核电热议下的冷思考
中科院近代物理所所长肖国青说:“美国和欧洲内陆核电占到总核电的60%以上,我国内陆面积广阔,发展内陆核电可极大拓宽核电发展空间。”
内陆有些省区缺少一次能源,发展核电很有必要。中国工程院院士、著名核电专家叶奇蓁表示:“我们备选厂址可满足3亿多千瓦的核电装机容量,其中40%是内陆厂址。比如湖南、湖北,湖北省省长说了三峡就在我门口,但是电不下过来,我们也缺乏能源,靠自己的小水电不够,所以一定要建核电站。仅仅依靠输电,西南方面不可能完全保证这个地区的安全。”
中国工程院院士潘自强强调内陆核电是安全的,世界上一半以上核电站是内陆核电。法国电力集团拥有丰富的内陆核电站运营管理经验,其亚太区副总裁普罗内表示,内陆河电站和海滨核电站在核安全方面没有显著区别。
当然,在专家看来,重视核安全应是永恒的主题。无论是在海边、湖边、河边,都要做到安全管理和防范,保证核电安全运行。
针对内陆与沿海争议问题,中核集团中国核电工程有限公司设计总工程师陈焰对记者表示:“传统上我们认为经济发达地区就是东部沿海地区,我国的电力负荷也主要分布在东部沿海,但是,西部内陆省份也有发展经济的需要,人民生活水平也要求不断提高,内陆地区电力需求逐年增长是客观存在的事实。”
近些年来,随着西部大开发战略的成果显现,以湖南、湖北、江西、四川、河南、重庆等省市为代表的西部内陆地区经济发展速度十分迅速,铁路、公路、地产以及工业产业等都有长足的发展,对电力需求也是呈几何数量级的增长,迫切需要就地增加电源建设。
“但这些内陆省份普遍缺乏一次能源,且地形复杂交通不便,火力发电需要的煤炭石油等运输问题难以解决;而山区日照和风力非常不稳定,光伏和风力发电也不可靠;水力发电经过了前几十年的充分开发已经趋近饱和难有大幅度增长;基于这些客观条件,核能的优势就凸显出来,建设内陆核电站就成为了一个非常现实的选项。”陈焰说。
要谈大家最担心的内陆核电安全性问题,陈焰认为内陆核电事故造成的后果并不比沿海核电事故后果更糟糕,内陆核电发生事故和沿海核电发生事故后果是一样的,沿海核电不会因为其临海就降低标准允许发生事故。他说:“不管沿海还是内陆,既然经济发展需要能源需要电力,就应该多把注意力放在如何提高安全措施预防事故发生方面,而不是因噎废食放弃发展。台湾核四电站建设引发的讨论中,有人一方面打着环保旗阻挠建设电力设施,另一方面又打着人权旗要求保障电力供应,这是最不负责任的;而前不久有专家公开提议把核电站建到新疆无人区则更是可笑,如果能实现远距离低成本输电,那何不将全国所有火电、风电、光伏发电设施统统搬到新疆无人区一并解决运输和污染问题?”
每一个核电项目选址都会经过非常严格的比选过程,会从各个角度考虑项目建设条件是否合适。陈焰指出,“可以说每个确定的厂址都是有优势的。有专家考虑说相对于沿海地区,内陆人口密度大,事故后容易引发恐慌,我认为这是社会多方面因素形成的,与是否建设核电站没有必然联系。解决这些问题要靠提高教育水平和科普宣传,如福岛事故后我国多地出现抢盐风波这样的愚昧事件不应该再发生了。”
时至今日,我国仅东部沿海地区启动了少量新的核电项目。但对于能源消耗日益增长、环境问题不断恶化的中国而言,无论是发展沿海核电还是内陆核电,如何安全发展核电是我们无法逃避的议题。
争议之二:核燃料供应和核废料处理
发展核电,除了安全性方面的争议,作为核燃料供应和核废料处理也是不得不重视的问题。
我国近50年来探明的铀矿资源储量是比较丰富的,保有的铀矿资源储量也是可观的,但已探明的经济可采资源储量比例不大,探明保有的远景储量在总资源储量中的比例也偏小。由于国家投入有限,近来勘探工作量大幅下降,至今我国尚有40%的铀矿可查面积未进行普查。但总体上讲,相对于快速发展的核能需求,依赖进口已成事实。
我国目前已建和在建的43台核电机组已使我国核原料和铀的对外需求度高达85%,远超50%的国际警戒线。王亦楠指出,“这么高的依存度已成为危及国家能源安全的心腹之患,因为进口铀资源比进口石油的难度还要大。”
不仅是中国,全世界都面临着铀资源稀缺问题。有研究表明,地球上可以开采的铀资源约有1700万吨,按目前的全球核电发展规模,估计能使用约60年。
中国的铀资源还是比较丰富的,但相对于规模化发展,也存在需求缺口。赵柱民说:“解决铀资源短缺‘治标又治本’的方法应是发展先进核能系统,特别是第四代核能系统如铅基快中子反应堆、钍基熔盐反应堆以及聚变反应堆。”
保障铀资源可从两方面解决,肖国青认为,一方面可通过发展与中亚等国的关系进口部分铀矿石;另一方面需要自力更生,通过在国内陆地甚至盐湖和海洋中开拓新矿源,并发展高效利用铀资源的新堆技术,或利用其他核资源发展核电来解决该问题。
与此同时,核废料处理也一直备受争议。迄今为止,还没有一个国家能够找到绝对安全、永久处理高放射性废料的办法。为适应核电事业快速发展的需要,乏燃料后处理和核废物处理处置技术的研发和工程建设也应加快发展。
由于处理能力严重不足,核电业每年产生的约2200吨核废料中,不少乏燃料长期存放在乏燃料存放水池中,一旦冷却系统出现问题,后果不堪设想。相关数据显示,每百万千瓦核电站每年可产生约550立方米的低放固体废物,以未来我国7000万千瓦核心装机计算,每年可产生约3.85万立方米的低放固体废物,需要巨大的地下空间来掩埋。专家介绍,核废料不仅是废弃的燃料棒,所有沾染放射性的物质都是核废料,甚至包括用过的工具。目前无论运输还是处置都存在不少悬而未决的大难题,而且是一大笔开支。有专家推测,中国未来高放射性核废料处置将耗资数百亿元人民币。
根据中国核能协会的数据,现有48台机组将使我国2020年乏燃料数量累计达到1万吨,并以每年1200吨的速度继续增加,而我国乏燃料运输能力仅为每年需求量的16%。虽然我国计划2030年建设一个年处理能力800吨的核废料储藏水池,但这远远不能满足需要。
对此,王亦楠指出,核废料处理越来越成为发达国家的危险重负,所以国际社会公认“全球核电复苏能否成功,一个先决条件是乏燃料安全处置”。遗憾的是,国际科学界至今也未能找到应对办法,核废料泄漏事故更是时有发生。如果是温度更高、放射性也更高的核电站废料,后果就更严重了。
近期,核安全所将重点围绕中科院战略性科技先导专项“未来先进核裂变能——ADS嬗变系统”项目和大型国际科技合作计划“国际热核聚变实验反应堆(ITER)”等重大科学研究计划,开展先进反应堆的设计和关键技术研发,有望解决核废料安全处置这一世界性难题。
赵柱民表示,随着核废料后处理及快堆技术的发展,绝大部分放射性核废料都可重新循环利用,实现“变废为宝”。
目前,我国在甘肃建有专门处置核废料的工厂,已具备处置低中高放核废料的技术和能力。
陈焰指出,核电站在发电过程中产生的放射性废物99%是中低放水平。按照国际原子能机构的规定,核废料需要分类收集分别贮存和处理,并尽可能以稳定的固化体形式贮存。
国际原子能机构对于核废料的处理和处置要求很严,目前最安全的办法是深埋,即“深地质处置”方法。陈焰告诉记者说:“一般是先经过冷却、干式储存,然后再将装有核废料的金属罐深埋于建在地下厚厚岩石层里的核废料处理库中,或投入选定海域4000米以下的海底。美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚等幅员辽阔、有大面积荒原的国家都是考虑采用陆地深埋法。”
争议之三:装备国产化
当前,我国核电装备制造业发展的主流是向专业化、批量化、规模化、集约化方向发展,在建核电站的国产化率平均达到80%左右。其中,反应堆压力容器、蒸汽发生器、堆内构件、控制棒、燃料装卸料设备、一体化安全壳顶盖等已实现100%国产化。
国家核电技术公司设备部副主任简靖文说:“目前‘升级版’三代核电机组CAP1400示范工程设备国产化率超过80%。同时,公司AP1000依托项目四台机组的平均国产化率约为55%,首台国产反应堆压力容器、蒸汽发生器、堆内构件、控制棒驱动机构即将交付,其他核岛主设备均已实现国产化供货。”
中广核工程有限公司总经理助理上官斌表示,公司在二代加和二代改进机型方面的国产化率均已超过了80%,阳江5、6号机组国产化率达到85%,为核电走出去奠定了基础。近期公司与罗马尼亚切尔纳沃德核电站的合作,将会进入实质性的谈判,争取明年实现开工。
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