◎本刊主筆 季天也
發(fā)電效率全球首屈一指韓國(guó)核電“后進(jìn)”超先進(jìn)
◎本刊主筆 季天也
1966~1980年間,美、蘇、英、法等資深強(qiáng)國(guó)紛紛大上核電,韓國(guó)沒有趕上這波潮流。但在本世紀(jì)初,“晚熟”的韓國(guó)卻已經(jīng)擁有自主研發(fā)的先進(jìn)核電機(jī)組,甚至有能力同老牌核電出口國(guó)競(jìng)爭(zhēng)海外訂單。這個(gè)上世紀(jì)70年代末才建成第一臺(tái)商用核電機(jī)組的半島國(guó)家,如何在30年間逆襲殺進(jìn)了全球核電第一集團(tuán)?
韓國(guó)最早建設(shè)的古里核電站
作為一個(gè)土地面積有限的半島國(guó)家,韓國(guó)的自然資源相對(duì)稀缺,97%的能源靠進(jìn)口。世界核協(xié)會(huì)的資料指出,1990~2006年,韓國(guó)的電力需求每年增速超過9%,之后才下降到2.8%以下;2011年,韓國(guó)為進(jìn)口能源支出了1700億美元,占該國(guó)進(jìn)口額的1/3。2012年,韓國(guó)的人均電力消耗為9600千瓦時(shí)/年,是1980年的11倍還多。為了滿足隨高速發(fā)展而激增的用電需求,押寶核電是早期就確定的能源政策。因此,韓國(guó)的核電之路走得非常積極。2014年,韓國(guó)的核電站貢獻(xiàn)了149太瓦時(shí)(1太瓦時(shí)=1000吉瓦時(shí)=10億千瓦時(shí))的電力,緊隨美、法、俄3國(guó)之后,核電比重高達(dá)30.4%。
核電是韓國(guó)所有能源發(fā)電中成本最便宜的。韓國(guó)水電與 核 電 公 司(KHNP)2008年的報(bào)告指出,煤炭、液化天然氣(LNG)和水力每發(fā)一度電的平均成本,分別是53.7韓元、143.6韓元和162韓元,而核能只有39韓元/度(100韓元約合0.54元人民幣)。
然而,這樣一個(gè)核電強(qiáng)國(guó),其第一臺(tái)商用核反應(yīng)堆誕生至今還不到40歲。
韓國(guó)的核能研究活動(dòng)始于上世紀(jì)50年代,與俄、美等核電資深國(guó)家相比并不算晚。1956年,韓國(guó)與美國(guó)簽署了和平利用核能的合作協(xié)定,派出大量人員到美國(guó)接受核能研究方面的培訓(xùn),奠定了核能研究的基礎(chǔ);1957年,韓國(guó)成為國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)的一員;1958年,韓國(guó)國(guó)會(huì)通過了《原子能法》,規(guī)范和促進(jìn)原子能的發(fā)展、保護(hù)核設(shè)施的安全和輻射防護(hù)。根據(jù)該法成立的原子能委員會(huì)是韓國(guó)核能政策的最高決策機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)由9~11名成員組成,來自政府、學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界等領(lǐng)域,原子能委員會(huì)主席由國(guó)家總理兼任。原子能委員會(huì)主要任務(wù),是制定、貫徹、實(shí)施包括安全在內(nèi)的各項(xiàng)有關(guān)和平利用原子能的政策,分配國(guó)家有關(guān)預(yù)算,制定有關(guān)法規(guī)等。韓國(guó)自主研發(fā)的第三代核反應(yīng)堆在新古里核電站3、4號(hào)機(jī)組率先采用,韓國(guó)水電核電公司為此舉行了裝機(jī)典禮。
1971~2006年韓國(guó)的發(fā)電量及電力結(jié)構(gòu)示意圖
可以看出韓國(guó)核電的發(fā)電量和比重大約從1983年才開始激增,晚于世界核電大發(fā)展時(shí)期(1966~1980年)。來源:國(guó)際能源署(IEA)
韓國(guó)的第一座小型實(shí)驗(yàn)核反應(yīng)堆于1962年建成。不過在此之后的9年里,韓國(guó)的核電發(fā)展一直沒有大動(dòng)靜。直到1971年,位于釜山廣域市機(jī)張郡的古里核電站才開工建設(shè),該核電站隸屬韓國(guó)水電與核電公司。經(jīng)歷了六七年的忙碌,發(fā)電能力587兆瓦的1號(hào)機(jī)組于1978年4月開始運(yùn)行,成為韓國(guó)第一臺(tái)商業(yè)化核電機(jī)組。從國(guó)際上看,1966~1980年可謂是核電的“青春期”,全球共有242臺(tái)核電機(jī)組投運(yùn),而計(jì)劃大力發(fā)展核電的韓國(guó)只占其中一臺(tái),看起來沒有跟上時(shí)代的步伐。
韓國(guó)核電發(fā)展歷程示意圖
進(jìn)口韓國(guó)核電技術(shù)的阿聯(lián)酋巴拉卡核電站正在建設(shè)中
有趣的是,古里核電站1號(hào)機(jī)組就像種子萌芽的開關(guān),韓國(guó)的核電建設(shè)一下子活躍起來。20世紀(jì)80年代,古里核電站的2號(hào)、3號(hào)和4號(hào)機(jī)組在1983~1986年先后投運(yùn),該核電站的4臺(tái)機(jī)組全部采用第二代核電技術(shù)的壓水反應(yīng)堆,裝機(jī)容量為3137兆瓦。同時(shí),韓國(guó)西南部全羅南道的靈光核電站,以及東南部的慶尚北道的蔚珍核電站和月城核電站,也在上世紀(jì)80年代相繼落成。上世紀(jì)90年代,又有7臺(tái)機(jī)組建成發(fā)電。截至2015年7月,韓國(guó)的7座核電站中共有23臺(tái)現(xiàn)役核電機(jī)組,居全球第五位,裝機(jī)容量21677兆瓦,約占韓國(guó)總裝機(jī)容量的1/4。
受美國(guó)三哩島和烏克蘭切爾諾貝利核事故的影響,歐美國(guó)家在核電道路上多少都有過走走停停的經(jīng)歷,但韓國(guó)對(duì)核電的態(tài)度從未扭轉(zhuǎn),核電建設(shè)也不曾間斷,并且在研發(fā)、生產(chǎn)、建設(shè)等環(huán)節(jié)力求自主化。最早的8臺(tái)機(jī)組是從美國(guó)、法國(guó)、加拿大3國(guó)進(jìn)口的。1984年,韓國(guó)以美國(guó)燃燒工程公司(現(xiàn)為美國(guó)西屋電氣公司的子公司)的“ABB-CE System 80”蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)基礎(chǔ),推進(jìn)核電站標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目。1987年,韓國(guó)與該公司達(dá)成一項(xiàng)為期10年的核電技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議,開始正式吸收和消化壓水堆核電技術(shù)。1997年該協(xié)議到期后,韓國(guó)又和西屋電氣公司續(xù)簽了10年的技術(shù)使用許可協(xié)議。在這20年間,韓國(guó)繼續(xù)開發(fā)自主化核電技術(shù),并設(shè)計(jì)出“韓國(guó)標(biāo)準(zhǔn)核電站(KSNP-OPR1000)”, 實(shí)現(xiàn)了第二代核電技術(shù)的自主化。從1998年建成投運(yùn)的蔚珍核電站3號(hào)機(jī)組開始,共有8臺(tái)機(jī)組搭載“OPR-1000”型壓水反應(yīng)堆,如今都已服役。據(jù)韓國(guó)電力公社(KEPCO)官網(wǎng)介紹,從2001年起,韓國(guó)核電技術(shù)的自主化率達(dá)到了95%以上。
有 了“OPR-1000”的 基礎(chǔ),韓國(guó)核電工業(yè)繼續(xù)精進(jìn),成功自主研發(fā)出符合第三代核電技術(shù)要求的“APR-1400”型先進(jìn)壓水反應(yīng)堆,單機(jī)組發(fā)電能力達(dá)到1400兆瓦,設(shè)計(jì)壽命從40年提升到60年,綜合性能不遜于美、法等國(guó)同代反應(yīng)堆,而2300美元/千瓦的平均造價(jià)卻比歐美更便宜。2007年9月,“APR-1400”獲批在即將開工的韓國(guó)新古里核電站3號(hào)、4號(hào)機(jī)組率先采用,現(xiàn)已建設(shè)完工。韓國(guó)成為美國(guó)、法國(guó)之后,第三個(gè)能夠自行研發(fā)第三代核電技術(shù)的國(guó)家。
2009年底,韓國(guó)力壓美國(guó)、法國(guó)等老牌核電出口國(guó),成功贏得阿聯(lián)酋價(jià)值200億美元的4座輕水核反應(yīng)堆核電站建設(shè)合同,首次把自己的招牌作品“APR-1400”帶到了海外,鋪開了核電出口之路。2010年3月10日,韓國(guó)與土耳其簽署了為土耳其承建兩座核電站的《核電項(xiàng)目合作相關(guān)的聯(lián)合公報(bào)》;2013年,韓國(guó)獲準(zhǔn)在約旦科技大學(xué)建設(shè)約旦首座核研究反應(yīng)堆;2015年3月,韓國(guó)與沙特阿拉伯達(dá)成協(xié)議,在沙特建設(shè)兩座韓國(guó)自主開發(fā)的“SMART”核反應(yīng)堆,打算在試運(yùn)行后,與沙特聯(lián)手出口第三國(guó);也是在3月,韓國(guó)水電與核電公司的“APR-1400”的設(shè)計(jì),通過了美國(guó)核能管理委員會(huì)(NRC)的預(yù)備審批,有望出口美國(guó)。
短時(shí)間內(nèi)發(fā)展得這么猛,韓國(guó)核電在安全性方面又怎樣呢?
韓國(guó)目前監(jiān)管核安全的獨(dú)立機(jī)構(gòu),是成立于2011年的“核安全與安保委員會(huì)(NSSC)”。該機(jī)構(gòu)直接受韓國(guó)總統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo),全面負(fù)責(zé)韓國(guó)核安全及保障工作。韓國(guó)工商能源部(原知識(shí)經(jīng)濟(jì)部)主要負(fù)責(zé)能源政策、核電站的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)、核燃料供應(yīng)與放射性廢物管理。韓國(guó)的電力公司、水電與核電公司、核燃料公司、核環(huán)境技術(shù)研究所等一些重要核工業(yè)單位,都隸屬于工商能源部。核能研發(fā)及推廣應(yīng)用工作則由教育科技部承擔(dān)。
而在此前,核安全的監(jiān)管職能一直由負(fù)責(zé)核能研發(fā)及推廣工作的韓國(guó)教育科技部兼管,因此核安全監(jiān)管的獨(dú)立性飽受爭(zhēng)議。2009年7月~2010年3月,韓國(guó)國(guó)會(huì)收到3份有關(guān)創(chuàng)建獨(dú)立核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)的法案并進(jìn)行了審議。2011年的日本福島核事故加速了韓國(guó)對(duì)這件事的處理進(jìn)程。同年6月29日,設(shè)立核安全與安保委員會(huì)的法案獲得國(guó)會(huì)通過,10月26日,這個(gè)獨(dú)立的核安全機(jī)構(gòu)正式成立,并從教育科技部接管了核安全研究所和韓國(guó)防擴(kuò)散與管制研究所這兩家技術(shù)性單位。
作為一家中央行政機(jī)構(gòu),核安全與安保委員會(huì)的獨(dú)立性很受保護(hù)。韓國(guó)《政府組織法》中規(guī)定了兩項(xiàng)總理權(quán)力,一是總理對(duì)中央行政機(jī)構(gòu)有指揮權(quán)和監(jiān)督權(quán),二是當(dāng)總理認(rèn)為任何一個(gè)政府部門制訂的法規(guī)非法或不公時(shí),有權(quán)推翻這項(xiàng)法規(guī)。但核安全與安保委員會(huì)不受這些規(guī)定的約束。委員共有9個(gè)名額,主席與副主席各一人,其余7人為非執(zhí)行委員,固定任期為3年,允許連任一次。委員在任期間,只要沒有違規(guī)行為,任何人和機(jī)構(gòu)都不能違背其意愿將其解職,也無權(quán)干涉委員的工作。同時(shí),想要當(dāng)選核安全與安保委員會(huì)的委員,候選人必須脫離核工業(yè)界至少3年,并且一旦當(dāng)選就不能參與政治活動(dòng)。為了進(jìn)一步強(qiáng)化核安全相關(guān)體系的獨(dú)立性,涉及核安全的法律條文也從韓國(guó)《原子能法》中剝離和完善,從而專門出臺(tái)了一套《核安全法》,老的《原子能法》則改稱《原子能利用促進(jìn)法》。
優(yōu)秀的安全記錄,是韓國(guó)核電工業(yè)打入海外市場(chǎng)的決定性因素。“非計(jì)劃停堆率”是衡量核電站可靠性的重要指標(biāo)之一,它是指由于設(shè)備故障或人為失誤,導(dǎo)致反應(yīng)堆保護(hù)性停止運(yùn)轉(zhuǎn)的頻率?!吨袊?guó)核工業(yè)報(bào)》2012年指出,韓國(guó)所有核電站的平均非計(jì)劃停堆率,從上世紀(jì)80年代前期的5%一路下降,到2008年降到0.35%,低于美國(guó)、法國(guó)和加拿大。2010年,韓國(guó)的這一指標(biāo)又下降到0.1%,是全球非計(jì)劃停堆率最低的國(guó)家。30多年來,韓國(guó)這20多座現(xiàn)役核電站從未發(fā)生過一起核事故。
此外,韓國(guó)核電站的運(yùn)行效率也是全球最高,近幾年的發(fā)電量都能高達(dá)理論滿負(fù)荷發(fā)電狀態(tài)的96.5%(數(shù)據(jù)來自世界核協(xié)會(huì))以上,相比之下,擁有104臺(tái)機(jī)組的美國(guó)在去年創(chuàng)下的該國(guó)最好紀(jì)錄只有91.9%(數(shù)據(jù)來自美國(guó)核能協(xié)會(huì))。韓國(guó)核電的“大客戶”阿聯(lián)酋核能公司首席執(zhí)行官曾指出,韓國(guó)核電最吸引人的地方,正是其出色的安全、穩(wěn)定運(yùn)行記錄。
韓國(guó)所有核電站的平均非計(jì)劃停堆率,從上世紀(jì)80年代前期的5%一路下降,到2008年降到0.35%,低于美國(guó)、法國(guó)和加拿大。30多年來,韓國(guó)這20多座現(xiàn)役核電站從未發(fā)生過一起核事故。
當(dāng)然,也有一些負(fù)面事件影響了韓國(guó)核電的公信力,主要是1985年前投運(yùn)的幾臺(tái)機(jī)組小毛病增多,以及2012年的核電零部件造假丑聞。
2007年6月,韓國(guó)最老的古里核電站1號(hào)機(jī)組達(dá)到了30年的運(yùn)行壽命,因而停運(yùn)了一段時(shí)間,但獲韓國(guó)政府批準(zhǔn)升級(jí)安全系統(tǒng),允許其延壽10年至2017年6月18日。雖然后續(xù)的許可證換發(fā)申請(qǐng)本可以允許該機(jī)組繼續(xù)運(yùn)行至2027年,但由于近年來這臺(tái)機(jī)組隔三差五趴窩,經(jīng)濟(jì)效益和安全性大不如前。于是,韓國(guó)水電與核電公司今年6月 16日接受韓國(guó)政府的建議,兩年后如期永久關(guān)閉這臺(tái)元老機(jī)組。
1983年啟用的月城核電站1號(hào)機(jī)組在2009年4月~2011年7月進(jìn)行了停堆大修,2012年11月又因達(dá)到運(yùn)營(yíng)年限而再次關(guān)閉。韓聯(lián)社報(bào)道,今年初,韓國(guó)核安全與安保委員會(huì)根據(jù)安全評(píng)估,決定將其延壽至2022年,這引發(fā)韓國(guó)民眾的擔(dān)憂和不滿,“將不惜展開絕食等強(qiáng)硬抗?fàn)?,直到廢棄這座核電站為止”的呼聲高漲。但韓國(guó)政府立場(chǎng)很堅(jiān)定:只要安全上有保證,設(shè)計(jì)壽命結(jié)束的老舊核電站可以延壽發(fā)電,否則電價(jià)會(huì)不可避免地上漲,從而影響民眾生活和制造業(yè)的發(fā)展。經(jīng)過近100天的針對(duì)福島核事故教訓(xùn)的安全改造和檢查,“沉睡”兩年多的月城核電站1號(hào)機(jī)組于今年6月23日重啟。此外,同樣年紀(jì)較大的古里核電站3、4號(hào)機(jī)組和靈光核電站2號(hào)機(jī)組,近5年來也都有過幾次非計(jì)劃停堆上了新聞報(bào)道,所幸都沒有造成后果。
2012年11月5日,韓國(guó)政府下令關(guān)閉了靈光核電站的5、6號(hào)機(jī)組,理由是一批偽造了質(zhì)檢證書的零部件混進(jìn)了機(jī)組設(shè)備中。據(jù)韓聯(lián)社消息,涉案零部件多達(dá)237種7682個(gè),其中68%已經(jīng)裝配。除了被逼停的這兩臺(tái)機(jī)組,還有少量配件用在了靈光核電站3、4號(hào)機(jī)組和蔚珍核電站3號(hào)機(jī)組中。同年11月7日,韓國(guó)核安全與安保委員會(huì)開始徹查該國(guó)所有現(xiàn)役機(jī)組,并更換問題零部件(其他涉事機(jī)組可邊運(yùn)轉(zhuǎn)邊更換)。耐人尋味的是,在這個(gè)事件曝光之前,靈光核電站的故障率一直高于韓國(guó)其他核電站。
從核電的進(jìn)口國(guó)到出口國(guó),上世紀(jì)70年代末才建成首座核電站的韓國(guó),竟然成了全球核電一線陣營(yíng)的一員。盡管出了些問題,官方對(duì)核電的發(fā)展的立場(chǎng)依然堅(jiān)定。到2030年,現(xiàn)役韓國(guó)的“80后”機(jī)組和部分“90后”機(jī)組將會(huì)陸續(xù)退役,但為了減排溫室氣體和提高發(fā)電能力,新建機(jī)組的裝機(jī)容量和可靠性還將更上一層樓。按照韓國(guó)教育科技部的規(guī)劃,2029年,韓國(guó)的在運(yùn)核電機(jī)組將達(dá)到35臺(tái),發(fā)電功率37000兆瓦,裝機(jī)容量比重提升到28.2%。隨著機(jī)組數(shù)量的增加以及其他核電國(guó)家的追趕,韓國(guó)核電站要想繼續(xù)保持優(yōu)秀的可靠性和運(yùn)行效率并不容易。
本欄目責(zé)編/季天也jtyair2013@vip.163.com