 ——中国工程院院士、清华大学校长 王大中
一、 关于开展国家中长期科技规划 (一) 中长期科技规划工作的重要意义 (二)中长期科技规划的指导原则 (三)中长期科技周划的总体部署 (四)战略研究的主要内容与专题设置 (五) 中长期科技规划的工作要求
(一)中长期科技规划的重要意义 十六大报告中明确提出要制定我国科学和技术长远发展规划。制定本次规划,是关系我们新世纪现代化事业和实现中华民族伟大复兴的重大事件。 中国发展面临新的机遇和挑战。在未来30至50年里,世界科学技术发展很可能在信息科学、生命科学、物质科学,以及脑与认知科学、地球与环境科学、数学与系统科学,以及自然科学与社会科学之间的交叉领域形成新的科学前沿,发生新的突破。 要创建新小康社会,实现“翻两番”的宏伟H标,必须解决产品结构、能源供应、生态环境和自然资源等对经济增长越来越强的约束,走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源得到充分发挥的新型工业化道路。这要求我们在未来15一20年内逐步建立起一个坚实的科学技术基础。 (二)中长期科技规划的指导原则 本届政府成立后,对制定科技规划十分重视,温家宝总理担任规划领导小组组长,陈至立国务委员担任副组长。温家宝总理对本次规划了作指出了三点要求和十项原则。
三点要求是: 第一, 要有正确的指导方针。 第二, 要确定主攻方向和目标。 第三, 要实行决策的科学化,民主化。
十项原则是: (l)要认真研究和实事求是地弄清我国科技发展面临的机遇和挑战,这对我们确定重点十分重要。 (2)国家科技发展战略的研究,是全局性、长远性、前瞻性的战略研究。(3)规划内容要做到“三个紧密结合”。即必须与经济社会发展、国家安全和可持续发展紧密结合。 (4)要突出重点,有所为、有所不为,凝练出能够大幅度增强综合国力的重点目标和重点领域。 (5)要充分体现中央关于“军民结合、寓军于民”的方针,促进民用科技与军用科技的紧密结合。 (6)要实行政府主导与发挥市场机制作用相结合。 (7)要在中央统一领导下,大力协司。包括部门之间、学科之间、专家之间的协同,经济界、教育界、科技界、社科界的协同。同时,还要注意加强同企业界的联系。 (8)要面向世界、面向未来,搞开放式的研究。整个 规划要有国际视野,密切关注国际科技的新变化、新趋势和新特点,关注国际经济、政治、军事发展变化对科技的影响。 (9)要处理好基础研究与应用研究的关系。 (10)要努力形成发扬民主、鼓励争鸣、集思广益、科 学决策的良好环境。
陈至立国务委员强调:
在发展战略上要体现“发展是硬道理”。未来10-20年,我们必须抓住机遇,坚持把发展作为科技工作的第一要务。
要遵循“有所为、有所不为”的方针。必须站在全局性、战略性、前瞻性的高度,从国家目标和利益出发, 凝练出一批重大课题、重大项目,集中量,重点突破,努力实现跨越式发展。
要重视关系到国家安全和长远发展的重大战略性、公益性、基础性研究下台的建设。
规划的制定与实施要体现多部门的大力协作精神。
(三)中长期科技规划的总体部署
5月30日,温家宝总理主持新一届政府国家科教领导小组第一次会议,审议并原则通过了《国家中长期科学和技术发展规划工作方案》。
6月6日,国家中长期科学和技术发展规划领导小组成立。 6月13日,温家宝总理主持国家中长期科学和技术发展规划领导小组第一次会议。
6月23-25日,切划领导小组办公室举办了“国家中长期科学和技术发展规划战略研究论坛”。
7月18日,规划领导小组总体战略专家顾问组成立。7月31日,陈至立国务委员主持召开了顾问组第一次会议。 7月27日,规划领导小组批准《国家中长期科学和技术发展规划战略研究专题设置方案》和《国家中长期科学和技术发展规划 战略研究专题组长人选 方案》。
整个规划工作分为四个阶段:
战略研究阶段(现在一2004年3月) 纲要草案阶段(2004年4月一7月) 纲要审定阶段(2004年7月一9月) “十一五”计划制定阶段(待定)
战略研究工作的安排: 启动阶段(8月底前):落实研究任务。 研究阶段(9月一12月):形成战略研究专题报告。 咨询阶段(2004年1月一3月10日):请中科院、工程院、社科院进行咨询,召开战略之间的讨论。
完善阶段(2004年3月10日一3月底):形成最终的战略研究报告
(四)战略研究的主要内容与专题设置
战略研究包括四个部分,共设立20个专题组
第一部分科技发展的宏观战略问题研究
1、 科技发展总体战略研究
2、 科技体制改革与国家创新体系研究
第二部分科技发展的重大任务研究
3、 制造业发展科技问题研究
4、 农业科技问题研究
5、 能源、资源与海洋发展科技问题研究
6、 交通科技问题研究
7、 现代服务业发展科技问题研究
8、 人口与健康科技问题研究
9、 公共安全科技问题研究
10、 生态建设、环境保护与循环经济科技问题研究
11、 市发展与城镇化科技问题研究
12、 国防科技问题研究
13、 战略高技术与高新技术产业化研究
14、 基础科学问题研究
15、 科技条件平台与基础设施建设问题研究
第三部分科技发展的投入科技人才队伍建设研究
16、 科技人才队伍建设研究
17、 科技投入及其管理模式研究
18、 科技发展法制和政策研究与改革环境
19、 创新文化与科学普及研究
20、 区域科技发展研究
第四部分重大科技专项。
(五)中长期科技规划的工作要求
要面向国家长远发展的战略需求,面向世界科技发展前沿,面向全面建设小康社会和保护国家安全。深入研究我国经济社会发展,国家安全以及科技自身发展的重大问题,抓住科技发展的主要矛盾,确定科技发展方向和切入点,凝练重大战略目标和任务,制定有效的政策和措施。
要有“四种意识”:
一要有大局意识。防止部门与学科利益的导向。
二要有创新意识。贵在提出科技创新、突破的思路,不能还是过去跟踪模仿的那一套。
三要有市场意识。把市场竞争因素和成本效益U因素作为重要考量。
四要有全球意识。科技发展有世界性的普遍规律,要了解世界科技发展前沿,掌握发展动态,预测发展趋势。
要处理好“三个关系”:
一要处理好老专家与中青年专家之间的关系。要敢于给年轻人压担子,通过专题研究培养出一批优秀的有科技战略思维的青年尖子人才。
二要处理好自然科学界与社会科学界的关系。综合运用自然科学和社会科学的研究方案和分析工具,寻求解决科学技术发展思路和途径问题。
三要处理好发挥国内专家作用与海外专家作用的关系。真正使我们的战略研究和规划既有全球视野又符合中国国情,既跟上世界科技发展的潮流,又能够解决中国的实际问题。
要建立“三大机制”:
一要建立与完善沟通协调机制
二要善于运用好战略咨询机制
三要建立并运用好公众参与机制
二、我国未来能源需求与面临的挑战
(一) 我国能源消费的现状
2000年我国能源消费量
|
数量(亿吨标准煤) |
比例(%) |
煤炭 |
8.58 |
67.0 |
石油 |
3.02 |
23.6 |
天然气 |
0.32 |
2.5 |
水电 |
0.88 |
6.9 |
合计 |
12.8 |
100 |
(二) 2020年小康社会能源需求分析
对小康社会的认识:2020年人均GDP3000美元;生活质量(5个方面16项指标),包括经济发展水平、物质生活水平、人口素质、精神生活、生活环境。
2020年我国能源需求预测与分析 单位:百万吨标准煤
|
低 |
中 |
高 |
煤 |
1289.9 |
1669.5 |
2003.4 |
油 |
596.3 |
706.4 |
769.8 |
气 |
156.4 |
222.3 |
245.9 |
水 电 |
85.6 |
97.6 |
112.1 |
核 电 |
78.3 |
78.3 |
97.8 |
其 他 |
20.9 |
22.6 |
26.3 |
合 计 |
2227.4 |
2796.7 |
3255.3 |
(三) 中国能源发展面临的挑战
1、能源翻一番,GDP翻两番,实现小康社会的目标,需要加强节能,产业结构调整,产品升级,能源效率提高。
2、满足未来能源大幅度增长的需要。
2020年:24-31亿吨标煤;2050年:40-50亿吨标煤。
3、保障国家能源上全。
2020年石油需求量:4.0-5.2亿吨;2020年进口占总消费量:50-60%。
4、以煤为主的能源结构面临的环境污染和 C02减排问题,发展煤的洁净利用技术。
—煤主要用于发电,采用高效发电技术(超临界、超超临界发电技术),解决TSP、502、NOx等污染物的去除。
—以煤气化为基础,多联产、制氢发电、运输燃料的替代。
5、加快核能和可再生能源等清洁能源的发展,优化能源结构。
三、发展先进核能技术,推进我国核能事业快速发展
(一) 核能在我国能源发展中具有重要的战略地位
1、核能作为一种安全、清洁、经济的能源,是唯一能大规模代替常规化石燃料的能源。据2002年IAEA统计,全世界运行核电机组442台,总装机3.56亿千瓦,核发电量占世界总发电量的16%,已累计运行13000堆年。
2、未来国际卜核能将迎来新的发展机遇。
70-80年代,由于石油危机,能源价格上涨,核能有了较大发展;
80年代中一90年代末,油气资源增加,两次核事故,核能发展减慢:
21世纪初,世界未来能源面临严峻挑战,能源需求增加,环境污染与温室气体减排,核电安全性与经济性改进,核电重新得到关注;
2001年4月,美国总统布什在其《能源政策报告》中指出,“发展核电是美国能源政策的重要组成部分”。
3、发展核能是调整我国能源机构,改善环境的有效途径,应采取“积极发展”的方针。
4、核能规模化发展的关键:制定发展规划,采用先进技术,统一技术路线,完善体制与机制。
(二) 先进核能系统与高温气冷堆和一体化供热堆
1、第四代核电
2000年1月由美国政府发起,组织阿根廷、巴西、加拿大、法国、日本、韩国、内非、英国和美国共九个国家参加,开发第四代核电的国际合作
2、 INPRO
2000年9月俄罗斯总统提出共同开发一种创新的核反应堆和核燃料循环体系,由IAEA组织开展INPRO国际合作计划
3、 先进核能系统提出的背景
- 能源需求持续增长
- 应对全球气候变暖,减少温室气体排放
- 公众可接受性仍是核电发展的主要瓶颈
- 化石燃料发电技术改进的经济性挑战
- 公众环保意识增强,核废物最终处置成为限制核电的重要因素
- 政治L对核材料为恐怖分子使用的关注
4、 先进核能系统的性能目标
- 提高核电的经济竞争力
- 发电成本与其它发电技术相比应具有竞争力
- 建造周期短投资风险较小
- 增强核电的安全性
- 第四代反应堆必须具有非常低的堆芯损坏可能性
- 不需要采取厂外应急计划
减少核废物产生量,对所有废物流有公众可接受的安全的解决措施
减少核扩散的风险
5、 先进核能系统的概念
先进核能系统不是单一堆型,是堆型的优化组合
- 发电成本低,安全性好的热中子堆用于发电或制氢
- 快中子堆用于长寿命MA和 FP的嬗变
全闭式燃料循环:将U、Pu:Cs、Sr;MA;FP分离开
- U、Pu再利用问(0. 9 %)
- Cs、Sr短期储存问(0.3%)
- MA、长寿命FP嬗变(0.2 %)
- 其余水泥同化浅地层埋存
(三)先进核能系统——模块式高温气冷堆与一体化核供热难
1、模块式高温气冷堆的地位和作用
(1)2010年后作为第三代核电的发展堆型
美国能源部评估认为,满足2010年核电运行目标潜力的7种堆型为: GE公司的 ABWR、西屋公司的AP600和 API 000、南非的PBMR、法马通的SWRI 000、GE的简化沸水堆ESBWR,以及俄罗斯的GT—MHR。
2020年2月 14日美国能源部长宣布, 2005年开始建造一台先进的轻水堆(ALWR)和一台先进气冷难(AGCR),2010年运行发电。
(2)第四代核电堆型的技术力”向之一
2030年以前将开发六种“新型发电”反应堆与燃料循环技术:气冷快堆(GFR)、铅冷快堆(LRF)、熔盐堆(MSR)、钠冷快堆(SFR)、超临界水堆(SCWR)、极高温堆(VHTR) 极高温堆是指氦出口温度达到 1000”C的高温气冷热中子反应堆,主要H标是利用高温了艺热制氢。
美国2001年布什政府能源政策报告(P5—16):
“先进反应堆技术为改进核能安全提供了新的前景。例 如,作为先进反应堆类型的球床气冷反应堆具有固有的安全特性。工业界对这种类型和其它的先进反应堆设计具有兴趣。” 2、高温气冷堆的发展历史
(1) 气冷反应堆(50年代)
金属包壳棒状燃料,石墨作慢化剂,C02作为冷却剂
(2) 高温气冷堆(50—70年代)
陶瓷包覆颗粒燃料,石墨作慢化剂,氦气作冷却剂
(3) 模块式高温气冷堆(80年代之后)
陶瓷包覆颗粒燃料,石墨作慢化剂,氦气作冷却剂,衰变热非能动载出
3、高温气冷堆的特征:安全性好,发电效率高,多用途
(1) 安全性
主要依靠固有安全特性和非能动安全特性
- 优异的燃料高温性能
- 温度负反应性
- 堆芯热容量大
- 非能动余热排出
- 无需厂外应急计划
(2) 发电效率高
蒸汽透平循环,氦气出口温度:7500C,效率:40%
氦气透平面接循环,氦气出口温度: 8500C,效率:45-47%
4、 10MW高温气冷实验堆
(1)国家863计划的重点项目,总投资为2.75亿元,项目目标:建造一座热功率为10兆瓦的模块式球床高温气冷实验堆;初步掌握模块式球床高温气冷难的核心技术,关键技术,设计和系统集成技术。
(2)主要进展 世界十第一座建成的具有非能动安全特性的模块式球床高温气冷堆; 研制成功包覆颗粒燃料的制造技术,制造破损率已达到国际先进水平;
研制和开发了氦风机、模块单元化螺旋管式氨/水直流蒸发器、控制棒传动机构等关键氮技术设备,掌握了高难度度的氮技术;
采用了运行工况下连续装卸燃料的技术,形成了我国有自主知识产权的创新技术
在我国核反应堆中首次采用了自己开发的全数字化的仪控系统和保护系统;
初步掌握了模块式球床高温气冷反应堆的设计和系统集成技术。
(3)燃料几件的研制
燃料几件其制造了44批,生产了20541个燃料元件,包覆燃料颗粒的平均破损率为4.6 ×10—5,优于设计的指标;
从第 11批到第 44批的平均破损率为 2.7 × 10— 5,低于德国生产用于核电厂3 ×10—5的指标,达到世界先进水平;
燃料元件的幅照燃耗已达到 100GWd/tU,辐照燃耗未引起包覆颗粒燃料破损率的明显变化;
燃料元件进行了两次事故模拟加热实验,分别加热到1200°C和 1250°C,当温度回到1050°C时,裂变产物的释放率又恢复到原水平。
5、 高温气冷堆在我国核能发展中的地位
(1)中期作为第三代先进堆型发展
- 中小型核能发电
- 干旱缺水地区核能发电
(2) 远期作为第四代先进堆型发展
- 制氢 6.我国高温气冷堆发展设想
(1) 在HTR— 10个建立氦透平发电装置
国家八六三计划(二期)
- 与俄罗斯派OKM合作,完成了方案设计
- 与国内企业合作,开展工程设计
- 开展磁悬浮轴承研制
- 2005年堆外组装和调试
- 2006年后堆上安装调试运行
(2) 建造一座蒸汽透平模块式球床高温气冷堆电站
- 与华东电力设计院合作,完成了方案设计
- 正在选址
- 开始可行性研究
- 开展工程台架实验
- 燃料元件扩大规模实验
- 计划 2005年开工 (3)用于制氢极高温反应堆的技术
- 极高温反应堆工程技术
- 高温工艺热用于制氢技术
☆ 水化学热解(碘—硫流程)研究
☆ 堆外台架实验
- 反应堆和制氢装置耦合技术研究
7、一体化核供热堆技术安全特点:一体化与自稳压;全功率自然循环冷却;非能动安全系统;新型内置式水力驱动控制棒;系统简化,操作简便,事故工况下无须操纵员干预。
|