美国总统布什颁布美国新的能源政策，把扩大核能作为国家能源政策的主要组成部分。本文将对这三件大事作初步的分析探讨，以对我国核电的发展有所启示。

1核能发展中的三件大事

1.1美国政府发起第四代核电的技术政策研究

1999年6月，美国能源部核能、科学与技术办公室首次提出第四代核电的概念。把上世纪五六十年代建设的原型堆核电站称为第一代核电，七八十年代建设的商用核电站称为第二代核电，90年代按用户要求文件（URD）研究开发的更安全更经济的先进轻水堆称为第三代核电。对第四代核电要求有更高的经济性、加强安全性、减少废物产生量和提高防核扩散能力。

2000年1月，由美国能源部发起组织阿根廷、巴西、加拿大、法国、日本、韩国、南非、英国和美国共9个国家的高级政府代表会议，讨论开发第四代核电的国际合作问题。会后发表了联合声明（见附录1），对发展核电达成了十点共识，并决定成立高级技术专家组，进一步研究细节问题。十点共识的基本思想是：世界特别是发展中国家，为社会发展和改善全球生态环境需要发展核电；第三代核电还需改进；核电需要提高经济性、安全性，减少废物，能防核扩散；核电技术要同核燃料循环统一考虑。

2000年5月，由美国能源部再次发起组织了近百名国内外专家研讨第四代核电的发展目标，目的是研究第四代核电应具备的基本性能和特点，以便进一步研究确定第四代核电的设计概念，为第四代核电堆型的研究开发明确技术方向。研讨会通过并发表了纪要性的会议文件，提出了发展设想进度，即在2020年前有一

个或几个示范电站运行，2030年实现推广建设，提出了第四代核电的14条设计目标草案（见附录2）。设计目标草案与先前的用户要求文件（URD）相比，突出了防核扩散的要求。

2002年，第四代核电国际论坛（GIF）对第四代核电堆型的技术方向形成共识，在2030年以前将开发6种"新型发电"反应堆与燃料循环技术。美国能源部长SpencerAbraham宣布了这份由来自GIF成员国的100多位专家，在开发第四代核电"技术路线"方面，经过12个月的工作之后形成的结论。达成共识的技术为气冷快堆（GFR）、铅冷快堆（LFR）、熔盐堆（MSR）、钠冷快堆（SFR）、超临界水堆（SCWR）和极高温堆（VHTR）。

1.2俄罗斯总统普京在世纪之交峰会上发出推动核能发展的倡议

2000年9月6日，俄罗斯总统普京在美国纽约世界新千年峰会上提出了推动核电发展的倡议[1]，实现费米（EnricoFermi）的梦想和解决21世纪核电发展的主要问题。普京倡议的中心思想是：世界大家庭进行广泛的合作，共同开发一种符合自然安全原理的创新的核反应堆和核燃料循环体系，确保人类可持续发展所需的能源，阻止核武器扩散和改善全球的环境。战略目标是实现核先驱者（费米）的意图，把使用热中子堆的有限核电，转变为基于快中子堆及闭合燃料循环工艺的大规模核电工业。这种工业要符合自然安全的概念，能满足任何可信设想的能源需求以及现代对经济性、安全性、防核扩散和环境保护的要求。

国家元首对发展核电发出倡议，在核电发展史上已有过两个。第一个倡议是1953年12月8日，由美国艾森豪威尔总统在"原子与和平"的报告中提出的支持发展核电的政治倡议，打开了国际合作和平利用核能的大门，多次召开和平利用原子能的日内瓦会议，为完成核发电技术的研究开发、示范验证、实现商用起了重大作用。第二个倡议是法国戴高乐总统提出的，使法国在能源上得到独立，为一个大国在能源供应上依靠核能树立了榜样。这次俄罗斯总统普京的倡议是世界上第三个由国家元首发出的倡议，希望能像前两次一样，起到重大的推动作用。

关于费米和费米的梦想：1942年在美国芝加哥大学建成第一个反应堆，首次实现可控核裂变链式反应，就是在美国科学家费米领导下完成的，是在他带领下开辟了核能开发的道路。20世纪40年代，费米提出发展铀钚循环快中子增殖堆，实现裂变物质的增殖，可几乎无限地扩大核燃料资源。在1944年费米就认为核能开发的主要问题是增殖、安全性、经济性、废物和防扩散[2]。这些问题尚未解决，现在正摆在我们面前。

普京总统发出的倡议是基于俄罗斯政府原子能部组织多方专家研究编制的、2000年5月25日俄罗斯联邦政府签署批准的《21世纪上半期俄罗斯核电发展战略》[3]。这个《战略》提出：（1）俄罗斯核电发展的三个目标为：①现有核电厂及核燃料设施持续安全而有效运行；②用安全性能改进的核电厂（相当第三代）逐步替代现在运行的核电厂，在20~30年内满足核电发展的需要；③满足大规模核电工业对经济、安全和燃料平衡要求的核能技术商用化。把使用热中子堆的有限核电推向基于快中子增殖堆和闭合燃料循环的大规模核电工业。（2）基于对俄罗斯和全球能源、电力增长的预测和核电发展的规模，作了天然铀资源对核电发展支持能力的分析，提出核电发展的首要战略是依靠快堆（及闭合燃料循环）快速增长的战略，通过核增殖获得取之不尽的核燃料。（3）新的"自然安全"的安全战略，把核电厂固有安全概念扩展到整个燃料循环的安全，还包括放射性废物和核不扩散。在快堆中使用含长寿命放射性物质的燃料，把用干净燃料转变成脏废料的生产过程发展为用脏燃料转变成干净废料的生产过程。（4）制订了2010年、2030年、2050年的远景规划。

1.3美国制订新的能源政策，要复苏核电的发展