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(diǎn)擊量：評論 (0)

中國長期以來，以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)不僅已無法適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，也造成了較嚴(yán)重的社會能源、環(huán)境問題。所以，核能是目前唯一達(dá)到工業(yè)應(yīng)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(jié)構(gòu)不僅已無法適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，也造成了較嚴(yán)重的社會能源、環(huán)境問題。所以，核能是目前唯一達(dá)到工業(yè)應(yīng)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(yùn)行的核電機(jī)組共36臺，運(yùn)行裝機(jī)容量達(dá)到34718.16MWe。在建核電機(jī)組21臺，裝機(jī)容量2344萬千瓦，在建規(guī)模居世界首位。

雖然我國核電技術(shù)走向了世界，但國內(nèi)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(jì)，2016年我國核電在運(yùn)機(jī)組共35個(gè)，全國核電機(jī)組按發(fā)電能力可生產(chǎn)2428億度電，但實(shí)際完成的計(jì)劃電量為1829億度，參與市場交易消納137億度，總計(jì)損失電量462億度，棄核率達(dá)19%。

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

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

與太陽能發(fā)電、風(fēng)電項(xiàng)目相比，核電具有安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高、單體投資大、建設(shè)周期長、技術(shù)和資金密集等特點(diǎn)。國家花費(fèi)巨大代價(jià)建成一座核電站，就應(yīng)充分發(fā)揮其作用，不應(yīng)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(fù)荷運(yùn)行，不能保證滿發(fā)多發(fā)，本身就是一種嚴(yán)重浪費(fèi)。”

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(jī)組應(yīng)按發(fā)電能力滿發(fā)運(yùn)行來安排年度計(jì)劃電量，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)盡量減少安排核電機(jī)組調(diào)峰，同時(shí)鼓勵(lì)通過電力直接交易等市場化方式促進(jìn)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(zhì)疑

棄核問題雖然嚴(yán)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(nèi)的反應(yīng)堆，不可能像原子彈那樣爆炸。原因很簡單，核反應(yīng)堆的燃料鈾不純。能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的鈾為鈾235，核彈要求鈾235的純度在90%以上。而核電站反應(yīng)堆只有3%左右的鈾235，完全無需擔(dān)心鏈?zhǔn)椒磻?yīng)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(yīng)該擔(dān)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(shí)質(zhì)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(yīng)堆發(fā)生了一起嚴(yán)重的失水事故，反應(yīng)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(nèi)，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(shù)落后和人為原因的結(jié)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(yīng)堆大起火，并發(fā)生化學(xué)爆炸（并非核爆炸），其輻射量相當(dāng)于400顆美國投在日本的原子彈。事故導(dǎo)致32人當(dāng)場死亡，環(huán)境保護(hù)組織綠色和平組織2006年發(fā)表的報(bào)告稱，切爾諾貝利核事故導(dǎo)致27萬人患癌，間接死亡人數(shù)達(dá)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(yán)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(zāi)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(dǎo)致福島核電站受到嚴(yán)重影響，第一核電廠的放射性物質(zhì)泄漏，1、3、4號機(jī)組發(fā)生氫氣爆炸。日本政府將福島第一核電站報(bào)廢處理分為三個(gè)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(gè)處理計(jì)劃耗時(shí)約35年。但是，由于輻射量非常大的問題，相關(guān)作業(yè)進(jìn)展不順利，原定于2017年內(nèi)開始的3號機(jī)組燃料棒取出作業(yè)，延后至2018年中期實(shí)施。這是繼2015年6月第二次推遲工程進(jìn)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(shè)施內(nèi)發(fā)生的有安全意義的事件分為七個(gè)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(zhì)疑，核電發(fā)展受阻，世界各國建設(shè)核電站腳步放緩。而福島核事故，更是讓開始出現(xiàn)復(fù)蘇的核電產(chǎn)業(yè)，再次受到嚴(yán)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(guān)注。時(shí)任美國總統(tǒng)的奧巴馬下令對美國所有核電站進(jìn)行全面檢查，加拿大在要求全國核電廠進(jìn)行檢查，歐盟也立即展開了核電廠風(fēng)險(xiǎn)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(yīng)，福島事故發(fā)生5天后，國務(wù)院出臺了“國四條”，要求對全國在運(yùn)在建核電機(jī)組進(jìn)行安全檢查，暫停審批核電項(xiàng)目?！赌茉窗l(fā)展“十二五”規(guī)劃》中，原本計(jì)劃到2015年核電裝機(jī)量達(dá)0.4億千瓦，隨著福島核事故的影響，2015年我國核電裝機(jī)量只達(dá)到了0.27億千瓦。

同時(shí)，福島核事故影響了全世界對核電的態(tài)度。核電供應(yīng)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(dá)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(guān)閉國內(nèi)所有核電站。比利時(shí)計(jì)劃從2015年到2025年逐步關(guān)閉其核反應(yīng)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(yīng)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(yīng)。乏燃料仍然含有大量可利用物質(zhì)，經(jīng)過后續(xù)回收處理，最終轉(zhuǎn)變?yōu)椴辉傩枰⒕哂蟹派湫缘暮藦U料。

核廢料擁有極強(qiáng)的放射性，且其半衰期長達(dá)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(xué)家們一個(gè)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(zhì)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(yàn)與研究，目前世界上公認(rèn)的最安全可行的核廢料處理方法就是深地質(zhì)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(gè)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(shí)存儲核廢料的地點(diǎn)。2010年美國國會通過，決定在美國西部內(nèi)華達(dá)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(fèi)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(guān)。

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(gè)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(jìn)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(xùn)不可忽視，也讓我國在核電站設(shè)計(jì)、選址、審核方面變得更加嚴(yán)格。

事故發(fā)生之后，中國核電之父、中國科學(xué)院院士、核反應(yīng)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(shè)計(jì)上存在不足。為了提高核電的安全性和經(jīng)濟(jì)性，我國把重點(diǎn)放在建設(shè)第三代核電機(jī)組上。

賀禹介紹，我國在運(yùn)、在建核電站均采用了更加成熟和更先進(jìn)的核電技術(shù)，固有安全性更高。且在我國核電站的設(shè)計(jì)中，已經(jīng)考慮了當(dāng)?shù)貧v史上曾經(jīng)出現(xiàn)的最嚴(yán)重的地震、海嘯、熱帶風(fēng)暴、洪水等自然災(zāi)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(yùn)行事件，安全狀況良好。

技術(shù)進(jìn)步提高核電安全性

事實(shí)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(hù)下，發(fā)生嚴(yán)重事故的幾率極低，從概率上來講，一個(gè)反應(yīng)堆大約運(yùn)行10萬年才有可能存在一次，而目前新建的第三代機(jī)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?yàn)榘踩珰さ木壒什]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(hù)；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(yīng)堆中，有很完善的措施來保證放射性物質(zhì)不會外泄。我國在運(yùn)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(shù)的進(jìn)步而提高。經(jīng)過第一代試驗(yàn)性的“原型堆”，目前在運(yùn)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(xùn)，第三代核電站技術(shù)被提出并完成了全部工程論證、試驗(yàn)工作和初步設(shè)計(jì)，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(shù)。

因而，核電站有著極高的安全性，大眾無需如此排斥。

內(nèi)陸核電站爭議大

我國無法放棄核電，同時(shí)希望由核電大國轉(zhuǎn)變?yōu)楹穗姀?qiáng)國。既然如此，作為一個(gè)土地面積遼闊又資源消耗巨大的國家，只建設(shè)沿海核電站必然無法供給足夠多的能源，對內(nèi)陸核電站建設(shè)的需求也愈來愈大。但到目前為止，國內(nèi)沒有任何一個(gè)內(nèi)陸核電站建設(shè)完成，這又是什么原因呢？

由于核電站的運(yùn)行需要大量冷卻水，因而內(nèi)陸核電站的建設(shè)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(gè)下游，造成極其嚴(yán)重的損失。

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

國務(wù)院發(fā)展研究中心研究員王亦楠認(rèn)為，內(nèi)陸核電不適合我國國情，同時(shí)在內(nèi)陸建設(shè)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(yīng)(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(nèi)陸核電》一文中表示，內(nèi)陸核電站因?yàn)槿鄙倮鋮s水而運(yùn)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(nèi)陸地區(qū)建造任何核電站。他認(rèn)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(nèi)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(nèi)陸核電項(xiàng)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(xiàng)目重啟之聲也愈來愈大。

自內(nèi)陸核電站延緩建設(shè)以來，地方呼吁重啟內(nèi)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(qiáng)烈要求建設(shè)內(nèi)陸核電站，這些省份不產(chǎn)煤，電力供應(yīng)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(xiàng)目簽約金額近160億元，累計(jì)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(tuán)連續(xù)四年兩會提議重啟桃花江核電站。2014年，湖南代表團(tuán)以全團(tuán)名義提議盡早啟動內(nèi)陸核電項(xiàng)目建設(shè)。2016年，湖南決定成立桃花江核電站建設(shè)項(xiàng)目協(xié)調(diào)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(shè)。

但內(nèi)陸核電站何時(shí)能重新啟動，依舊沒有明確的政策指導(dǎo)。

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(jié)構(gòu)調(diào)整，發(fā)展核電肯定是一個(gè)必然的選擇。但是在‘十三五’期間，對內(nèi)陸核電，沒有明確時(shí)間表。‘十三五’規(guī)劃綱要和能源‘十三五’規(guī)劃中，對內(nèi)陸核電的表述就是兩個(gè)方面，一是繼續(xù)做好核電項(xiàng)目的前期論證，二是做好廠址保護(hù)工作。我可以負(fù)責(zé)任的講，‘十三五’期間，沒有內(nèi)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(nèi)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?yàn)榧夹g(shù)難度大，存在安全隱患，大眾對于乏燃料后處理工作存在質(zhì)疑，我國乏燃料后處理工程舉步維艱。去年，中法合作計(jì)劃建設(shè)的“核循環(huán)”項(xiàng)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(fèi)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(shè)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(zhǔn)備再建兩座，但還沒有一座高放射處置庫。

我國原計(jì)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(shí)貯存在核電站的硼水池內(nèi)。從中國第一座核電站秦山核電站1994年投入商業(yè)運(yùn)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(shí)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(gè)很好的長遠(yuǎn)計(jì)劃。”

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

第四代核電技術(shù)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(xué)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(jì)性、安全性、防止核擴(kuò)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(shù)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(shù)——TravelingWaveReactor（行波堆），這項(xiàng)技術(shù)主要是燃燒核反應(yīng)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(jìn)行技術(shù)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(xiàng)目合作等深入交換了意見，并在會后共同見了相關(guān)合作協(xié)議的簽署。

此外，第四代反應(yīng)堆國際論壇（GIF）還針對四代堆提出了六種有望實(shí)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。

責(zé)任編輯：lixin

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