人類要邁向更遠的未來，離不開核能的創新與發展。當“四代堆”的概念不足以指引未來時，核能行業人士不禁開始探尋，未來的核能系統應該是什么樣子。

帶著這一思考，合肥靈漁科技咨詢有限公司（以下簡稱靈漁咨詢）提出了一種“核能協同網絡”的第五代核能系統的概念，打破前四代核能系統開發沉溺于單堆演化的固定思維模式，使核能開發從“單堆改進提升的舊套路”轉向“網絡系統優化的新范式”。

日前，中國科協發布了2020“重大科學問題和工程技術難題”，靈漁咨詢提出的“第五代核能系統會是什么樣子？”也被列為重大科學問題之一。記者從中國科協了解到，該問題是我國從能源市場需求出發，對未來核能系統進行的一次主動思考，改變了以往被動消化吸收外來概念的老路子。“第五代核能系統有望使我國主導并輸出相關概念和思想，從而引領世界核能創新。”中國科學院院士鄒才能評價道。

從單堆演化到多堆協同

目前，核能的發展可分為四代—— 一代是驗證工程可行性的試驗型產品；二代是商業上可行的批量化產品；三代是希望經濟性和安全性進一步提升的演化型產品；四代是重新設計、全方位提升的下一代產品。

“提到核能的未來，很多人立馬會想到‘四代堆’，但‘四代堆’的概念卻給人一種錯覺和誤導，似乎意味著三代要取代二代、四代要取代三代一樣。”靈漁咨詢時靖誼博士告訴《中國科學報》，“其實，這并不一定就是核能未來的樣子。”

實際上，前四代堆的劃分是典型的單堆演化思維，過分關注了單個核能系統自身，在大系統和市場化思維方面顯得非常不足。第五代核能系統則是由“堆群”組成的核能協同網絡整體，“堆群”中可能存在著不同的堆型，不同堆型的任務分工也各有側重。

“白天可再生能源發電多的時候，它就可以少發一點電，進入休息狀態或是去干點別的。”時靖誼舉例稱，“就好像一個生態公園，白天放風箏、跑步、騎車的人多一點，晚上則跳廣場舞、散步的人多一點。”

靈漁咨詢認為，這種系統具有系統性、靈活性和多能性三大特點。系統性是其最大特點，意味著未來核能系統的開發不再像過去那樣僅盯著單個反應堆系統，而是考慮堆與堆之間的協同，強調從大系統出發解決問題。而系統的設計也要從能源系統出發，研究其對核能的需求和要求。同時考慮核燃料資源利用的全壽期，管住反應堆的“吃喝拉撒”，首尾兼顧。

靈活性是第五代核能系統的核心要求。首先，它必須要能為電網提供平衡調節能力。“電網要它出多少力就出多少力，而不像現在的核能系統那樣，不管什么時候都在出大力。”時靖誼說。其次，核能協同網絡還得提供靈活部署的能力，為應急救災等場景提供支持。“就像互聯網公司線上平臺一樣，疫情期間能快速擴容，疫情結束后還能縮容。”

多能性則是第五代核能系統的內涵要求。今天的核能利用主要是發電，而未來的核能還將在工藝供熱、海水淡化、核能制氫等方面發揮重要作用。在鄒才能看來，未來，第五代核能系統還將更加靈活地融入和支持“智慧能源”的多能協調，發揮多能擔當，助力電網、工業、運輸等領域的深度脫碳，推動構建“清潔低碳、安全高效”能源體系。

有望引領世界核能創新

鄒才能認為，第五代核能系統的概念落地和最終建成具有“四個革新、一個引領”意義，即實現由產品推動轉向需求拉動的開發觀念革新、由單堆演化轉向網絡優化的開發模式革新、由基荷能源轉向平衡調能的應用觀念革新、由單一發電轉向多領域供能的應用場景革新，從而引領世界核能創新。

“我們與國外最大的差距不是裝備與技術，而是對未來核能的理解與思考。”在時靖誼看來，核能的創新與發展需要思想先行、理念先行，如果理念和思想上是別人的，則很難擺脫跟隨式發展和逆向式設計的長期思維定勢，以至于長期追趕、長期落后。

核能的發展需要有未來觀，即從未來看現在。靈漁咨詢研究認為，率先提出第五代核能系統的概念，雖然在對未來的認識上做到了領先一步，但在技術上仍存在關鍵挑戰，包括單堆的研發、堆與堆之間的協同、單堆的整體性測試樞紐。此外，思想認識層面也需要在研發群體和利益相關者之中形成共識，打破原有的固有思維限制。

“第五代是一個核能協同網絡的概念。既然是網絡，我們就可以先建一部分，先行先試，不斷優化、不斷完善、不斷擴充。”時靖誼表示，我國現有能源系統可為第五代核能系統的開發提供30年的戰略機遇期，在這30年內我們有望實現第五代核能系統初級階段的落地，即研發出第五代核能系統的最小可用產品。

“第五代核能系統將引領中國走向未來核能開發的前沿，并將帶動核能開發新基礎設施的建設和發展。30年后，誰能說主導未來核能的不會是我們呢？”時靖誼說，千里之行，始于足下。路雖遠，行則將至。