中國核電跨越發(fā)展談何容易？

2017-09-01 14:51:38 中國核網(wǎng) 　點擊量：463 評論 (0)

中國長期以來，以煤炭為主的能源結構不僅已無法適應經(jīng)濟的快速發(fā)展，也造成了較嚴重的社會能源、環(huán)境問題。所以，核能是目前唯一達到工業(yè)應用、可以大規(guī)模替代化石燃料的能源。近年來，我國核電呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)

中國長期以來，以煤炭為主的能源結構不僅已無法適應經(jīng)濟的快速發(fā)展，也造成了較嚴重的社會能源、環(huán)境問題。所以，核能是目前唯一達到工業(yè)應用、可以大規(guī)模替代化石燃料的能源。

近年來，我國核電呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢。截至2017年6月30日，我國投入商業(yè)運行的核電機組共36臺，運行裝機容量達到34718.16MWe。在建核電機組21臺，裝機容量2344萬千瓦，在建規(guī)模居世界首位。

雖然我國核電技術走向了世界，但國內核電的發(fā)展，似乎不容樂觀。棄核、核安全以及乏燃料處理，正困擾著我國核電。

核電陷入邊建邊棄困境

據(jù)統(tǒng)計，2016年我國核電在運機組共35個，全國核電機組按發(fā)電能力可生產(chǎn)2428億度電，但實際完成的計劃電量為1829億度，參與市場交易消納137億度，總計損失電量462億度，棄核率達19%。

全國政協(xié)委員、中國廣核集團董事長賀禹在提到棄核問題時表示，“去年我們核電棄發(fā)430億千瓦時，這個量相當于全國35臺投入運行的機組里有7臺處于停機狀態(tài)。”

而根據(jù)國家能源局發(fā)布的《2017年能源工作指導意見》，今年將有8臺核電機組開工。顯然，如不解決消納問題，核電將陷入如同風電、光伏發(fā)電一樣“邊建邊棄”的困境。

與太陽能發(fā)電、風電項目相比，核電具有安全質量標準高、單體投資大、建設周期長、技術和資金密集等特點。國家花費巨大代價建成一座核電站，就應充分發(fā)揮其作用，不應使核電發(fā)電能力和資產(chǎn)出現(xiàn)閑置。在賀禹看來，“核電如果不能按照基本負荷運行，不能保證滿發(fā)多發(fā)，本身就是一種嚴重浪費。”

為了解決消納問題，國家發(fā)改委和國家能源局聯(lián)合印發(fā)了《保障核電安全消納暫行辦法》。這份文件明確了核電保障性消納的基本原則為＂確保安全、優(yōu)先上網(wǎng)、保障電量、平衡利益＂，提出核電機組應按發(fā)電能力滿發(fā)運行來安排年度計劃電量，電網(wǎng)企業(yè)應盡量減少安排核電機組調峰，同時鼓勵通過電力直接交易等市場化方式促進消納，并提出跨省區(qū)消納，要求地方積極配合。

核電安全性受質疑

棄核問題雖然嚴重，但真正阻礙我國乃至世界核電發(fā)展的，卻始終是安全問題。

對大眾來講，核電主要存在兩方面威脅，一方面是爆炸，另一方面是核輻射。

首先，核電站內的反應堆，不可能像原子彈那樣爆炸。原因很簡單，核反應堆的燃料鈾不純。能夠發(fā)生鏈式反應的鈾為鈾235，核彈要求鈾235的純度在90%以上。而核電站反應堆只有3%左右的鈾235，完全無需擔心鏈式反應所造成的爆炸。

其次，核電站日常輻射量可以忽略，核泄漏所引發(fā)核輻射的可能性也非常低。在不發(fā)生事故的情況下，核電廠日常輻射量非常小，比環(huán)境本體輻射量還要小很多。核能專家指出，核電廠幾乎比所有的工業(yè)都要安全，其周圍的輻射量，甚至比一般的火電廠要小很多。

那么在安全問題上，唯一應該擔心的，便是核泄漏所引發(fā)的核輻射。

目前為止，世界上影響較大的核事故主要有三起，包括美國三哩島核事故、蘇聯(lián)切爾諾貝利核事故和日本福島核事故。

美國三哩島核事故并未造成人員傷亡和實質性影響。1979年3月38日清晨，美國建在賓夕法尼亞洲哈里斯堡東南16公里的三哩島核電站，第二號反應堆發(fā)生了一起嚴重的失水事故，反應堆的堆芯部分熔化，大部分燃料元件損壞或熔化，放射性裂變產(chǎn)物泄漏到安全殼內，但并未外泄，對環(huán)境造成了輕微影響。

切爾諾貝利核事故是技術落后和人為原因的結果。1986年4月26日，由于操作人員違反規(guī)章制度，切爾諾貝利核電站第四號反應堆大起火，并發(fā)生化學爆炸（并非核爆炸），其輻射量相當于400顆美國投在日本的原子彈。事故導致32人當場死亡，環(huán)境保護組織綠色和平組織2006年發(fā)表的報告稱，切爾諾貝利核事故導致27萬人患癌，間接死亡人數(shù)達9.3萬。此外，切爾諾貝利核電站沒有絕大多數(shù)核電站具有的安全殼。這次事故被稱作歷史上最嚴重的核電事故，切爾諾貝利城因此被廢棄。

日本福島核事故有自然災害和安全措施不完善兩方面原因。2011年3月11日，日本東北太平洋地區(qū)發(fā)生里氏9.0級地震，繼而發(fā)生海嘯，導致福島核電站受到嚴重影響，第一核電廠的放射性物質泄漏，1、3、4號機組發(fā)生氫氣爆炸。日本政府將福島第一核電站報廢處理分為三個階段：核污染水處理、核燃料取出和核電站整體拆除“廢爐”。整個處理計劃耗時約35年。但是，由于輻射量非常大的問題，相關作業(yè)進展不順利，原定于2017年內開始的3號機組燃料棒取出作業(yè)，延后至2018年中期實施。這是繼2015年6月第二次推遲工程進度。屢次的推遲工作，足以見核泄漏影響的長久。

國際上把核設施內發(fā)生的有安全意義的事件分為七個等級，這三次事故中，美國三哩島核事故為5級，切爾諾貝利核事故和福島核事故均為7級。

全球核電產(chǎn)業(yè)停滯

美國三哩島核事故和切爾諾貝利核事故后，人類利用核能的安全性受到質疑，核電發(fā)展受阻，世界各國建設核電站腳步放緩。而福島核事故，更是讓開始出現(xiàn)復蘇的核電產(chǎn)業(yè)，再次受到嚴重打擊。

福島核事故引發(fā)了國際組織和各主要核電國家的高度關注。時任美國總統(tǒng)的奧巴馬下令對美國所有核電站進行全面檢查，加拿大在要求全國核電廠進行檢查，歐盟也立即展開了核電廠風險和安全評估，而日本本國則暫停了所有核電廠。

我國也立即做出反應，福島事故發(fā)生5天后，國務院出臺了“國四條”，要求對全國在運在建核電機組進行安全檢查，暫停審批核電項目。《能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》中，原本計劃到2015年核電裝機量達0.4億千瓦，隨著福島核事故的影響，2015年我國核電裝機量只達到了0.27億千瓦。

同時，福島核事故影響了全世界對核電的態(tài)度。核電供應占全國供電量40%的瑞士表示，現(xiàn)有核電站將于2019年至2034年陸續(xù)達到最高使用年限，之后不再重建或更新核電站。德國宣布將于2022年前關閉國內所有核電站。比利時計劃從2015年到2025年逐步關閉其核反應堆，盡管核電提供了全國50%左右的電量。法國、愛爾蘭、意大利、瑞典、芬蘭等國，也紛紛表示棄核或者降低核電比例。

乏燃料處理成為難題

除了核事故之外，乏燃料的處理問題也是阻礙核電發(fā)展的重要因素。

乏燃料是核反應堆經(jīng)過輻射照射、使用過的核燃料，其鈾含量低，已無法繼續(xù)維持核反應。乏燃料仍然含有大量可利用物質，經(jīng)過后續(xù)回收處理，最終轉變?yōu)椴辉傩枰⒕哂蟹派湫缘暮藦U料。

核廢料擁有極強的放射性，且其半衰期長達數(shù)千年、數(shù)萬年甚至幾十萬年之久。在幾十萬年后，這些核廢料還能傷害人類和環(huán)境，因而如何安全、永久地處理核廢料是科學家們一個重大的課題。

從核電商用到現(xiàn)在，全球已經(jīng)積攢的大量乏燃料和核廢料，這些物質的處理問題迫在眉睫。目前，世界上大多數(shù)乏燃料處理并沒有采取有效的措施，而是處于暫存狀態(tài)。

經(jīng)過多年的試驗與研究，目前世界上公認的最安全可行的核廢料處理方法就是深地質處置，即將高放廢料保存在地下深處的特殊倉庫中永久保存。但到現(xiàn)在為止，還沒有一個國家能夠找到安全、永久處理高放射性核廢料的辦法。

大的有核國家，比如美國、俄羅斯都在他們本國找到了暫時存儲核廢料的地點。2010年美國國會通過，決定在美國西部內華達州沙漠地區(qū)存放美國核廢料。俄羅斯決定在西伯利亞無人區(qū)建立核廢料存放地，并歡迎其他國家付費存放。部分人口密集的有核國家很難找到合適的核廢料存儲地，而德國宣布不再新建核電站也與此原因有關。

我國不會放棄核電

棄核、核安全以及乏燃料的處理，共同制約著我國核電的發(fā)展。但作為能源消耗大國，我國不可能放棄核電。

福島核事故之后，國家能源局原局長張國寶表示，作為一個人口眾多、能源問題十分突出的大國，中國不可能放棄核電。

“十三五”規(guī)劃中指出，日本福島核事故影響了世界核電發(fā)展進程，但在確保安全的前提下，主要核電大國和一些新興國家仍將核電作為低碳能源發(fā)展的方向。

核電是我國的發(fā)展清潔能源的必然選擇，但幾次核事故帶來的教訓不可忽視，也讓我國在核電站設計、選址、審核方面變得更加嚴格。

事故發(fā)生之后，中國核電之父、中國科學院院士、核反應堆與核電工程專家歐陽予曾表示，福島核電站屬于第二代核電站，在安全設計上存在不足。為了提高核電的安全性和經(jīng)濟性，我國把重點放在建設第三代核電機組上。

賀禹介紹，我國在運、在建核電站均采用了更加成熟和更先進的核電技術，固有安全性更高。且在我國核電站的設計中，已經(jīng)考慮了當?shù)貧v史上曾經(jīng)出現(xiàn)的最嚴重的地震、海嘯、熱帶風暴、洪水等自然災害的因素，能夠自動或者手動安全停堆，擁有足夠安全性。他提到，我國核電站從未發(fā)生過國際核事件分級表2級及以上運行事件，安全狀況良好。

技術進步提高核電安全性

事實上，核電發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)有了非常高的安全保障。核泄漏發(fā)生的可能性，也微乎其微。

資料顯示，在目前核電站多重安全屏障的保護下，發(fā)生嚴重事故的幾率極低，從概率上來講，一個反應堆大約運行10萬年才有可能存在一次，而目前新建的第三代機組發(fā)生事故的頻率更低。

比較三次核事故：美國三哩島核電站使用的是壓水堆，因為安全殼的緣故并沒有造成人員損失和環(huán)境污染；切爾諾貝利核電站使用的是石墨堆，且沒有安全殼保護；福島核電站使用的是沸水堆。而現(xiàn)在的壓水堆核電廠反應堆中，有很完善的措施來保證放射性物質不會外泄。我國在運的核電站，使用的均是壓水堆。

此外，核電站的安全性能也隨著技術的進步而提高。經(jīng)過第一代試驗性的“原型堆”，目前在運的核電站大部分屬于第二代商業(yè)堆。歷經(jīng)幾次核事故的教訓，第三代核電站技術被提出并完成了全部工程論證、試驗工作和初步設計，它將成為下一代核電站的主力堆型，我國“華龍一號”就屬于第三代核電站技術。

因而，核電站有著極高的安全性，大眾無需如此排斥。

內陸核電站爭議大

我國無法放棄核電，同時希望由核電大國轉變?yōu)楹穗姀妵＜热蝗绱耍鳛橐粋€土地面積遼闊又資源消耗巨大的國家，只建設沿海核電站必然無法供給足夠多的能源，對內陸核電站建設的需求也愈來愈大。但到目前為止，國內沒有任何一個內陸核電站建設完成，這又是什么原因呢？

由于核電站的運行需要大量冷卻水，因而內陸核電站的建設需選擇水資源豐富的地方。如第一批獲得國家發(fā)改委“路條”的湖南益陽桃花江核電站、湖北咸寧大畈核電站、和江西九江彭澤核電站，均選址于長江支流或水庫附近。如此一來，這些核電站一旦發(fā)生泄露事故，會污染整個下游，造成極其嚴重的損失。

福島事故后，我國內陸核電站陷入停滯狀態(tài)。前期準備中的湖北咸寧、湖南桃花江、江西彭澤三座內陸核電站或停工、或遷址。之后，關于內陸核電站是否應當重啟，引發(fā)了極大的爭議。

國務院發(fā)展研究中心研究員王亦楠認為，內陸核電不適合我國國情，同時在內陸建設核電站，必須“萬無一失”、“絕對可靠”地保證源源不斷的冷卻水供應(為火力發(fā)電站的數(shù)倍)。2014年，他在《我為什么不贊成重啟內陸核電》一文中表示，內陸核電站因為缺少冷卻水而運行困難、前景黯淡。

中科院院士何祚庥在2012年指出，必須立即停止在中國內陸地區(qū)建造任何核電站。他認為，萬一出現(xiàn)核事故，海邊的核電站還可能將放射性廢水向大海排放，而一旦內陸核電站出現(xiàn)核泄漏，污染了地區(qū)水源和地下水，將是影響人類生存發(fā)展的大問題。

有反對聲，就必然存在支持聲。雖然福島核事故之后，我國官方明確表示“十二五”不安排內陸核電項目，但隨著我國能源、治霾壓力與環(huán)保需求的加大，以清潔取勝的核電項目重啟之聲也愈來愈大。

自內陸核電站延緩建設以來，地方呼吁重啟內陸核電的聲音從未停止。一位核電行業(yè)專家透露，“現(xiàn)在，湖北、湖南、江西都強烈要求建設內陸核電站，這些省份不產(chǎn)煤，電力供應很緊張。”

湖南省桃花江核電站從2006年開始啟動，截至2013年底，項目簽約金額近160億元，累計完成固定資產(chǎn)投資46.3億元。從2013年開始到2016年，湖南代表團連續(xù)四年兩會提議重啟桃花江核電站。2014年，湖南代表團以全團名義提議盡早啟動內陸核電項目建設。2016年，湖南決定成立桃花江核電站建設項目協(xié)調小組，并以全國政協(xié)委員、湖南省政協(xié)主席陳求發(fā)為第一提案人，呼吁盡早啟動湖南桃花江核電站建設。

但內陸核電站何時能重新啟動，依舊沒有明確的政策指導。

2017年兩會期間，國家能源局局長努爾?白克力表示，“要確保國家的能源安全和結構調整，發(fā)展核電肯定是一個必然的選擇。但是在‘十三五’期間，對內陸核電，沒有明確時間表。‘十三五’規(guī)劃綱要和能源‘十三五’規(guī)劃中，對內陸核電的表述就是兩個方面，一是繼續(xù)做好核電項目的前期論證，二是做好廠址保護工作。我可以負責任的講，‘十三五’期間，沒有內陸核電要開工的任何決策層面的意見。”

核廢料處置庫未建成

除了內陸核電站重啟問題，我國對乏燃料的處理也停滯不前。

正是因為技術難度大，存在安全隱患，大眾對于乏燃料后處理工作存在質疑，我國乏燃料后處理工程舉步維艱。去年，中法合作計劃建設的“核循環(huán)”項目前期選址工作，在連云港居民的抗議聲中被暫停。

盡管乏燃料后續(xù)處理能夠有效利用資源，但由于后處理花費大且麻煩，世界上很多國家依然將乏燃料直接作為核廢料處理。目前，我國已經(jīng)建設有兩座中低放射核廢料處置庫，分別位于甘肅玉門和廣東大亞灣附近的北龍，并準備再建兩座，但還沒有一座高放射處置庫。

我國原計劃在2030年-2040年建成高放射性核廢料處置庫，然而到目前為止，選址工作依舊沒有完成。在核廢料庫建成之前，所有的高放射性核廢料只能暫時貯存在核電站的硼水池內。從中國第一座核電站秦山核電站1994年投入商業(yè)運行，到現(xiàn)在為止，各核電站的硼水池已經(jīng)積攢了大量核廢料，它們急需處理。

中國工程院院士周永茂在提到核廢料的處理問題時表示，“在核廢料、乏燃料的處理上，到目前為止，我國還沒有一個很好的長遠計劃。”

即便如此，我國也在積極推進放射性廢物治理。3月23日，國務院批復的《核安全與放射性污染防治“十三五”規(guī)劃及2025年遠景目標》中，安排了核設施退役及放射性廢物治理重點工程，要求推進核設施退役及放射性污染治理，開展放射性廢物處理設施和放射性廢物處置場建設。

第四代核電技術有望突破困境

雖然目前核廢料沒有完美的處理辦法，但科學研究還是給我們帶來了希望。

2000年，美國發(fā)起了第四代核能系統(tǒng)，其目的除了解決核能的經(jīng)濟性、安全性、防止核擴散問題之外，也包括了減少廢物的產(chǎn)生。

據(jù)了解，微軟公司創(chuàng)始人比爾?蓋茨對第四代核電技術充滿興趣。他所執(zhí)掌的美國泰拉能源致力于研發(fā)一種新的核電技術——TravelingWaveReactor（行波堆），這項技術主要是燃燒核反應堆中被作為廢料的鈾238，即把廢棄的核材料變?yōu)槿剂稀?/span>

我國核電企業(yè)與泰拉能源早有合作。從2009年開始，比爾?蓋茨就曾多次來華進行技術交流。近日，國家能源局副局長李仰哲在北京會見美國泰拉能源公司董事長比爾?蓋茨，雙方就行波堆項目合作等深入交換了意見，并在會后共同見了相關合作協(xié)議的簽署。

此外，第四代反應堆國際論壇（GIF）還針對四代堆提出了六種有望實現(xiàn)商業(yè)化的堆型，包括鉛冷快堆、鈉冷快堆、氣冷快堆、超臨界水冷堆、超高溫氣冷堆和熔鹽堆。期望這些四代堆能從根本上解決目前的困境。