葉奇蓁
中國核電的安全與發(fā)展
葉奇蓁
(上接2012年第4期第297頁)
中國經(jīng)濟社會發(fā)展對能源需求持續(xù)增長,面臨國內(nèi)資源環(huán)境制約日趨強化,以及應對全球氣候變化、減緩溫室氣體排放的雙重挑戰(zhàn)。
我國能源發(fā)展面臨四個基本問題:
1)經(jīng)濟社會發(fā)展中的能源供需總量平衡問題;
2)長期以煤為主的能源結(jié)構,造成的環(huán)境、生態(tài)問題;
3)西煤東運、北煤南運、西電東輸?shù)哪茉摧斶\問題;
4)對國外資源依存的能源供應安全問題。
大規(guī)模發(fā)展核能將對我國突破資源環(huán)境的瓶頸性制約,保障能源安全,減緩溫室氣體排放,實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展具有不可替代的作用。
核電將成為我國未來可持續(xù)能源體系中的重要組成部分,它的優(yōu)勢在于:
1)核電是不排放二氧化硫和二氧化碳等污染物的清潔能源;
2)核電是高負荷因子大功率密集性的能源;
3)核電的安全可靠性繼續(xù)不斷提高;
4)核電對煤電具有較強經(jīng)濟競爭力和替代能力;
5)核電燃料運輸量小,發(fā)展核電是調(diào)整能源布局的有效途徑。
整個核電鏈溫室氣體排放量很少。據(jù)計算,我國煤電鏈溫室氣體的排放系數(shù)約為1 302.3等效CO2克/千瓦時;核電鏈溫室氣體的排放系數(shù)為13.7等效CO2克/千瓦時,核電鏈的溫室氣體排放只是同等規(guī)模煤電鏈的百分之一左右。
如果到2020年建成7 000萬千瓦核電運行裝機容量,年發(fā)電量為5 250億千瓦時,核電鏈年排放CO2為0.07億噸,同等電量的煤電鏈要排放CO2為6.8億噸,一年可以減排CO2為6.73億噸。
核電在經(jīng)濟性方面具有競爭力。下表是法國、俄羅斯、美國等國家核電與煤電、核電與氣電的全壽期貼現(xiàn)發(fā)電成本對比。可以看出,核電與煤電、氣電相比,也具有較強的經(jīng)濟競爭力。
核電燃料運輸量小,能緩解運輸問題。煤、石油和天然氣由于地理分布不均勻,對許多國家或地區(qū)來說,保證其穩(wěn)定供應是一個大問題。一座電功率100萬千瓦的燃煤電廠每年需運入原煤3.5×106噸,同功率的核電廠僅需低富集鈾燃料組件30噸。一些幅員廣闊而煤炭分布不均衡的國家,如俄羅斯西部、中國東南沿海,燃煤電廠的發(fā)展已受到鐵路運輸容量的嚴重限制,而核電廠不存在這些運輸容量問題。
截至2012年5月,我國已運行核電機組15臺,總裝機容量1 257萬千瓦;在建核電機組26臺,總裝機容量2 884萬千瓦;預計到2015年年底,我國核電運行總裝機容量將超過4 000萬千瓦。此外我國還有已批準尚未開工的5臺機組,總裝機容量422萬千瓦;計劃擬建的16臺機組,總裝機容量1 850萬千瓦。可以說,我國是世界上在建核電機組最多的國家。
我國在三代核電建造方面也處于領先地位。目前,世界上在建的三代壓水堆核電站主要有AP1000和EPR兩種,其中4臺AP1000核電機組分別在浙江三門和山東海陽建造,2臺EPR核電機組在廣東臺山建造。同時,國家正在組織AP1000技術的消化吸收,并積極推進CAP1400技術的研發(fā)。
全壽期貼現(xiàn)發(fā)電成本對比Comparison of the whole lifetime discounted power generation costs
根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會統(tǒng)計預測:2020年全國發(fā)電裝機容量將達到18.85億千瓦,其中煤電占到11.6億千瓦,水電、抽水蓄能、氣電、風電、太陽能生物質(zhì)能發(fā)電等占到6.35億千瓦,而剩余的必得靠核電來完成。根據(jù)每投產(chǎn)2 000萬千瓦核電,年平均發(fā)電1 400億千瓦時(按負荷因子0.8計),相當于節(jié)省4 200萬噸標準煤(按300克/千瓦時計算),據(jù)此來估算,核電裝機容量要到達8 000萬千瓦左右,可見核電在我國能源體系中具有重要地位。
我國核電發(fā)展的方針可以歸納為:
1)戰(zhàn)略必爭:在全球低碳發(fā)展的趨勢下,掌握先進核能技術將成為核心競爭力的標志,核能將成為戰(zhàn)略必爭的高科技領域,要形成自主創(chuàng)新的核工業(yè)品牌,力爭取得戰(zhàn)略競爭優(yōu)勢。
2)確保安全:堅持安全第一,確保消除對公眾健康和環(huán)境產(chǎn)生嚴重影響的放射性物質(zhì)外泄事故。
3)穩(wěn)步高效:科學規(guī)劃,有序推進,促使我國核電建設規(guī)模、速度、質(zhì)量、效益協(xié)調(diào)發(fā)展。
我國新建核電站會執(zhí)行《核動力廠設計安全規(guī)定(HAF102)》法規(guī),該法規(guī)標準是目前國際上最先進的,確定了縱深防御概念,保證全部與安全有關的活動均置于多道屏障的防御之下,保證實際地排除有嚴重放射性后果的事故發(fā)生,加強嚴重事故預防及緩解的能力,包括提高應對長時間全廠斷電的能力,提升應對超設計基準外部災害的能力,進一步加強和提升我國核電站的安全水平。
《核動力廠設計安全規(guī)定(HAF102)》提高了核安全目標的量級,包括堆芯熔化頻率和大規(guī)模放射性釋放頻率;延伸縱深防御概念,要求考慮超設計基準事故和嚴重事故的預防和緩解;要求設置雙層安全殼,實行放射性物質(zhì)的雙重包容;要求進行確定論的和概率論的事故分析和風險評價,并制定相應的事故防范措施和嚴重事故管理導則。
可以說,我國新建核電站會實行國際上最嚴格的核安全標準,我國的核電會在安全的基礎上穩(wěn)步發(fā)展。
The Safety and Development of Nuclear Power in China
YE Qi-zhen