長江大學(xué)電信學(xué)院 鄭曉曉

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從日本福島核電站事故談我國核電發(fā)展

長江大學(xué)電信學(xué)院 鄭曉曉

【摘要】針對(duì)“十三五”規(guī)劃綱要提出的在保證絕對(duì)安全前提下有序推進(jìn)我國核電發(fā)展而帶來的新的問題和新挑戰(zhàn)，在分析我國核電現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)比福島核電站事故，從核電的安全性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性以及發(fā)展核電的必要性等角度論述了我國在“十三五”期間核電發(fā)展的前景。并根據(jù)中國特點(diǎn)，從安全性與民眾的信任角度解讀公共建設(shè)，提出了促進(jìn)中國核電建設(shè)的措施。

【關(guān)鍵詞】福島核電站事故；核電站；安全建設(shè)

引言

隨著化石能源的日漸枯竭以及人們對(duì)氣候環(huán)境的關(guān)注度提升，大力開發(fā)新能源已成為當(dāng)今能源革命的重要課題。在能源的功效、儲(chǔ)量、安全性、經(jīng)濟(jì)價(jià)值等方面綜合考慮，核能僅在減碳環(huán)保一方面就是無可取代的［1］。而2011年日本福島核電站事故觸發(fā)了全球的核恐懼癥，引起了不少的爭論，許多核電站因此停擺。本文從日本福島核電站事件談起，簡析我國核電站現(xiàn)狀，提出了“十三五”期間促進(jìn)核電發(fā)展的措施。

1　核電站的基本概念

核電即核能發(fā)電，核電站是以核反應(yīng)堆發(fā)生核聚變或者核裂變作為熱源產(chǎn)生高溫高壓蒸汽以驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)的發(fā)電站，其一般分為三部分：核島（主要是核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)包括反應(yīng)堆裝置和一回路系統(tǒng)）、常規(guī)島（主要是汽輪發(fā)電機(jī)組）和電廠配套設(shè)施三大部分組成，使用鈾、钚等作為燃料。

2　縱觀福島核電站事故

2011年3月11日，日本東北部海域發(fā)生日本有史以來最強(qiáng)烈的里氏九級(jí)地震。地震觸發(fā)大規(guī)模海嘯，導(dǎo)致福島第一核電站嚴(yán)重受損發(fā)生氣爆，并有放射性物質(zhì)外泄。事故造成救援人員死亡、居民受放射性物質(zhì)輻射.放射性物質(zhì)同時(shí)還污染了空氣和海洋環(huán)境。從結(jié)構(gòu)上看，福島核電站為第一代試驗(yàn)堆和原型堆核電機(jī)組，無第二回路及無蒸汽發(fā)生器，無安全外殼，安全性能較差應(yīng)對(duì)事故能力低，事故時(shí)有將放射性物質(zhì)帶入汽輪機(jī)并泄漏至外部空間的可能［2］，事故發(fā)生時(shí)福島核電站已達(dá)設(shè)計(jì)規(guī)劃的40年使用年限且在例行安全檢查時(shí)多次篡改數(shù)據(jù)。值得一提的是離震中最近的女川核電站設(shè)備毫發(fā)未損，無任何輻射危機(jī)?？梢?，此次福島核電站事故與電廠老化，制度僵化，管理不善有關(guān)。此外東京電力公司救災(zāi)不力、蓄意隱瞞實(shí)情導(dǎo)致事故進(jìn)一步擴(kuò)大，最后上升為最嚴(yán)重的第七級(jí)事故。

3　中國核電站現(xiàn)狀

1999年后國際核電界將核電機(jī)組分為四代［3］，目前世界上運(yùn)行的440多臺(tái)核電機(jī)組的主體多為第二代，是指單機(jī)組容量在600-1400MW的標(biāo)準(zhǔn)型核電站。中國自上世紀(jì)九十年代才開始發(fā)展核電，有后發(fā)優(yōu)勢(shì)，中國對(duì)核電的建設(shè)保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度加之的核電安全監(jiān)管體系完全與國際接軌，中國的核電發(fā)展一直保持良好的安全記錄。我國現(xiàn)有的核電站多為壓水堆

壓水堆核電站因其投資低、安全性高、技術(shù)成熟等原因成為應(yīng)用最多的堆型。

3.1中國核電技術(shù)

中國現(xiàn)有的核電機(jī)組主要為第二代及“二代加”。中國已引進(jìn)美國第三代核電技術(shù)AP-1000，并作為自主化依托項(xiàng)目建設(shè)浙江三門和山東海陽兩個(gè)核電站的4臺(tái)百萬千瓦級(jí)核電機(jī)組。鑒于福島核電站事故是由于反應(yīng)堆停堆，且地震導(dǎo)致廠外電源不可用，海嘯又淹沒柴油機(jī)房，堆芯余熱未及時(shí)導(dǎo)出。AP-1000采用非能動(dòng)設(shè)計(jì)，依靠自然力驅(qū)動(dòng)，避免了失去廠內(nèi)外電源后堆芯無法冷卻的情況。目前中核和中廣核引進(jìn)吸收消化再創(chuàng)新的“華龍一號(hào)”遵循我國和全球最新安全要求并根據(jù)福島核事故經(jīng)驗(yàn)反饋，是國際最先進(jìn)的能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合的壓水堆核電自主品牌。集能動(dòng)系統(tǒng)的高效成熟與非能動(dòng)系統(tǒng)無需電源的優(yōu)勢(shì)多重手段實(shí)現(xiàn)完善的嚴(yán)重事故預(yù)防和緩解措施。第四代核電技術(shù)超高溫氣冷堆和鈉冷快堆兩個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)在研究之中。超高溫氣冷堆以氣代水作為冷卻劑，有利于在內(nèi)陸設(shè)廠。鈉冷快堆實(shí)現(xiàn)了核燃料與反應(yīng)產(chǎn)物之間的循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，提升了鈾的利用率，減少高放射性廢物。

3.2中國核電站安全保障

中國作為在建核電機(jī)組最多的國家，中國政府對(duì)核電安全尤為重視。

從選址上分析，日本是地震多發(fā)國家，福島核電站正處于環(huán)太平洋地震帶。我國的核電站在建設(shè)選址時(shí)已經(jīng)考慮到了地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和海嘯的可能，已盡可能避開地震帶、生活水源地及人口稠密區(qū)；充分考慮到地震活動(dòng)的不確定性及可能帶來的次生災(zāi)害等。我國核電廠選址法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)基本以國際原子能機(jī)構(gòu)IAEA核安全標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)，部分因素如核電廠抗震設(shè)計(jì)基準(zhǔn)限值結(jié)合國內(nèi)的地震背景進(jìn)了適當(dāng)調(diào)整。依托《核電廠廠址選擇安全規(guī)定》及其附屬導(dǎo)則，以及《放射性污染防治法》和《核動(dòng)力廠環(huán)境輻射防護(hù)規(guī)定》等結(jié)合當(dāng)?shù)厮w環(huán)境，天文潮徑流洪水等變化進(jìn)行核電站選址工作［4］。

在國家監(jiān)管方面，環(huán)保部下達(dá)對(duì)包括核安全設(shè)備、核動(dòng)力廠和研究堆、核燃料循環(huán)和核技術(shù)利用四大核安全監(jiān)管的重點(diǎn)持證單位進(jìn)行考核。覆蓋全體持證單位，覆蓋所有骨干人員；對(duì)隱瞞虛報(bào)零容忍，對(duì)違規(guī)操作零容忍，把安全關(guān)口前移，從本質(zhì)上保證核安全。各單位在設(shè)施設(shè)計(jì)、制造時(shí)對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)采用動(dòng)態(tài)監(jiān)控，定期開展隱患排查，及時(shí)識(shí)別控制安全風(fēng)險(xiǎn)。，中美合作的核安保示范中心已經(jīng)在北京投入運(yùn)行，該中心是目前世界規(guī)模最大、設(shè)施最先進(jìn)的核安保示范中心，是兩國共同應(yīng)對(duì)核安保威脅、深化核能領(lǐng)域合作的重要機(jī)構(gòu)。

4　發(fā)展核電的必要性

中國現(xiàn)有能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)是以煤炭、化石能源為主，帶來了大量碳排放，環(huán)境問題日趨嚴(yán)峻。2014年中美雙方共同發(fā)表了《中美氣候變化聯(lián)合聲明》宣布各自2020年后應(yīng)對(duì)氣候變化的行動(dòng)計(jì)劃。針對(duì)中美現(xiàn)階段實(shí)際情況，在保有經(jīng)濟(jì)增長的前提下完成碳減排目標(biāo)，集安全性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性于一體的核電是最優(yōu)選項(xiàng)之一。

4.1發(fā)展核電的經(jīng)濟(jì)性

核電站的基建費(fèi)比同規(guī)模火電站高58%，但燃料費(fèi)用僅為發(fā)電成本的27%，總的發(fā)電成本比火力發(fā)電低30%-50%。煤炭運(yùn)輸已經(jīng)成為中國交通運(yùn)輸?shù)膰?yán)重負(fù)擔(dān)，2014年1-7月中國鐵路貨運(yùn)中，煤炭運(yùn)量占總貨運(yùn)量的88.39%。我國煤炭消費(fèi)比例高達(dá)70%，而世界平均水平僅30%，在開礦、加工、運(yùn)輸和電站運(yùn)行中因事故死亡人數(shù)方面，燃煤電站也要比核電站高數(shù)十倍。據(jù)法國原子能與可替代能源委員會(huì)主席Bernard Bigot測(cè)算.目前風(fēng)電電價(jià)是核電的2-3.5倍.太陽能電價(jià)為核電的4-8倍，但二者的主要缺點(diǎn)是能流密度低，隨環(huán)境因素波動(dòng)大且占用過多土地資源。與之形成對(duì)比的是光照、溫度等自然因素變化不會(huì)影響核電站持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)電。

核電工業(yè)屬于高危高技術(shù)行業(yè)，其中核電設(shè)備設(shè)計(jì)與制造的技術(shù)含量高，質(zhì)量要求嚴(yán)，產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度很高，涉及上下游幾十個(gè)行業(yè)。是高端制造業(yè)代表，具有極高的商業(yè)價(jià)值，是對(duì)外貿(mào)易的有力支撐，加快核電自主化進(jìn)程，有利于促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，提高中國制造業(yè)整體水平、材料和加工水平。中國現(xiàn)已具備年制造8臺(tái)/套百萬千瓦級(jí)壓水堆核電機(jī)組主設(shè)備的能力。據(jù)估計(jì)，一臺(tái)機(jī)組出口一臺(tái)機(jī)組出口帶動(dòng)的產(chǎn)值約300億人民幣。

4.2核電的環(huán)保性

核電不釋放有毒及溫室氣體，對(duì)同樣發(fā)電量而言，燃煤電站引起的致癌危險(xiǎn)性要比核電站高數(shù)十倍。美國太空總署（NASA）的報(bào)告指出，在1971-2009年間，使用核電已然避開了假設(shè)不用核電所造成的近200萬人損失（計(jì)入三大核災(zāi)難）［5］。美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室測(cè)算所有生長在火電廠輻射區(qū)內(nèi)的作物，其輻射當(dāng)量比核電廠周圍的高出50%～200%。

核能是目前所有能產(chǎn)生能源的技術(shù)中對(duì)產(chǎn)生出的廢物承擔(dān)全部責(zé)任的唯一一鐘技術(shù)。且核能的放射性廢物相對(duì)于化石燃料發(fā)電產(chǎn)生的少得多，其安全處理方法也是已經(jīng)被證實(shí)了的。

4.3核電站運(yùn)行時(shí)的輻射影響

核電站運(yùn)行時(shí)周圍居民實(shí)際受到核輻射的放射性劑量是50μSv/a。而輻射存在于整個(gè)宇宙中，人類一直受著天然電離輻射，從環(huán)境中受到的放射性劑量為1000μSv /a。海拔每增高500 m受輻射劑量會(huì)增加100-200μSv/a。。事實(shí)上火電站所帶來的輻射高于核電，火電站相關(guān)聯(lián)的急性事故死亡率是核電鏈的60倍，所受輻射劑量比核電鏈高10倍；而公眾受到火電站的輻射劑量為核電鏈的50倍［6］。

5　后福島時(shí)代的核電發(fā)展

福島核事故引起了強(qiáng)烈的社會(huì)響應(yīng)，能源可靠度被國際社會(huì)所關(guān)注。德國政府?dāng)M于2022年完全停止使用核電，但昂貴的發(fā)電成本影響了民眾的生活用電，制約了經(jīng)濟(jì)發(fā)展使得20%以上企業(yè)計(jì)劃遷往國外。加拿大等國也停止新建核電站計(jì)劃但未停止使用核電。一次能源的多元化，是國家能源安全戰(zhàn)略的重要保證。中國核電發(fā)展在經(jīng)歷了短時(shí)間的停擺后，2012年國務(wù)院發(fā)布了《核電安全規(guī)劃（2011-2020年）》及《核電中長期發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》明確了重啟核電站項(xiàng)目，目前在建反應(yīng)堆24臺(tái)，居世界第一位?！笆濉逼陂g計(jì)劃核電裝機(jī)達(dá)5800萬千瓦，在建3000萬千瓦以上。要應(yīng)對(duì)當(dāng)下資源緊張、環(huán)境污染、氣候變化等三大挑戰(zhàn)，其根本出路是建立清潔、安全、永續(xù)的能源保障體系，降低化石能源比例首當(dāng)其沖。發(fā)展核電可改善我國的能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)，有利于保障國家能源安全和經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展，核能在質(zhì)疑中穩(wěn)步發(fā)展，有望成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)有力保障。

6　結(jié)語

核電因其安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和持續(xù)穩(wěn)定發(fā)電等優(yōu)勢(shì)成為了緩解環(huán)保及能源壓力，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的重要能源形勢(shì)。核安全問題與全人類的福祉息息相關(guān)，增進(jìn)核安全離不開各國的合作。福島核事故讓民眾恐慌的一個(gè)重要原因在于事故后的封閉式自救，中國核產(chǎn)業(yè)有較強(qiáng)的保密性，不了解以至于對(duì)核能應(yīng)用存在夸大猜想帶來了不必要的核恐懼，加深了民眾對(duì)核安全的擔(dān)憂以及對(duì)核電行業(yè)的不信任。今后的核電發(fā)展中不但要加強(qiáng)國際合作、積極研發(fā)新技術(shù)、培訓(xùn)核電人才、加強(qiáng)安全監(jiān)管、普及核電知識(shí)更要對(duì)危機(jī)處理方面采取快決策、高透明度的處理，將核電事故造成的沖擊降到最低。培訓(xùn)一批具有高度社會(huì)責(zé)任感和大局意識(shí)的“專家型記者隊(duì)伍”在事故后對(duì)事件進(jìn)行可靠報(bào)到是提高核安全信息透明度有效手段。

參考文獻(xiàn)

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［2］瞿秀靜，等.新能源技術(shù)［M］.第二版，化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

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［4］常向東.我國內(nèi)陸核電站選址評(píng)價(jià)中應(yīng)關(guān)注的問題［J］.核安全，2007（3）.

［5］P.A.Kharecha，and J.e.Hansen，“Prevented Mortality and Greenhouse Gas Emissions from Historical and Projected Nuclear Power，”Environmental Science & Technology，4889-4895，47（9），2013.

［6］潘自強(qiáng)，等.核與輻射事故（事件）中的社會(huì)響應(yīng)問題［M］.原子能出版社，2011.

作者簡介：

鄭曉曉（1993-），女，浙江溫州人，大學(xué)本科，主要從事電力系統(tǒng)及新能源發(fā)電方面的研究。