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    我國正研發四代核電技術 任何事故都無損公眾

    發布日期:2017-09-26

    福島核電站泄漏事故已經過去6年,關於核輻射的慘痛記憶仍然敲擊著警鍾。如何科學認識被各國日益重視和發展的核電能源?核安全究竟能否保障?帶著種種問題,我們約請中國社科院的兩位研究專家撰文,請他們從科學的角度解讀分析。

    一問  如何保障核能的安全利用?

    從美國三裏島核事故到蘇聯切爾諾貝利核災難再到日本福島核泄漏,每一次嚴重的核事故都會在核電發展的道路上投下陰影,也警醒人們更加關注核電站的安全。知難而上,重大事故並沒有阻止發展核電的步伐,國際核能界在充分吸取核電站事故教訓的基礎上,正在采用更高的工程標準,研發更先進、更安全的核電技術,實行更嚴格的行業監管,繼續推進核電發展。

    自投入商業化至今,核電技術已經曆了三代演進,每一代技術更新都會帶來安全性能的大幅提升。福島核電站應用第二代核電機組,在超出設計標準的極端情況下,如果安全係統不能及時啟動,就可能產生嚴重後果。當年“3·11”事故中,彼時巨大的海嘯導致核電站的應急柴油機未能正常啟動,由於電力供應沒有及時恢複,無法實現冷卻水對反應堆的冷卻,最終導致堆芯熔化。相較於發生三裏島、切爾諾貝利、福島核事故的第二代核電機組,現在主流的第三代核電機組的安全性、經濟性得到顯著提升。

    目前,美國、中國等國家正在積極開展對高溫氣冷堆、熔鹽堆、鈉冷快堆等第四代核電技術的研發,預計在2030年左右將投入運營。第四代核電機組要求在事故條件下無放射性廠外釋放,也無需廠外應急。也就是說,核電站內發生的任何事故都不會對電站外公眾造成損害。這無疑是核電安全性的一個重大飛躍。

    核廢料的處理也是影響核電安全的重要方麵。乏燃料是核反應堆使用過的核燃料,它不僅放射性強、毒性大,而且半衰期長,基本上以萬年為單位。如何妥善處理乏燃料,國際上也在積極探索。一些國家將冷卻、包裝後的乏燃料直接藏到深地質層,也有不少國家對乏燃料進行再處理,將其中有用的鈾和鈈提取出來進行再循環使用,這樣不僅提高了核燃料的使用效率,也大大減小了需要進行深地質處置的放射性廢物的體積。

    核電站建設應當采取穩妥推進的原則,切忌“大幹快上”,必須將安全性放到首位,通過全麵提升核電站的安全標準,采用安全性更高的核電技術,強化對核電站建設、運營、維護的安全監管等手段,將核電站可能存在的安全隱患降到最低。

    二問  為何高度重視核能建設?

    核能是一種低排放、高效率的清潔能源,曾經被視為化石能源最有希望的替代者。但核能的發展曆程卻並非一帆風順。如果將1954年蘇聯的奧布寧斯克核電站投入運營視作核能民用化的開始,核能發電迄今已有60多年的曆史。在上世紀六七十年代,發達國家曾出現過核電站的建設高潮,兩次石油危機更是推動了核電的迅速發展,目前全球正在運行的441個核電站大部分建於此時。新世紀以來,隨著全球電力需求的持續增長,以及能源短缺和環境保護的雙重挑戰,核能作為一種清潔能源,重新引起各國的關注。不少國家紛紛提出了核電發展計劃,一些媒體甚至興奮地預言“核電即將複興”。但日本福島核泄漏事故使核電的發展前景又蒙上了一層陰影,各國開始重新審視和調整本國的核能規劃。

    美國  美國是世界上核電裝機容量和核發電能力最大的國家。根據國際原子能機構的數據,截至2015年底,美國正在運營的商用核電機組共99座,當年核發電量為798太瓦時,在電力消費結構中占比19.5%。2014年5月,美國白宮發布的《全方位能源戰略:通往經濟可持續增長之路》提出,美國鼓勵包括核能在內的各種清潔能源的發展。

    為了促進經濟增長和改善就業,並通過大力發展尖端的清潔能源技術,引領新的清潔能源產業革命,在福島核事故發生後的第二年,美國核管製委員會批準了美國南方核電運營公司(SNC)Vogtle核電廠3 號、4 號機組的建造和運營聯合許可證,這是美國34年來首次批準新建核電廠。目前,總裝機容量為5633兆瓦的5台機組正在建設之中。為了搶占未來全球核電技術的製高點,美國眾議院在不久前通過了支持非傳統核電技術的法案,以鼓勵小型模塊化反應堆、非輕水堆的先進反應堆等先進核能技術的研發和應用,確保美國在核能產業繼續保持技術優勢。

    德法  這兩個國家一直是全球核能應用的重鎮。福島核電站事故發生後,在民眾的壓力下,德國政府不得不“揮淚斬馬謖”,宣布將永久關閉8個核電站,並於2022年前關閉國內所有的核電站。另一個核能大國法國,則仍對核電依依難舍。法國是目前全球核能依賴度最高的國家,2015年核電占全國電力供應比例高達76.3%。受福島事故的影響,法國政府也不得不調整核電政策,2015年法國頒布的《能源轉型法》規定,到2025年核能占法國能源結構的比重將從目前的75%左右下降至50%。即便如此,核電仍將是法國最大的電力來源。

    英國  英國也支持發展核電。北海油氣資源趨於枯竭,正在運行的核電站也日益老化,這些都將對英國未來的電力供應產生嚴重影響。因此,近年來英國對發展核電態度積極。2008年1月,英國發布了《直麵能源挑戰:核電白皮書》,認為核電應該在英國未來能源結構擁有一席之地。2016年9月,英國政府批準了中英法三方合作的欣克利角C項目,這是英國近20年來建設的首座核電站。捷克、羅馬尼亞等東歐國家正在積極推動核電站建設,以緩解電力供給不足。值得注意的是,曾經堅定主張棄核的瑞士、瑞典等國,近年來在核電問題上的立場也開始有所緩和。

    俄羅斯  俄羅斯一直大力推動核電發展。2014年,俄聯邦能源部發布的《2035年前俄羅斯能源戰略草案》提出,要將核電在電力構成中的比重從當前的16%增加到2035年的22%—23%。俄羅斯還積極開拓海外核電市場,希望以此改變過度依賴石油天然氣的單一出口模式。

    日本  雖然資源比較匱乏,但核電在日本能源結構中占有舉足輕重的地位,在福島核事故的前一年,日本製訂的《能源戰略計劃》雄心勃勃地提出,要將核電占比從2010年的26%提高到2030年的45%。福島核泄漏事故不僅沉重打擊了日本核電產業,也在很大程度上影響了決策者和公眾對核電前景的看法。迫於國內民眾的壓力,2012年夏天,日本所有核電機組進入停運狀態,這意味著占日本發電總量約1/4的核電站不得不停止供電。日本產業界一直堅決反對“零核電”政策,迫使安倍政府重新調整能源結構的遠景目標。2014年4月,日本發布的《第四次能源基本計劃》認為,核能仍然是重要的基荷電源,但出於安全性的考慮,還是應當盡量減少對核能的依賴程度。此後,日本於2015年開始重啟核電機組,不過在民間反核力量的製約下,重啟核電的工作進展非常緩慢,目前隻有兩台核電機組恢複了運行。

    三問  發展核能麵臨什麽機遇與挑戰?

    世界核能發展麵臨的機遇與挑戰並存,緊密聯係,甚至可以相互轉化。

    首先,全球經濟和能源需求的增長態勢將會維持,亞洲將成為全球能源需求增長中心,有助於核電需求的穩定增長。根據國際能源署預測,2030年,全球能源消費將增長50%,發達國家電力消費將翻番,發展中國家的電力消費更將增長兩倍。

    其次,關於氣候變化的《巴黎協定》的簽署,為世界核能的持續發展創造了曆史性契機。為實現《巴黎協定》的目標,世界各國必須充分使用各種低碳能源,最為有效的途徑是擴大核能的使用。核能既顯著減少溫室氣體的排放,又有效緩解世界數以百萬計人口所麵臨的能源貧困問題。

    第三,在安全性、經濟性顯著提升的基礎上,核能發電的成本和效率優勢相對於可再生能源發電更為凸顯。事實上,從單位發電量的事故死亡人數看,核電造成的死亡人數遠低於煤炭、石油、天然氣和水電生產因空氣汙染與事故所產生的損失水平。而且,核電是具有成本競爭力的低碳電源。在不考慮間歇性、電網改造等額外成本的情況下,風電和光伏的單位發電成本仍比核電高22%—40%。另外,相比較於間歇性的可再生能源,核能還具有高效和穩定供應的優點。

    當然,世界核能發展也麵臨著一係列經濟、安全和環境方麵的挑戰,如資金來源、鈾資源可獲得性、核廢料處理、核技術安全性、公眾接受度、核設施和人員的老化、核不擴散、頁岩氣競爭等問題。主要表現在:

    一是資金投入大,投資周期長。核電項目技術高度複雜,對地質、水文、氣候、周邊人居環境等有非常嚴格的安全要求,資金投入量巨大,建設周期長,一般需要5—10年時間,投資成本回收期長。

    二是公眾的接受程度製約著核電的發展空間。公眾對於發展核電的憂慮主要體現在核事故、核擴散、核電站高昂的建設成本、核恐怖主義和核廢料的處置等方麵。日本福島核事故,在全球範圍內引發了一波反核高潮。美國尤卡山核廢物處置庫因公眾反對未能按計劃建設,瑞典和德國因公眾的抗議而被迫實行棄核政策。

    三是核能擴張和核原料消費量上升加大了核擴散與核恐怖主義的風險。核擴散的風險仍然存在,特別是在政局動蕩和社會衝突頻發的中東和非洲國家。當前,恐怖主義、宗教極端勢力的活躍成為製約核電工業穩定發展的重要消極因素。

    最後,美國頁岩氣革命和可再生能源的成本下降對核能發電形成衝擊。頁岩氣革命導致美國天然氣產量快速擴張,天然氣價格下跌了50%,天然氣發電的成本大幅下降。同時,美國政府給予核電的補貼很少,而提供給風電等可再生能源發電的補貼較多。頁岩氣革命和財政政策的衝擊,導致威斯康星州的基瓦尼核電站和佛蒙特州的揚基核電站因運營虧損而關閉。

     

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