何祚庥 中國科學院院士 中國科學院理論物理研究所研究員

三論我國必須大幅度調整核政策
——評《中國能源中長期（2030、2050）發(fā)展戰(zhàn)略研究》“核能卷”中對我國鈾資源的分析

何祚庥 中國科學院院士 中國科學院理論物理研究所研究員

（一）我國快速發(fā)展核電必須解決的一個困難的問題，所需鈾資源將高達400萬噸的可采儲量。

我在“一論、二論我國必須大幅度調整核政策”的文章中，曾再三強調，我國“必須重新審訂‘2020年核電占5%，2030年核電占10%’，‘2050年核電達4億—5億千瓦’等既定的目標”。已談了我國核電大發(fā)展將面臨核安全或核防衛(wèi)，以及資金投入太大、發(fā)電成本太高，等困難。其實，我國核電大發(fā)展還存在一個致命的困難——鈾資源嚴重短缺。

的回答，下面是該書給出的兩張預測表：

表9-1 天然鈾需要量

表9-2 天然鈾儲量需求

“短缺”是和“需求”相聯(lián)系的。所以，非常重要的問題是，按現(xiàn)有核政策，中國將需要多少鈾資源？在“核能卷”的203—204頁中，對中國未來天然鈾生產需要量和儲量需求作了比較精確

為什么“核能卷”竟給出兩類需求？因為我國不僅需要保證2020年的功率為7000萬千瓦核電站可以正常運轉，還需要保證其持續(xù)運轉60年。

核能卷未給出“2020年后”的持續(xù)需求。但如果研究一下上述表格，可發(fā)現(xiàn)表9.2中的“天然鈾儲量需求”，其實和表9.1中的“運行容量”成正比。也就是每100萬千瓦核電站的正常運轉，必須有約1.1萬噸天然鈾儲量的支撐。所以，如果“2030年達到2億千瓦”，“2050年努力達到4億千瓦以上”。而如果仍沿用壓水堆技術，4億千瓦將需要有440萬噸的天然鈾資源。但由于中國核電未來的發(fā)展可能用到快中子堆，快中子堆有增殖核燃料的能力，將能大量節(jié)約核資源。如果其資源利用率提高10倍，其資源需求量也將減少10倍；如果由于技術不甚完善，增殖能力接近零，其資源利用率也就大體上和壓水堆差不多?！昂四芫怼蔽唇o出中國核電未來所用不同技術所占比例，但在“綜合卷”的93頁，卻給出一個“我國未來核電發(fā)展路線”的表4.1和圖4.1。

表4-1 我國未來核電發(fā)展路線 （單位：萬千瓦）

圖4-1 我國未來核電發(fā)展路線示意圖

從表4.1和圖4.1可看出，這一“2050年努力達到4億千瓦以上”的初步規(guī)劃中，壓水堆約為3.7億千瓦，快中子增殖堆僅為0.3億千瓦。所以，僅壓水堆所需天然鈾資源，至少將是370×1.1萬噸=407萬噸的可采儲量！

（二）我國能否獲得數(shù)量如此巨大的資源，實屬一大疑問？

對上述疑問，在“核能卷”第230頁的“主要結論”中，卻給了一個完全肯定的回答：“鈾資源不是我國核電發(fā)展的制約因素，通過努力是完全可以克服的”。理由是：1）“中國是鈾資源較豐富的國家之一。我國已探明當量的鈾資源，不是貧鈾國家，而是一個潛在資源比較豐富的國家，有較大的發(fā)展?jié)摿η熬翱春?，……只要加大投入力度，加強國內勘查，可以迅速提高我國鈾資源的保障能力”。2）“利用國內國外兩個市場兩種資源，加強國家的經統(tǒng)籌安排，形成強有力的團隊，在國際市場上獲得我們需要的鈾資源是完全可能的”。3）“更重要的是我國要堅定不移地走循環(huán)經濟的道路，實現(xiàn)鈾钚再循環(huán)復用和快中子增殖堆核燃料增殖，可大幅度緩解對天然鈾的需求，實現(xiàn)核燃料供應的可持續(xù)發(fā)展。”

在《中國能源中長期戰(zhàn)略研究》“綜合卷”的V i i i頁的“摘要”，也充分認同了核能卷所持論點，“經過國產和進口并舉努力，鈾資源不構成對我國核能發(fā)展的根本制約的因素，……2050年達到4億瓦以上，……之后，核電將繼續(xù)發(fā)展，成為我國未來的主要能源之一”。

但如果仔細閱讀一下，這一由“多位”能源專家“分別”從“不同”角度，而“共同”撰寫的這本《中國能源中長期（2030、2050）發(fā)展戰(zhàn)略研究》的四卷本的“大著”，其實“充滿”了不少“互相”矛盾、“互相”沖突的“多種”見解。尤以天然鈾資源問題最為突出。

下面將依據(jù)散在此書不同卷秩中的各種資料、數(shù)據(jù)，評述一下核能卷第230頁所給出的所謂“鈾資源不是我國核電發(fā)展不可克服的制約因素”的“三大理由”，是否真能成立？

（三）中國究竟有多少天然鈾資源？

①“核能卷”第230頁的“主要結論”再三說：“我國已探明相當量的鈾資源”，又說“中國是鈾資源較豐富”。或“潛在資源比較豐富的國家”。

“核能卷”未公布這一“相當量的鈾資源”是多少。但在此書“電力卷”的第75頁，卻給了一個說法：“我國至今已探明大小鈾礦200多個，證實存在相當數(shù)量的鈾儲量。礦石以中低品位為主，0.05%—0.3品位的礦石量占總資源量的絕大部分，礦床規(guī)模以中小型為主（占總儲量的60%以上），探明的鈾礦體埋深多在500m以內”?！?003年經濟合作與發(fā)展組織（OECD）公布的數(shù)據(jù)顯示：中國的鈾資源量（成本低于130美元/kg鈾）為7.7萬噸鈾，其中，成本低于40美元/kg鈾的儲量約占60%，主要分布在江西、新疆、廣東、遼寧等地”。

當然，從2003年—2010年，我國還在加快鈾資源的勘探。在“電力卷”的75頁還報導說，“2008年初，在伊犁地區(qū)，中核集團旗下的核工業(yè)二一六大隊實現(xiàn)了我國地浸砂巖型鈾礦找礦的首次重大突破，發(fā)現(xiàn)并提交了我國第一個萬噸級地浸砂巖型鈾礦床，使伊犁盆地成為我國第一個特大型地浸砂巖型鈾礦田?！?/p>

僅僅在2008年才發(fā)現(xiàn)了“第一個”“萬噸級地浸砂巖型鈾礦床”，就為之驚喜不已！這說明，2010年前的我國所掌握的天然鈾資源，不會超過2×7.7萬噸=15.4萬噸。

②極有興趣的問題是，這一“小于”15.4萬噸的儲量，占世界儲量的份額是多少？

可以從網(wǎng)上查到世界名列前10名的主要國家，可采天然鈾儲量是：

表1 2005年和2007年主要國家可采鈾儲量的分布情況

這10個國家已擁有世界總計儲量546,88的90%，2003年公布的7.7萬噸只是總儲量的1.4%，我們所估算的小于15.4萬噸，最多也就是總儲量的2.8%。

③更值得關注的是中國天然鈾資源的遠景儲量，將涉及我國核電發(fā)展的未來。“核能卷”第205頁說，我國“曾利用“二元對數(shù)正態(tài)分布地殼豐度模型法”估算，我國鈾資源總量為170萬噸。最近又正在進行新一輪的預測，我國鈾資源總量可能超過200萬噸”。其實，這類“預測”模型均是精度很差，充滿著“一廂情愿”意愿（Wishful）的預測模型。

2007年，天然鈾資源現(xiàn)居“世界第一”土地面積約為中國面積的77%的澳大利亞，經過半個世紀的努力，一共才找出了129.3萬噸的可采儲量；中國竟然能在未來的30－50年間，依靠大力增加勘探力度，從“年不足60萬米鉆探工作量”，提升年鉆探“200萬米”工作量，（參看“核能卷”230頁），就能找出可采儲量高達200萬噸的天然鈾資源？！這真是不可想象?。?/p>

相反，我們將不難利用理論物理學者慣用的“數(shù)量級分析方法”對我國天然鈾資源存量給出如下估計：

正如上文指出，根據(jù)2003年公布的鈾儲量和可能的年勘探到礦量速度，可以判定，中國現(xiàn)在已掌握的天然鈾資源最多僅占世界資源的2.8%。由于中國國土面積約占世界陸地面積的6.5%。而中國又僅為“比較豐富”，亦即不能認為是資源豐富的國家，也很難認為這一“比較豐富”的國家將能超過世界蘊藏量的“平均值”。由國際機構對已有資料的統(tǒng)計，“世界保有可采天然鈾儲量為550萬噸”，“加上預測和推斷鈾資源約為1600萬噸”。由此可估算出，中國近期可期望獲得的天然鈾資源的“上限”為550×6.5%=35.75萬噸，遠期可期望獲得天然鈾資源的“上限”為1600×6.6%=104萬噸！而如果中國仍堅持核電的“大躍進”，在2050年的需求的天然鈾儲量至少是407萬噸！

（四）我國能否指望從國際市場獲得“407萬-104萬=303萬噸”的天然鈾資源儲量？

①“核能卷”對進口天然鈾資源，尤其是中遠期的需求持十分樂觀的態(tài)度?！昂四芫怼钡?06頁說，“我們完全有可能從國際市場上獲得經濟可接受的天然鈾，保證我國核電的快速發(fā)展”。在230頁，……又重復敘述了類似意見。

但在“綜合卷”第135頁卻說，我國“資源保有量尚難以滿足核電大規(guī)模發(fā)展的需求”。在39頁更提出警告，“我國的核電發(fā)展將可能需要累積解決300萬噸或更多的（注：按我們估算，其實是407萬噸的可采儲量）天然鈾供應問題”。又說，“我國需要從現(xiàn)在起，把鈾資源供應問題作為一個重大的能源資源問題…….認真落實，才能使鈾資源供應的可能性轉化為現(xiàn)實性?！?/p>

而尤妙的是：“核能卷”雖然對中長期的鈾資源供應，持極為樂觀的態(tài)度，但對“近期”卻表現(xiàn)出一定的擔憂?！昂四芫怼钡?05頁說，“與中遠期核電發(fā)展的需求相比較”，近期“卻出現(xiàn)了儲量不足和生產供應緊張問題”。在“核能卷”的206頁又說，“目前我國核電的裝機容量還不到電力總裝機量的2%，鈾資源的對外依存度稍高，‘暫時’還不足以構成對我國能源安全不可接受的威脅”?！@真是邏輯推演的一個很大的諷刺！我國核電僅占電力裝機的2%，就已經發(fā)生了“對外依存度較高”，發(fā)生了“暫時”“還不足以構成對能源安全……的威脅”；而如果中國核能的未來要提升到5%，10%，甚而15%，卻反而認為更高的“對外依存度”，將不足以“構成對能源安全的威脅”，反而樂觀地認為我國“在國際市場上獲得我們需要的鈾資源是完全可能的”！

②相反，2010年，國際原子能機構發(fā)布了《鈾2009年——資源產量和需求》，即第23版的“鈾紅皮書”，卻對世界鈾產能和需求預測，持有完全相反的意見。此書說“截止到2009年1月1日，在總查明資源方面，成本低于130美元/千克的鈾資源微降到540.4 萬噸，比2007年的數(shù)據(jù)少了1.2%。但成本低于260美元/千克的資源數(shù)量增至630.63萬噸，比2007年成本低于130美元/千克的資源數(shù)量增加 了15.5%?！睂τ陬A測和推斷的鈾資源仍維持原來的“約為1600萬噸”。

而極為有興趣的是，這一第23版的紅皮書給了一個“2035年前世界鈾產能和需求預測對比”的一張預測圖。

2035年前世界鈾產能和需求預測對比

這一預測圖明確“反駁”了核能卷第205頁和206頁的預期：在2020—2035年間，“我國完全有可能從國際市場獲得……天然鈾”。而相反，從2010年到2020年，在天然鈾的產能和需求之間，國際市場上能提供的天然鈾，卻比較寬松。

③更值得關注的，是我國對天然鈾資源的需求將在國際市場上占多大份額？由“世界鈾資源”紅皮書，已知目前“世界保有可采天然鈾儲量是550萬噸”，“加上預測和推斷鈾資源共約為1600萬噸鈾”。而如上所述，我國到2050年的天然鈾“缺口”，約是300萬噸。也就是將占當前保有量550萬噸的55%，或將占“未來”儲量1600萬噸的19%。一個尖銳的問題是：我國能否從國際天然鈾市場上限取得如此巨大的份額？

非常值得參考的，是石油部門對如何確保石油供應安全問題的估計和分析。2008年，美國石油消費量高達8.85億噸，占當年世界石油消費總量的21.5%，而美國自產原油3.1億噸。同年，中國年消費3.9億噸，占世界石油消費總量9.5%，自產原油2.1噸，進口石油約1.8億噸。但我國的石油部門，在“油氣卷”的169頁，卻“建議我國石油對外依存度上限最好控制在60%為宜”。原因是：“綜合全球石油供需形勢以及我國石油替代發(fā)展的潛力，借鑒美國石油安全戰(zhàn)略的有關做法，為保證我國石油供應安全和經濟社會平穩(wěn)健康發(fā)展，我們建議我國石油對外依存度上限最好控制在60%為宜，千萬不要突破65%。主要基于以下考慮：1）石油進口總量盡量不超過美國，避免成為世界石油市場上關注和攻擊的焦點，對國家和平發(fā)展更有利……”

而極為奇妙的是：在“核能卷”的第202頁，也完全認同地寫下類似字句：“我國于1993年成為石油凈進口國，石油能源缺口越來越大?！薄?008年我國進口原油1.79億噸”“較高的對外依存度以及變幻莫測的國際形勢，大大增加了我國石油進口的風險，進而影響我國的能源安全和國家安全?！?/p>

同樣是從國際市場爭奪能源。石油的進口量占國際市場供應能力的9.5%，就“進而影響我國……國家安全”；而中國核能發(fā)展的未來，其爭奪的份額可能高達19%，甚而是55%，而按“核電卷”第230頁的說法，卻竭力主張要“加強國家的統(tǒng)籌安排，形成強有力的團隊”，確?！霸趪H市場上獲得我們所需要的鈾資源”?！@豈不是在“國家安全”問題上，“典型”地主張應奉行“雙重標準”的政策！士為組長的“快堆及后處理組”，卻采取了“不跟風”和“極為謹慎”的態(tài)度。原因是：目前正在研發(fā)中的“快堆+后處理”的技術，并不是“先進”技術，不可能利用這一技術，真正實現(xiàn)核燃料的快速增殖。這集中表現(xiàn)在“核能卷”第235頁，所提供的一張圖：

（五）中國的快堆技術能否充分滿足中國未來對核燃料的需求？

不論是“核能卷”，還是“綜合卷”，都對我國的“快堆”技術，抱有殷切的希望，但我國快堆專家們卻持著謹慎的態(tài)度?！昂四芫怼钡牡?10頁，230頁，都再三說，“發(fā)展快堆可大幅度提高資源利用率”“可大幅緩解對天然鈾的需求，實現(xiàn)核燃料供應的可持續(xù)發(fā)展”。但是，通讀“核能卷”里有關快堆技術的介紹，應該說，以阮可強院

附圖1-2 壓水堆-快堆體系總裝機容量增長過程

這一附圖1.2勾畫的是兩種不同快堆技術，氧化物燃料快堆和金屬燃料快堆。后者的發(fā)電容量可以快速增長，而前者只能以“甚低”速度慢慢增長！很不幸！整個國際社會發(fā)展的均是氧化物燃料快堆技術，而金屬燃料快堆技術只在理論概念上成立，只進行過少量實驗，并沒有真正可行的研發(fā)工作。我國快堆的研發(fā)，當然只能首先學習氧化物燃料快堆技術，只能期望在“2040年前后建成一個配套的接近增殖的快中子堆核能系統(tǒng)，實現(xiàn)快堆核燃料循環(huán)的閉合和核燃料的接近增殖”。（見綜合卷，第107頁）

這里需要解讀一下，何謂“接近增殖”？

理論上的快中子堆是增殖堆，可以實現(xiàn)核燃料不斷增殖。但如果其增殖系數(shù)過低，僅略大于1，僅約為1.1—1.2，那么加上核燃料的后處理，實現(xiàn)閉式循環(huán)時，將不可避免地，還要損失10%—20%。最后就只能“接近增殖”。其實就是不能做到“增殖”。

為什么在“綜合卷”第93頁上勾畫的未來發(fā)展路線圖中，要求到“2050年努力達到4億千瓦以上”，而快堆卻僅有3000萬千瓦，亦即僅占全部核能的8.5%。原因在于不可能期望現(xiàn)有“氧化物燃料快堆+濕式核燃料后處理”技術，實現(xiàn)核燃料的大量增殖。

下面對本文作一小結。

（六）小結

①需要向石油部門學習，制定我國核電發(fā)展的“天花板”。所謂“加強國家的統(tǒng)籌安排，形成強有力的團隊，大力從國際市場上獲得（注：其實是攫?。┪覀冃枰拟欃Y源”的政策，是完全不能“被”采納的。

②支持并贊成運用經濟杠桿，大力從國際市場收購天然鈾，建立鈾資源和釷資源儲備，以應對未來可能發(fā)生的不測事件。

③仍然支持和呼吁我國核能應迅速轉為面向海洋經濟。在2011年5月29日的《光明日報》所刊登的有關“海洋經濟”的一篇文章說：“海洋占地球表面積71%”，“有取之不盡、用之不竭的潮汐能、海浪能、海流能、溫差能、鹽度差能等再生能源”?！昂Ｑ笫侨祟惿睢⑸a的重要空間，世界上60%的人口居住在距離海岸線100公里的地區(qū)”。“21世紀是海洋世紀。海洋世紀展示了海洋在未來國際競爭中的重要戰(zhàn)略地位，迫切要求中國在新世紀中必須加速布局海洋、競爭海洋、興盛海洋”?！按罅Πl(fā)展海洋經濟，是新世紀拓展國家和區(qū)域經濟發(fā)展空間的迫切需要。進入新世紀后，隨著全球貿易的持續(xù)增長和陸地資源加速開發(fā)導致資源儲量日益減少，西方發(fā)達國家和涉海國家都聚焦于海洋，以爭奪海洋資源、控制海洋通道、擴占海洋空間和海洋科技‘制高點’為核心的海洋競爭日趨激烈”。“我國有18000多公里海岸線，6300多個島嶼，300多萬平方公里的管轄海域，發(fā)展海洋經濟潛力巨大。2010年，我國海洋生產總值38439億元，比上年增長28.8%，占全國生產總值的9.7%，成為國民經濟新的增長點”?！巴瑫r，我國還擁有和平利用公海和參加國際合作開發(fā)海洋資源的權力，開發(fā)和利用海洋的空間廣闊，由此決定中國要拓展發(fā)展新空間，就必須向海洋進軍，大力發(fā)展海洋經濟”。

而大力發(fā)展海洋經濟的關鍵技術或“制高點”之一，是必須用核動力裝備我們遠洋海輪，裝備能漂浮在海上的移動電源，裝備能保護我國海洋經濟安全的核航母、核潛艇……等各種快速艦艇，以應對未來可能發(fā)生的石油短缺。

為什么我們堅決呼吁必須設定我國核電發(fā)展“天花板”？原因在于我國必須保持能應對、能長期支撐海上軍事活動的強大的能源儲備。