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日志

 
 

中国核电发展之路 崎岖中前行  

2017-03-31 15:22:22|  分类: 核能 |  标签: |举报 |字号 订阅

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近日,国家能源局、国家标准化管理委员会和国家核安全局联合印发《关于开展“华龙一号”国家重大工程标准化示范的复函》,同意依托“华龙一号”示范工程开展核电标准化示范,健全一套自主压水堆核电标准体系,支撑我国核电技术和装备走出去。

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作为我国首个拥有自主知识产权的核电技术,“华龙一号”是中国高端制造业走向世界的一张“国家名片”。

就在不久前,2017年1月10日,英国政府正式受理中国广核集团与法国电力集团(EDF)联合提交的华龙一号“通用设计审查(GDA)”申请。这是我国自主第三代核电技术首次进入西方发达国家,也是我国由核电大国迈向核电强国的里程碑。

虽然我国核电技术走向了世界,但国内核电的发展,似乎不容乐观。弃核、核安全以及乏燃料处理,正困扰着我国核电。

弃核严重

核电将陷入边建边弃困境

据统计,2016年,我国核电在运机组共35个,全国核电机组按发电能力可生产2428亿度电,但实际完成的计划电量为1829亿度,参与市场交易消纳137亿度,总计损失电量462亿度,弃核率达19%。

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全国政协委员、中国广核集团董事长贺禹在提到弃核问题时表示,“去年我们核电弃发430亿千瓦时,这个量相当于全国35台投入运行的机组里有7台处于停机状态。”

而根据国家能源局发布的《2017年能源工作指导意见》,今年将有8台核电机组开工。显然,如不解决消纳问题,核电将陷入如同风电、光伏发电一样 “边建边弃”的困境。

两会提案聚焦核电消纳

与太阳能发电、风电项目相比,核电具有安全质量标准高、单体投资大、建设周期长、技术和资金密集等特点。国家花费巨大代价建成一座核电站,就应充分发挥其作用,不应使核电发电能力和资产出现闲置。在贺禹看来,“核电如果不能按照基本负荷运行,不能保证满发多发,本身就是一种严重浪费。”

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为了解决消纳问题,前不久,国家发改委和国家能源局联合印发了《保障核电安全消纳暂行办法》。这份文件明确了核电保障性消纳的基本原则为"确保安全、优先上网 、保障电量、平衡利益",提出核电机组应按发电能力满发运行来安排年度计划电量,电网企业应尽量减少安排核电机组调峰,同时鼓励通过电力直接交易等市场化方式促进消纳,并提出跨省区消纳,要求地方积极配合。

今年两会期间,包括中国广核集团公司董事长贺禹、中国核工业集团公司董事长王寿君、国家电力投资集团公司董事长王炳华在内的多名全国政协委员联名提交了名为《保障核电按基荷运行,落实低碳绿色发展战略》的提案,建议明确核电按基本负荷运行,实现核电多发满发,并提出加强跨省区电网通道建设和利用,推动核电集中跨区送电等保障核电消纳的措施。

弃核问题虽然严重,但真正阻碍我国乃至世界核电发展的,却始终是安全问题。

核电安全性受质疑

对大众来讲,核电主要存在两方面威胁,一方面是爆炸,另一方面是核辐射。

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首先,核电站内的反应堆,不可能像原子弹那样爆炸。原因很简单,核反应堆的燃料铀不纯。能够发生链式反应的铀为铀235,核弹要求铀235的纯度在90%以上。而核电站反应堆只有3%左右的铀235,完全无需担心链式反应所造成的爆炸。

其次,核电站日常辐射量可以忽略,核泄漏所引发核辐射的可能性也非常低。在不发生事故的情况下,核电厂日常辐射量非常小,比环境本体辐射量还要小很多。核能专家指出,核电厂几乎比所有的工业都要安全,其周围的辐射量,甚至比一般的火电厂要小很多。

那么在安全问题上,唯一应该担心的,便是核泄漏所引发的核辐射。

核泄漏事故严重

目前为止,世界上影响较大的核事故主要有三起,包括美国三哩岛核事故、苏联切尔诺贝利核事故和日本福岛核事故。

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美国三哩岛核事故并未造成人员伤亡和实质性影响。1979年3月38日清晨,美国建在宾夕法尼亚洲哈里斯堡东南16公里的三哩岛核电站,第二号反应堆发生了一起严重的失水事故,反应堆的堆芯部分熔化,大部分燃料元件损坏或熔化,放射性裂变产物泄漏到安全壳内,但并未外泄,对环境造成了轻微影响。

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切尔诺贝利核事故是技术落后和人为原因的结果。1986年4月26日,由于操作人员违反规章制度,切尔诺贝利核电站第四号反应堆大起火,并发生化学爆炸(并非核爆炸),其辐射量相当于400颗美国投在日本的原子弹。事故导致32人当场死亡,环境保护组织绿色和平组织2006年发表的报告称,切尔诺贝利核事故导致27万人患癌,间接死亡人数达9.3万。此外,切尔诺贝利核电站没有绝大多数核电站具有的安全壳。这次事故被称作历史上最严重的核电事故,切尔诺贝利城因此被废弃。

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日本福岛核事故有自然灾害和安全措施不完善两方面原因。2011年3月11日,日本东北太平洋地区发生里氏9.0级地震,继而发生海啸,导致福岛核电站受到严重影响,第一核电厂的放射性物质泄漏,1、3、4号机组发生氢气爆炸。日本政府将福岛第一核电站报废处理分为三个阶段:核污染水处理、核燃料取出和核电站整体拆除“废炉”。整个处理计划耗时约35年。但是,由于辐射量非常大的问题,相关作业进展不顺利,原定于2017年内开始的3号机组燃料棒取出作业,延后至2018年中期实施。这是继2015年6月第二次推迟工程进度。屡次的推迟工作,足以见核泄漏影响的长久。

国际上把核设施内发生的有安全意义的事件分为七个等级,这三次事故中,美国三哩岛核事故为5级,切尔诺贝利核事故和福岛核事故均为7级。

全球核电产业停滞

美国三哩岛核事故和切尔诺贝利核事故后,人类利用核能的安全性受到质疑,核电发展受阻,世界各国建设核电站脚步放缓。而福岛核事故,更是让开始出现复苏的核电产业,再次受到严重打击。

福岛核事故引发了国际组织和各主要核电国家的高度关注。时任美国总统的奥巴马下令对美国所有核电站进行全面检查,加拿大在要求全国核电厂进行检查,欧盟也立即展开了核电厂风险和安全评估,而日本本国则暂停了所有核电厂。

我国也立即做出反应,福岛事故发生5天后,国务院出台了“国四条”,要求对全国在运在建核电机组进行安全检查,暂停审批核电项目。《能源发展“十二五”规划》中,原本计划到2015年核电装机量达0.4亿千瓦,随着福岛核事故的影响,2015年我国核电装机量只达到了0.27亿千瓦。

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同时,福岛核事故影响了全世界对核电的态度。核电供应占全国供电量40%的瑞士表示,现有核电站将于2019年至2034年陆续达到最高使用年限,之后不再重建或更新核电站。德国宣布将于2022年前关闭国内所有核电站。比利时计划从2015年到2025年逐步关闭其核反应堆,尽管核电提供了全国50%左右的电量。法国、爱尔兰、意大利、瑞典、芬兰等国,也纷纷表示弃核或者降低核电比例。

乏燃料处理难

除了核事故之外,乏燃料的处理问题也是阻碍核电发展的重要因素。

乏燃料是核反应堆经过辐射照射、使用过的核燃料,其铀含量低,已无法继续维持核反应。乏燃料仍然含有大量可利用物质,经过后续回收处理,最终转变为不再需要并具有放射性的核废料。

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核废料拥有极强的放射性,且其半衰期长达数千年、数万年甚至几十万年之久。在几十万年后,这些核废料还能伤害人类和环境,因而如何安全、永久地处理核废料是科学家们一个重大的课题。

从核电商用到现在,全球已经积攒的大量乏燃料和核废料,这些物质的处理问题迫在眉睫。目前,世界上大多数乏燃料处理并没有采取有效的措施,而是处于暂存状态。

深地质处理是世界公认最安全的方法

经过多年的试验与研究,目前世界上公认的最安全可行的核废料处理方法就是深地质处置,即将高放废料保存在地下深处的特殊仓库中永久保存。但到现在为止,还没有一个国家能够找到安全、永久处理高放射性核废料的办法。

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大的有核国家,比如美国、俄罗斯都在他们本国找到了暂时存储核废料的地点。2010年美国国会通过,决定在美国西部内华达州沙漠地区存放美国核废料。俄罗斯决定在西伯利亚无人区建立核废料存放地,并欢迎其他国家付费存放。部分人口密集的有核国家很难找到合适的核废料存储地,而德国宣布不再新建核电站也与此原因有关。

我国不会放弃核电

弃核、核安全以及乏燃料的处理,共同制约着我国核电的发展。但作为能源消耗大国,我国不可能放弃核电。

福岛核事故之后,国家能源局原局长张国宝表示,作为一个人口众多、能源问题十分突出的大国,中国不可能放弃核电。

“十三五”规划中指出,日本福岛核事故影响了世界核电发展进程, 但在确保安全的前提下, 主要核电大国和一些新兴国家仍将核电作为低碳能源发展的方向。

我国从未发生过2级以上核事件

核电是我国的发展清洁能源的必然选择,但几次核事故带来的教训不可忽视,也让我国在核电站设计、选址、审核方面变得更加严格。

事故发生之后,中国核电之父、中国科学院院士、核反应堆与核电工程专家欧阳予曾表示,福岛核电站属于第二代核电站,在安全设计上存在不足。为了提高核电的安全性和经济性,我国把重点放在建设第三代核电机组上。

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两会上,贺禹介绍,我国在运、在建核电站均采用了更加成熟和更先进的核电技术,固有安全性更高。且在我国核电站的设计中,已经考虑了当地历史上曾经出现的最严重的地震、海啸、热带风暴、洪水等自然灾害的因素,能够自动或者手动安全停堆,拥有足够安全性。他提到,我国核电站从未发生过国际核事件分级表2级及以上运行事件,安全状况良好。

技术进步提高核电安全性

事实上,核电发展到现在,已经有了非常高的安全保障。核泄漏发生的可能性,也微乎其微。

资料显示,在目前核电站多重安全屏障的保护下,发生严重事故的几率极低,从概率上来讲,一个反应堆大约运行10万年才有可能存在一次,而目前新建的第三代机组发生事故的频率更低。

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比较三次核事故:美国三哩岛核电站使用的是压水堆,因为安全壳的缘故并没有造成人员损失和环境污染;切尔诺贝利核电站使用的是石墨堆,且没有安全壳保护;福岛核电站使用的是沸水堆。而现在的压水堆核电厂反应堆中,有很完善的措施来保证放射性物质不会外泄。我国在运的核电站,使用的均是压水堆。

此外,核电站的安全性能也随着技术的进步而提高。经过第一代试验性的“原型堆”,目前在运的核电站大部分属于第二代商业堆。历经几次核事故的教训,第三代核电站技术被提出并完成了全部工程论证、试验工作和初步设计,它将成为下一代核电站的主力堆型,我国“华龙一号”就属于第三代核电站技术。

因而,核电站有着极高的安全性,大众无需如此排斥。

内陆核电站争议大

我国无法放弃核电,同时希望由核电大国转变为核电强国。既然如此,作为一个土地面积辽阔又资源消耗巨大的国家,只建设沿海核电站必然无法供给足够多的能源,对内陆核电站建设的需求也愈来愈大。但到目前为止,国内没有任何一个内陆核电站建设完成,这又是什么原因呢?

内陆核电不适合我国国情

由于核电站的运行需要大量冷却水,因而内陆核电站的建设需选择水资源丰富的地方。如第一批获得国家发改委“路条”的湖南益阳桃花江核电站、湖北咸宁大畈核电站、和江西九江彭泽核电站,均选址于长江支流或水库附近。如此一来,这些核电站一旦发生泄露事故,会污染整个下游,造成极其严重的损失。

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福岛事故后,我国内陆核电站陷入停滞状态。前期准备中的湖北咸宁、湖南桃花江、江西彭泽三座内陆核电站或停工、或迁址。之后,关于内陆核电站是否应当重启,引发了极大的争议。

国务院发展研究中心研究员王奕楠认为,内陆核电不适合我国国情,同时在内陆建设核电站,必须“万无一失”、“绝对可靠”地保证源源不断的冷却水供应(为火力发电站的数倍)。2014年,他在《我为什么不赞成重启内陆核电》一文中表示,内陆核电站因为缺少冷却水而运行困难、前景黯淡。

中科院院士何祚庥在2012年指出,必须立即停止在中国内陆地区建造任何核电站。他认为,万一出现核事故,海边的核电站还可能将放射性废水向大海排放,而一旦内陆核电站出现核泄漏,污染了地区水源和地下水,将是影响人类生存发展的大问题。

内陆核电重启之声加大

有反对声,就必然存在支持声。虽然福岛核事故之后,我国官方明确表示“十二五”不安排内陆核电项目,但随着我国能源、治霾压力与环保需求的加大,以清洁取胜的核电项目重启之声也愈来愈大。

自内陆核电站延缓建设以来,地方呼吁重启内陆核电的声音从未停止。一位核电行业专家透露,“现在,湖北、湖南、江西都强烈要求建设内陆核电站,这些省份不产煤,电力供应很紧张。”

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湖南省桃花江核电站从2006年开始启动,截至2013年底,项目签约金额近160亿元,累计完成固定资产投资46.3亿元。从2013年开始到2016年,湖南代表团连续四年两会提议重启桃花江核电站。2014年,湖南代表团以全团名义提议尽早启动内陆核电项目建设。2016年,湖南决定成立桃花江核电站建设项目协调小组,并以全国政协委员、湖南省政协主席陈求发为第一提案人,呼吁尽早启动湖南桃花江核电站建设。

 “十三五”期间不会开工内陆核电站

但内陆核电站何时能重新启动,依旧没有明确的政策指导。

2017年两会期间,国家能源局局长努尔?白克力表示,“要确保国家的能源安全和结构调整,发展核电肯定是一个必然的选择。但是在‘十三五’期间,对内陆核电,没有明确时间表。‘十三五’规划纲要和能源‘十三五’规划中,对内陆核电的表述就是两个方面,一是继续做好核电项目的前期论证,二是做好厂址保护工作。我可以负责任的讲,‘十三五’期间,没有内陆核电要开工的任何决策层面的意见。”

我国乏燃料处理举步维艰

除了内陆核电站重启问题,我国对乏燃料的处理也停滞不前。

乏燃料后处理工作受质疑

今年两会上,王寿君表示,“乏燃料后处理厂就跟一般的化工厂一样,核辐射是零泄露。”

但这并不意味着后处理不存在危险。1957年前苏联Kyshtym军用后处理厂的一次高放射性废料储存罐爆炸事件。法国在1986年发生过一次小事故,导致5名工人入院治疗。而美国军用后处理厂在1944年到1971年间持续泄露出大量放射性。英国后处理厂也曾发生过比较严重的泄露事故。

正是因为技术难度大,存在安全隐患,大众对于乏燃料后处理工作存在质疑,我国乏燃料后处理工程举步维艰。去年,中法合作计划建设的“核循环”项目前期选址工作,在连云港居民的抗议声中被暂停。

核废料处置库未建成

尽管乏燃料后续处理能够有效利用资源,但由于后处理花费大且麻烦,世界上很多国家依然将乏燃料直接作为核废料处理。目前,我国已经建设有两座中低放射核废料处置库,分别位于甘肃玉门和广东大亚湾附近的北龙,并准备再建两座,但还没有一座高放射处置库。

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我国原计划在2030年-2040年建成高放射性核废料处置库,然而到目前为止,选址工作依旧没有完成。在核废料库建成之前,所有的高放射性核废料只能暂时贮存在核电站的硼水池内。从中国第一座核电站秦山核电站1994年投入商业运行,到现在为止,各核电站的硼水池已经积攒了大量核废料,它们急需处理。

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中国工程院院士周永茂在提到核废料的处理问题时表示,“在核废料、乏燃料的处理上,到目前为止,我国还没有一个很好的长远计划。”

即便如此,我国也在积极推进放射性废物治理。3月23日,国务院批复的《核安全与放射性污染防治“十三五”规划及2025年远景目标》中,安排了核设施退役及放射性废物治理重点工程,要求推进核设施退役及放射性污染治理,开展放射性废物处理设施和放射性废物处置场建设。

第四代核电技术有望突破困境

虽然目前核废料没有完美的处理办法,但科学研究还是给我们带来了希望。

2000年,美国发起了第四代核能系统,其目的除了解决核能的经济性、安全性、防止核扩散问题之外,也包括了减少废物的产生。

据了解,微软公司创始人比尔?盖茨对第四代核电技术充满兴趣。他所执掌的美国泰拉能源致力于研发一种新的核电技术——Traveling Wave Reactor(行波堆),这项技术主要是燃烧核反应堆中被作为废料的铀238,即把废弃的核材料变为燃料。

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我国核电企业与泰拉能源早有合作。从2009年开始,比尔?盖茨就曾多次来华进行技术交流。近日,国家能源局副局长李仰哲在北京会见美国泰拉能源公司董事长比尔?盖茨,双方就行波堆项目合作等深入交换了意见,并在会后共同见了相关合作协议的签署。

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诚然,第四代核电技术大大可降低核电成本,有效防止核扩散,也无需处理核废料。但目前这项技术仍处于研究阶段,至于何时能够论证实施仍是个未知数。能源新闻网

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