三峽工程共安裝單機容量68萬千瓦的機組26台,總裝機容量1768萬千瓦,年發電量840億千瓦時,相當於6.5個已建成的葛洲壩水電站(271.5萬千瓦),或相當於每年節省5000萬噸火電用煤,還可節省1600公裏運輸線路。與相同的燃煤火電站相比,每年可少排放1億多噸二氧化碳、200萬噸二氧化硫、37萬噸氮氧化物,以及大量廢渣、廢水。
三峽工程將於2008年全部建成,屆時將分別向華東和華中輸送600-800萬千瓦電力,它對於這兩個地區能源平衡將起到重要作用。這兩個地區是我國經濟發達地區,隨著經濟的高速發展,對電力要求也迅速增長,三峽工程的建成在開發長江經濟帶中將起巨大的推動作用。
三峽水電工程建成之後,華東電網與華中電網實行聯合運行,有巨大的錯峰效益。因為華東、華中兩電網最大負荷出現有季節的差異,華東電網的最大負荷出現在每年的6-8月,而華中電網的最大負荷出現在11-12月。華東、華中兩電網能源結構不同,華中電網水電比重大,汛期有大量季節性電能,聯網後可將部分季節性電能轉化為華東電網夏季季節性負荷所需的電力,提高華東電網火電機組檢修備用容量。將來全國大電網形成後,可實現跨流域水電豐枯季節互補。統一電網有著巨大的經濟效益和社會效益。
能源世界的“巨人”——核能
核能俗稱原子能,它是指原子核裏的核子(中子或質子)重新分配和組合時釋放出來的能量。核能分為兩類,一類叫核裂變能,它是指重元素(鈾或鈈等)的原子核發生裂變時釋放出來的能量。另一類叫聚變能,它是指輕元素(氘和氚)的原子核在發生聚變反應時釋放出來的能量。
核能有巨大的威力,1公斤鈾原子核全部裂變釋放出的能量,約等於2700噸標準煤燃燒時所放出的化學能。一座100萬千瓦的核電站,每年隻需25-30噸低濃度鈾核燃料,而相同功率的煤電站,每年則需要有300多萬噸原煤,這些核燃料隻需10輛卡車就能運到現場,而運輸300多萬噸煤炭,則需要1000列火車。核聚變反應釋放的能量更可貴。有人做過生動的比喻:1公斤煤隻能使一列火車開動8米,1公斤鈾可使一列火車開動4萬公裏;而1公斤氚化鋰和氘比鋰的混合物,可使一列火車從地球開到月球,行程40萬公裏。
地球上蘊藏著數量可觀的鈾、釷等核裂變資源,如果把它們的裂變能充分地利用起來,可滿足人類上千年的能源需求。
在汪洋大海裏,蘊藏著20萬億噸氘,它們的聚變能可頂幾萬億億噸煤,可滿足人類百億年的能源需求。
核能是人類最終解決能源問題的希望。核能技術的開發,對現代社會會產生深遠的影響。
核裂變能
核能的成就雖然首先被應用於軍事目的,但其後就實現了核能的和平利用,其中最重要也是最主要的是通過核電站來發電。
核電站已躋身於電力工業行列,是利用原子核裂變反應放出的核能來發電的裝置,通過核反應堆實現核能與熱能的轉換。核反應堆的種類,按引起裂變的中子能量分為熱中子反應堆和快中子反應堆。由於熱中子更容易引起鈾235的裂變,因此熱中子反應堆比較容易控製,這種反應堆需用慢化劑,通過它的原子核與快中子彈性碰撞,將快中子慢化成熱中子。
早在20世紀50年代初,人類開始開發利用核能,誕生了核電站。經過30多年的發展,核電已是世界公認的經濟實惠、安全可靠的能源。
截至1993年12月31日,全世界已有34個國家或地區的422座(堆)核電站正在運行,總裝機容量為3.56235億千瓦;正在建造的核電站有61座(堆),總裝機容量為5586.6萬千瓦。全世界1993年全年核發電總量為21817679GWh,核發電量占世界總發電量的17%以上。
核能是能源的重要發展方向,特別在世界能源結構從石油為主向非油能源過渡的時期,核能、煤炭和節能被認為是解決能源危機的主要希望。為此,各國都在大力發展核電。
然而特別令人擔心的是根據目前探明的有經濟開采價值的鈾礦儲量,如果繼續按現有速度建造眼下的熱中子堆核電站,由於它隻能利用鈾資源的1%-2%,則要不了50年,經濟可采的鈾礦也會耗盡。如果到那時,還不能脫離核裂變能利用的初級階段,人類將可能麵臨新的能源危機。
在能源新挑戰麵前,核科學家早已在尋找應戰的武器,這就是已經過40多年研究開發的快中子增殖堆(簡稱快堆)核電站。有了它,相當於把鈾資源的利用率提高了50-60倍,那樣能源的供應將出現新的奇跡,在今後上千年內,人類完全可以靠快堆發電,保證有富足的能源可用。
快堆的最顯著的特點是直接靠核裂變產生的快速飛行的中子來維持鏈式裂變反應。它以239鈈作燃料,“爐膛”裏不設慢化劑,隻有冷卻劑(鈉或氦)。在快堆中,每“燒掉”一個239鈈原子,能夠使238鈾吸收中子後新生產出1.4個239鈈原子,這樣在快堆中就出現了神話般的奇跡——核燃料越“燒”越多。這就是所謂的核燃料的增殖過程。