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        迎接核電的未來

        2017-03-06 21:30:54柴建設(shè)宋培峰王曉峰
        中華兒女 2017年3期
        關(guān)鍵詞:核電廠

        柴建設(shè) 宋培峰 王曉峰

        核能相比于火力發(fā)電,是非常清潔的能源。中國有足夠的核文化底蘊支撐核工業(yè)發(fā)展,力爭在核電發(fā)展的第二梯隊保持領(lǐng)先位置

        近日,有報道稱:“未來10年中國將建60臺核電機組?!边@一消息再次引發(fā)各界關(guān)注與熱議。核安全問題也又一次成為關(guān)注焦點。公眾關(guān)注的核電批量化建設(shè)終于塵埃落定,究竟意味著什么?或許我們可以從核電原理及安全管控層面詮釋這些關(guān)注。

        核電站又稱核電廠,指用鈾、钚等作核燃料,將其在裂變反應(yīng)中產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電廠。核電廠主要以反應(yīng)堆的種類進行區(qū)分,可分為壓水堆核電廠、沸水堆核電廠、重水堆核電廠、石墨水冷堆核電廠、石墨氣冷堆核電廠、高溫氣冷堆核電廠和快中子增殖堆核電廠等。

        安全、高效、低碳、清潔的核電能源

        傳統(tǒng)燃煤電廠排放的溫室氣體和酸性氣體,對地球環(huán)境造成了很大的破壞。核能相比于火力發(fā)電,是非常清潔的能源。

        首先,核電在減少溫室氣體這一方面具有無可比擬的優(yōu)勢。核裂變能量是在核反應(yīng)堆內(nèi)用中子轟擊重原子核時釋放的,產(chǎn)物主要是中等元素的原子核以及中子,不產(chǎn)生任何溫室氣體和粉塵。

        核聚變能源的和平利用現(xiàn)在還沒有真正實現(xiàn),但是從聚變反應(yīng)機理看來,反應(yīng)只生成惰性氣體氦和中子射線,比裂變反應(yīng)更加清潔。無論是核聚變還是核裂變,生成物都沒有二氧化碳,也沒有其他會導致溫室效應(yīng)的氣體。

        傳統(tǒng)的燃料除了會造成溫室效應(yīng)之外,還會對空氣造成污染。煤炭燃燒會排放二氧化硫、氮氧化物等有害氣體,會導致酸雨。酸雨不僅會污染居民生活環(huán)境,還會腐蝕建筑物,降落在地面上還會導致土壤酸化,破壞土壤內(nèi)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu),使土地貧瘠。

        除了氣體性污染,傳統(tǒng)燃料的燃燒還會造成粉塵污染,增加空氣中的可吸入顆粒物濃度,長時間吸入會危害人體肺部健康。

        就輻射而言,核電站的輻射影響遠低于燃煤電廠。核電站是利用原子核內(nèi)部蘊藏的能量進行電力生產(chǎn)的新型發(fā)電站。它大體上可分為兩部分:一部分是利用核能產(chǎn)生蒸汽的核島,包括核反應(yīng)堆和一回路系統(tǒng);另一部分是利用蒸汽發(fā)電的常規(guī)島,包括汽輪發(fā)電機系統(tǒng)。常規(guī)島與普通火電廠大同小異,而核島則截然不同。

        核電站使用的燃料稱為“核燃料”。核燃料含有易裂變物質(zhì)鈾-235。一座100萬千瓦的核電站每年只需要補充30噸左右的核燃料,而同樣規(guī)模的燃煤電廠每年則需300萬噸煤。

        目前國際上技術(shù)最為成熟的核島設(shè)計多采用壓水式反應(yīng)堆。大亞灣核電站和嶺澳核電站都是壓水堆機組。在相同功率的情況下,核電站排放到環(huán)境中的有害物質(zhì)比火電廠要少得多。核電站對周圍居民的輻射影響,遠遠低于燃煤電廠和天然輻射產(chǎn)生的影響。因此,核能是高效、低碳、清潔的能源。

        雖然除了煤、石油氣等燃料以外,還有很多可以利用的能源,如風能、太陽能、地熱能、潮汐能、生物質(zhì)能等。但是,以上這些能源很難在短期內(nèi)實現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用。

        核能才是一種可以大規(guī)模使用的、安全和經(jīng)濟的工業(yè)能源。上世紀五十年代以來,美國、法國、比利時、德國、英國、日本、加拿大等發(fā)達國家都建造了大量核電站,全球核電站發(fā)電量已占世界總發(fā)電量的16%,在這些國家,核電的發(fā)電成本已經(jīng)低于煤電。但目前我國核電發(fā)電量只占總發(fā)電量的2.5%左右,遠低于16%的世界平均水平,更遠遠低于核電發(fā)達國家,如法國核電占比為75%,美國為20%,俄羅斯為19%,我國核電發(fā)展?jié)摿薮蟆H經(jīng)驗證明,核電是一種經(jīng)濟、安全、可靠、清潔的新能源。

        目前31個國家擁有445 臺商業(yè)核動力反應(yīng)堆,總裝機容量達387GW,另外還有64 座商用核動力反應(yīng)堆在建,相當于目前核電裝機容量的18%。同時,已有150 多座商用核動力反應(yīng)堆具有明確的建設(shè)計劃,相當于目前核電裝機容量的一半。

        我國有足夠的核文化底蘊支撐核工業(yè)發(fā)展,力爭在核電發(fā)展的第二梯隊保持領(lǐng)先位置。在上世紀80年代初即已開始采用自有技術(shù)建造核電站,其間也采用了加拿大(CANDU)、法國(M310)、俄羅斯(AES-91)的各種技術(shù)建造了不同堆型的核電站。

        據(jù)最新數(shù)據(jù)顯示,截至2016年11月底,中國已建成并投入在運的核電機組有36臺,累積裝機容量約3350萬千瓦;在建核電機組21臺,共計裝機容量2343.5萬千瓦。按照國家規(guī)劃,“十三五”期間,全國核電投產(chǎn)約3000萬千瓦、開工3000萬千瓦以上,2020年裝機達到5800萬千瓦。

        我國當前核電安全有保障

        監(jiān)管體系與國際接軌。黨中央、國務(wù)院一直高度重視核安全工作,明確提出核安全是國家安全的重要組成部分。政府相關(guān)部門和企事業(yè)單位長期以來始終堅持“安全第一、質(zhì)量第一”的根本方針,貫徹縱深防御等安全理念,采取有效措施,保障核安全。日本福島事故后,由環(huán)境保護部(國家核安全局)、能源局、地震局聯(lián)合開展的綜合安全檢查和國家核安全局日常監(jiān)督的結(jié)果表明,目前我國核電安全是有保障的。

        我國核電起步晚,具有后發(fā)優(yōu)勢。無論是引進消化吸收還是自主設(shè)計,無論是建造還是運行,都充分汲取了國際先進經(jīng)驗;我國核安全標準采用了國際原子能機構(gòu)推薦的標準,政府設(shè)立了獨立于發(fā)展部門的核安全監(jiān)管機構(gòu),采取了與國際實踐相一致的工作模式,監(jiān)管工作權(quán)威有效。

        我國核電建設(shè)運行中的安全性。從統(tǒng)計分析看,我國核電廠的運行事件數(shù)總體呈下降趨勢。盡管隨著核電建設(shè)機組的增加,事件總數(shù)有所攀升,但每年平均到每臺機組的事件數(shù)明顯下降,約為每年一起左右。在國際上,核電大國法國的報告準則更寬泛,每臺機組每年事件報告數(shù)為10起左右。美國的事件報告準則跟我國類似,平均每臺機組每年的事件數(shù)約為2.6起。同時需要強調(diào)的是,國際上普遍不建議采用運行事件的數(shù)量來衡量核電廠的安全水平,更希望通過典型運行事件的分析評估,總結(jié)經(jīng)驗教訓,推廣良好實踐,促進經(jīng)驗反饋。

        據(jù)介紹,世界核運營者協(xié)會(WANO)制定了一套指標體系來表征核電廠的運行業(yè)績,我國所有核電廠均是WANO的成員,并參與WANO指標的統(tǒng)計和比對。從統(tǒng)計結(jié)果來看,我國運行核電廠80%左右的指標處于世界中值以上,60%左右的指標達到世界先進值。一些重要的核電技術(shù)供應(yīng)商還通過一些機制,如法國堆型業(yè)主聯(lián)合會(FROG)和西屋堆型業(yè)主聯(lián)合會(WOG)等,對其客戶的運行業(yè)績進行比對,我國核電廠也多次拿到一些指標的第一名。

        從各方面來說,我們國家核電廠的運行管理水平是比較良好的。長期以來,公眾的憂慮更多是擔心輻射危險、核電廠能不能抵抗各種意外事件、會不會危及環(huán)境和生命安全。

        “以抗震為例,民用建筑的抗震要求一般是四百年一遇的水平,而核電廠抗震水平要達到萬年一遇的水平,就是人類現(xiàn)有的科學技術(shù)所能認識的最高水平?!焙穗姀S抵抗洪水、颶風等其他外部災害也都是這種要求。另外,對于如飛機墜毀、油庫爆炸等外部人為事件,對核電廠的影響要小于10的負七次方。

        我國到目前為止未發(fā)生過國際核事件分級(INES)二級及以上的事件,更未發(fā)生過對人員和環(huán)境造成核污染傷害的事件。核電是一種經(jīng)濟、安全、清潔的新能源。為保障電力供應(yīng)、能源安全、環(huán)境保護要求及核戰(zhàn)略發(fā)展需要,我國必須大力發(fā)展核電。

        事實上,“10年建60臺核電機組”,在傳播層面十分吸引眼球,卻不是什么新鮮事。根據(jù)我國能源綠色低碳發(fā)展目標:到2020年,非化石能源占一次能源消費總量比重達到15%,單位GDP碳排放量比2005年下降40%—45%;到2030年,更分別達到20%左右和60%—65%,且2030年前后碳排放達到峰值,并力爭盡早達峰。“要兌現(xiàn)我們對國際社會作出的莊嚴承諾,各門類綠色低碳能源就必須按類分解這一發(fā)展目標”。核電到2020年在運5800萬千瓦、在建3000萬千瓦,“是一個最起碼的量”。

        (本文作者單位系環(huán)境保護部核與輻射安全中心)

        責任編輯 華南

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