 ——中國工程院院士、清華大學校長 王大中
一、 關於開展國家中長期科技規劃 (一) 中長期科技規劃工作的重要意義 (二)中長期科技規劃的指導原則 (三)中長期科技周劃的總體部署 (四)戰略研究的主要內容與專題設置 (五) 中長期科技規劃的工作要求
(一)中長期科技規劃的重要意義 十六大報告中明確提出要制定我國科學和技術長遠發展規劃。制定本次規劃,是關係我們新世紀現代化事業和實現中華民族偉大復興的重大事件。 中國發展面臨新的機遇和挑戰。在未來30至50年裏,世界科學技術發展很可能在資訊科學、生命科學、物質科學,以及腦與認知科學、地球與環境科學、數學與系統科學,以及自然科學與社會科學之間的交叉領域形成新的科學前沿,發生新的突破。 要創建新小康社會,實現“翻兩番”的宏偉H標,必須解決産品結構、能源供應、生態環境和自然資源等對經濟增長越來越強的約束,走出一條科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染少、人力資源得到充分發揮的新型工業化道路。這要求我們在未來15一20年內逐步建立起一個堅實的科學技術基礎。 (二)中長期科技規劃的指導原則 本屆政府成立後,對制定科技規劃十分重視,溫家寶總理擔任規劃領導小組組長,陳至立國務委員擔任副組長。溫家寶總理對本次規劃了作指出了三點要求和十項原則。
三點要求是: 第一, 要有正確的指導方針。 第二, 要確定主攻方向和目標。 第三, 要實行決策的科學化,民主化。
十項原則是: (l)要認真研究和實事求是地弄清我國科技發展面臨的機遇和挑戰,這對我們確定重點十分重要。 (2)國家科技發展戰略的研究,是全局性、長遠性、前瞻性的戰略研究。(3)規劃內容要做到“三個緊密結合”。即必須與經濟社會發展、國家安全和可持續發展緊密結合。 (4)要突出重點,有所為、有所不為,凝練出能夠大幅度增強綜合國力的重點目標和重點領域。 (5)要充分體現中央關於“軍民結合、寓軍於民”的方針,促進民用科技與軍用科技的緊密結合。 (6)要實行政府主導與發揮市場機製作用相結合。 (7)要在中央統一領導下,大力協司。包括部門之間、學科之間、專家之間的協同,經濟界、教育界、科技界、社科界的協同。同時,還要注意加強同企業界的聯繫。 (8)要面向世界、面向未來,搞開放式的研究。整個 規劃要有國際視野,密切關注國際科技的新變化、新趨勢和新特點,關注國際經濟、政治、軍事發展變化對科技的影響。 (9)要處理好基礎研究與應用研究的關係。 (10)要努力形成發揚民主、鼓勵爭鳴、集思廣益、科 學決策的良好環境。
陳至立國務委員強調:
在發展戰略上要體現“發展是硬道理”。未來10-20年,我們必須抓住機遇,堅持把發展作為科技工作的第一要務。
要遵循“有所為、有所不為”的方針。必須站在全局性、戰略性、前瞻性的高度,從國家目標和利益出發, 凝練出一批重大課題、重大項目,集中量,重點突破,努力實現跨越式發展。
要重視關係到國家安全和長遠發展的重大戰略性、公益性、基礎性研究下臺的建設。
規劃的制定與實施要體現多部門的大力協作精神。
(三)中長期科技規劃的總體部署
5月30日,溫家寶總理主持新一屆政府國家科教領導小組第一次會議,審議並原則通過了《國家中長期科學和技術發展規劃工作方案》。
6月6日,國家中長期科學和技術發展規劃領導小組成立。 6月13日,溫家寶總理主持國家中長期科學和技術發展規劃領導小組第一次會議。
6月23-25日,切劃領導小組辦公室舉辦了“國家中長期科學和技術發展規劃戰略研究論壇”。
7月18日,規劃領導小組總體戰略專家顧問組成立。7月31日,陳至立國務委員主持召開了顧問組第一次會議。 7月27日,規劃領導小組批准《國家中長期科學和技術發展規劃戰略研究專題設置方案》和《國家中長期科學和技術發展規劃 戰略研究專題組長人選 方案》。
整個規劃工作分為四個階段:
戰略研究階段(現在一2004年3月) 綱要草案階段(2004年4月一7月) 綱要審定階段(2004年7月一9月) “十一五”計劃制定階段(待定)
戰略研究工作的安排: 啟動階段(8月底前):落實研究任務。 研究階段(9月一12月):形成戰略研究專題報告。 諮詢階段(2004年1月一3月10日):請中科院、工程院、社科院進行諮詢,召開戰略之間的討論。
完善階段(2004年3月10日一3月底):形成最終的戰略研究報告
(四)戰略研究的主要內容與專題設置
戰略研究包括四個部分,共設立20個專題組
第一部分科技發展的宏觀戰略問題研究
1、 科技發展總體戰略研究
2、 科技體制改革與國家創新體系研究
第二部分科技發展的重大任務研究
3、 製造業發展科技問題研究
4、 農業科技問題研究
5、 能源、資源與海洋發展科技問題研究
6、 交通科技問題研究
7、 現代服務業發展科技問題研究
8、 人口與健康科技問題研究
9、 公共安全科技問題研究
10、 生態建設、環境保護與迴圈經濟科技問題研究
11、 市發展與城鎮化科技問題研究
12、 國防科技問題研究
13、 戰略高技術與高新技術産業化研究
14、 基礎科學問題研究
15、 科技條件平臺與基礎設施建設問題研究
第三部分科技發展的投入科技人才隊伍建設研究
16、 科技人才隊伍建設研究
17、 科技投入及其管理模式研究
18、 科技發展法制和政策研究與改革環境
19、 創新文化與科學普及研究
20、 區域科技發展研究
第四部分重大科技專項。
(五)中長期科技規劃的工作要求
要面向國家長遠發展的戰略需求,面向世界科技發展前沿,面向全面建設小康社會和保護國家安全。深入研究我國經濟社會發展,國家安全以及科技自身發展的重大問題,抓住科技發展的主要矛盾,確定科技發展方向和切入點,凝練重大戰略目標和任務,制定有效的政策和措施。
要有“四種意識”:
一要有大局意識。防止部門與學科利益的導向。
二要有創新意識。貴在提出科技創新、突破的思路,不能還是過去跟蹤模倣的那一套。
三要有市場意識。把市場競爭因素和成本效益U因素作為重要考量。
四要有全球意識。科技發展有世界性的普遍規律,要了解世界科技發展前沿,掌握髮展動態,預測發展趨勢。
要處理好“三個關係”:
一要處理好老專家與中青年專家之間的關係。要敢於給年輕人壓擔子,通過專題研究培養出一批優秀的有科技戰略思維的青年尖子人才。
二要處理好自然科學界與社會科學界的關係。綜合運用自然科學和社會科學的研究方案和分析工具,尋求解決科學技術發展思路和途徑問題。
三要處理好發揮國內專家作用與海外專家作用的關係。真正使我們的戰略研究和規劃既有全球視野又符合中國國情,既跟上世界科技發展的潮流,又能夠解決中國的實際問題。
要建立“三大機制”:
一要建立與完善溝通協調機制
二要善於運用好戰略諮詢機制
三要建立並運用好公眾參與機制
二、我國未來能源需求與面臨的挑戰
(一) 我國能源消費的現狀
2000年我國能源消費量
|
數量(億噸標準煤) |
比例(%) |
煤炭 |
8.58 |
67.0 |
石油 |
3.02 |
23.6 |
天然氣 |
0.32 |
2.5 |
水電 |
0.88 |
6.9 |
合計 |
12.8 |
100 |
(二) 2020年小康社會能源需求分析
對小康社會的認識:2020年每人平均GDP3000美元;生活品質(5個方面16項指標),包括經濟發展水準、物質生活水準、人口素質、精神生活、生活環境。
2020年我國能源需求預測與分析 單位:百萬噸標準煤
|
低 |
中 |
高 |
煤 |
1289.9 |
1669.5 |
2003.4 |
油 |
596.3 |
706.4 |
769.8 |
氣 |
156.4 |
222.3 |
245.9 |
水 電 |
85.6 |
97.6 |
112.1 |
核 電 |
78.3 |
78.3 |
97.8 |
其 他 |
20.9 |
22.6 |
26.3 |
合 計 |
2227.4 |
2796.7 |
3255.3 |
(三) 中國能源發展面臨的挑戰
1、能源翻一番,GDP翻兩番,實現小康社會的目標,需要加強節能,産業結構調整,産品升級,能源效率提高。
2、滿足未來能源大幅度增長的需要。
2020年:24-31億噸標煤;2050年:40-50億噸標煤。
3、保障國家能源上全。
2020年石油需求量:4.0-5.2億噸;2020年進口占總消費量:50-60%。
4、以煤為主的能源結構面臨的環境污染和 C02減排問題,發展煤的潔凈利用技術。
—煤主要用於發電,採用高效發電技術(超臨界、超超臨界發電技術),解決TSP、502、NOx等污染物的去除。
—以煤氣化為基礎,多聯産、制氫發電、運輸燃料的替代。
5、加快核能和可再生能源等清潔能源的發展,優化能源結構。
三、發展先進核能技術,推進我國核能事業快速發展
(一) 核能在我國能源發展中具有重要的戰略地位
1、核能作為一種安全、清潔、經濟的能源,是唯一能大規模代替常規化石燃料的能源。據2002年IAEA統計,全世界運作核電機組442台,總裝機3.56億千瓦,核發電量佔世界總發電量的16%,已累計運作13000堆年。
2、未來國際卜核能將迎來新的發展機遇。
70-80年代,由於石油危機,能源價格上漲,核能有了較大發展;
80年代中一90年代末,油氣資源增加,兩次核事故,核能發展減慢:
21世紀初,世界未來能源面臨嚴峻挑戰,能源需求增加,環境污染與溫室氣體減排,核電安全性與經濟性改進,核電重新得到關注;
2001年4月,美國總統布希在其《能源政策報告》中指出,“發展核電是美國能源政策的重要組成部分”。
3、發展核能是調整我國能源機構,改善環境的有效途徑,應採取“積極發展”的方針。
4、核能規模化發展的關鍵:制定發展規劃,採用先進技術,統一技術路線,完善體制與機制。
(二) 先進核能系統與高溫氣冷堆和一體化供熱堆
1、第四代核電
2000年1月由美國政府發起,組織阿根廷、巴西、加拿大、法國、日本、韓國、內非、英國和美國共九個國家參加,開發第四代核電的國際合作
2、 INPRO
2000年9月俄羅斯總統提出共同開發一種創新的核反應爐和核燃料迴圈體系,由IAEA組織開展INPRO國際合作計劃
3、 先進核能系統提出的背景
- 能源需求持續增長
- 應對全球氣候變暖,減少溫室氣體排放
- 公眾可接受性仍是核電發展的主要瓶頸
- 化石燃料發電技術改進的經濟性挑戰
- 公眾環保意識增強,核廢物最終處置成為限制核電的重要因素
- 政治L對核材料為恐怖分子使用的關注
4、 先進核能系統的性能目標
- 提高核電的經濟競爭力
- 發電成本與其他發電技術相比應具有競爭力
- 建造週期短投資風險較小
- 增強核電的安全性
- 第四代反應堆必須具有非常低的堆芯損壞可能性
- 不需要採取廠外應急計劃
減少核廢物産生量,對所有廢物流有公眾可接受的安全的解決措施
減少核擴散的風險
5、 先進核能系統的概念
先進核能系統不是單一堆型,是堆型的優化組合
- 發電成本低,安全性好的熱中子堆用於發電或制氫
- 快中子堆用於長壽命MA和 FP的嬗變
全閉式燃料迴圈:將U、Pu:Cs、Sr;MA;FP分離開
- U、Pu再利用問(0. 9 %)
- Cs、Sr短期儲存問(0.3%)
- MA、長壽命FP嬗變(0.2 %)
- 其餘水泥同化淺地層埋存
(三)先進核能系統——模組式高溫氣冷堆與一體化核供熱難
1、模組式高溫氣冷堆的地位和作用
(1)2010年後作為第三代核電的發展堆型
美國能源部評估認為,滿足2010年核電運作目標潛力的7種堆型為: GE公司的 ABWR、西屋公司的AP600和 API 000、南非的PBMR、法馬通的SWRI 000、GE的簡化沸水堆ESBWR,以及俄羅斯的GT—MHR。
2020年2月 14日美國能源部長宣佈, 2005年開始建造一台先進的輕水堆(ALWR)和一台先進氣冷難(AGCR),2010年運作發電。
(2)第四代核電堆型的技術力”向之一
2030年以前將開發六種“新型發電”反應堆與燃料迴圈技術:氣冷快堆(GFR)、鉛冷快堆(LRF)、熔鹽堆(MSR)、鈉冷快堆(SFR)、超臨界水堆(SCWR)、極高溫堆(VHTR) 極高溫堆是指氦出口溫度達到 1000”C的高溫氣冷熱中子反應堆,主要H標是利用高溫了藝熱制氫。
美國2001年布希政府能源政策報告(P5—16):
“先進反應堆技術為改進核能安全提供了新的前景。例 如,作為先進反應堆類型的球床氣冷反應堆具有固有的安全特性。工業界對這種類型和其他的先進反應堆設計具有興趣。” 2、高溫氣冷堆的發展歷史
(1) 氣冷反應堆(50年代)
金屬包殼棒狀燃料,石墨作慢化劑,C02作為冷卻劑
(2) 高溫氣冷堆(50—70年代)
陶瓷包覆顆粒燃料,石墨作慢化劑,氦氣作冷卻劑
(3) 模組式高溫氣冷堆(80年代之後)
陶瓷包覆顆粒燃料,石墨作慢化劑,氦氣作冷卻劑,衰變熱非能動載出
3、高溫氣冷堆的特徵:安全性好,發電效率高,多用途
(1) 安全性
主要依靠固有安全特性和非能動安全特性
- 優異的燃料高溫性能
- 溫度負反應性
- 堆芯熱容量大
- 非能動餘熱排出
- 無需廠外應急計劃
(2) 發電效率高
蒸汽透平迴圈,氦氣出口溫度:7500C,效率:40%
氦氣透平面接迴圈,氦氣出口溫度: 8500C,效率:45-47%
4、 10MW高溫氣冷實驗堆
(1)國家863計劃的重點項目,總投資為2.75億元,項目目標:建造一座熱功率為10兆瓦的模組式球床高溫氣冷實驗堆;初步掌握模組式球床高溫氣冷難的核心技術,關鍵技術,設計和系統整合技術。
(2)主要進展 世界十第一座建成的具有非能動安全特性的模組式球床高溫氣冷堆; 研製成功包覆顆粒燃料的製造技術,製造破損率已達到國際先進水準;
研製和開發了氦風機、模組單元化螺旋管式氨/水直流蒸發器、控制棒傳動機構等關鍵氮技術設備,掌握了高難度度的氮技術;
採用了運作工況下連續裝卸燃料的技術,形成了我國有自主智慧財産權的創新技術
在我國核反應爐中首次採用了自己開發的全數字化的儀控系統和保護系統;
初步掌握了模組式球床高溫氣冷反應堆的設計和系統整合技術。
(3)燃料幾件的研製
燃料幾件其製造了44批,生産了20541個燃料元件,包覆燃料顆粒的平均破損率為4.6 10—5,優於設計的指標;
從第 11批到第 44批的平均破損率為 2.7 10— 5,低於德國生産用於核電廠3 10—5的指標,達到世界先進水準;
燃料元件的幅照燃耗已達到 100GWd/tU,輻照燃耗未引起包覆顆粒燃料破損率的明顯變化;
燃料元件進行了兩次事故模擬加熱實驗,分別加熱到1200 C和 1250 C,當溫度回到1050 C時,裂變産物的釋放率又恢復到原水準。
5、 高溫氣冷堆在我國核能發展中的地位
(1)中期作為第三代先進堆型發展
- 中小型核能發電
- 乾旱缺水地區核能發電
(2) 遠期作為第四代先進堆型發展
- 制氫 6.我國高溫氣冷堆發展設想
(1) 在HTR— 10個建立氦透平發電裝置
國家八六三計劃(二期)
- 與俄羅斯派OKM合作,完成了方案設計
- 與國內企業合作,開展工程設計
- 開展磁懸浮軸承研製
- 2005年堆外組裝和調試
- 2006年後堆上安裝調試運作
(2) 建造一座蒸汽透平模組式球床高溫氣冷堆電站
- 與華東電力設計院合作,完成了方案設計
- 正在選址
- 開始可行性研究
- 開展工程臺架實驗
- 燃料元件擴大規模實驗
- 計劃 2005年開工 (3)用於制氫極高溫反應堆的技術
- 極高溫反應堆工程技術
- 高溫工藝熱用於制氫技術
☆ 水化學熱解(碘—硫流程)研究
☆ 堆外臺架實驗
- 反應堆和制氫裝置耦合技術研究
7、一體化核供熱堆技術安全特點:一體化與自穩壓;全功率自然迴圈冷卻;非能動安全系統;新型內置式水力驅動控制棒;系統簡化,操作簡便,事故工況下無須操縱員干預。
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