http://www.kblhh.cn 2008-04-17 14:32 來源:中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)專家咨詢工作委員會(huì)
三哩島事件發(fā)生在1979年的美國,是人類和平利用核能過程中出現(xiàn)的第一例事故。當(dāng)時(shí),由于操作人員疏忽大意,導(dǎo)致三哩島核電站的2號反應(yīng)堆過熱,造成堆芯熔化,放射性物質(zhì)因此發(fā)生泄漏。幸運(yùn)的是,核電站堅(jiān)固的外殼把反應(yīng)堆包在了里面,只有極少量的放射性物質(zhì)泄漏到周圍環(huán)境中。事后對周圍居民和生態(tài)環(huán)境的檢測顯示,此次事故沒有造成不良影響。
“三哩島事件恰恰說明了核電站是安全的。”劉信剛說,“如果保護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)作,完全能控制核泄漏的發(fā)生。切爾諾貝利事件則是由于人為失誤造成的,當(dāng)時(shí)的蘇聯(lián)工作人員違反程序,在關(guān)掉了保護(hù)系統(tǒng)的情況下在線做實(shí)驗(yàn),造成反應(yīng)堆過熱熔化,再加上蘇聯(lián)人設(shè)計(jì)的反應(yīng)堆不帶安全外殼,于是災(zāi)難就發(fā)生了。”
根據(jù)國際原子能機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì),目前為止全世界核電站一共運(yùn)行了1.27萬堆年,只發(fā)生了上述兩起重大事故。其中只有切爾諾貝利造成了實(shí)質(zhì)性的傷害,三哩島以及其他幾個(gè)小事故都被成功地控制在電廠內(nèi),對周圍環(huán)境沒有造成負(fù)面影響。如果對比一下單位發(fā)電量的死亡人數(shù),水電是核電的100倍,煤電是核電的40倍。
“我國之所以在很長一段時(shí)間里沒有建造新的核電站,主要原因是成本太高。”中國資源綜合利用協(xié)會(huì)可再生能源專業(yè)委員會(huì)秘書長李俊峰對本刊記者說,“即使在煤炭的運(yùn)輸成本和開采成本不斷上升的情況下,目前中國煤電的上網(wǎng)電價(jià)仍然維持在每度電大約0.4元的水平,風(fēng)力發(fā)電和核電的上網(wǎng)電價(jià)都是0.5~0.6元,太陽能則高達(dá)3~6元,它們暫時(shí)都無法在經(jīng)濟(jì)上和煤電競爭。”
但是,如果煤炭價(jià)格繼續(xù)漲下去,或者聯(lián)合國為了遏制全球氣候變化,強(qiáng)行給化石能源加上碳稅,經(jīng)濟(jì)的天平就會(huì)向核電等低排放能源傾斜。今年1月,歐盟對碳交易規(guī)則進(jìn)行了修改,把“碳排放許可證”的發(fā)放方式由免費(fèi)發(fā)放改為競標(biāo)發(fā)放。這一修改將大大提高碳的價(jià)格,根據(jù)英國政府的測算,如果碳價(jià)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高50%,達(dá)到每噸36歐元,那么核電站就會(huì)比傳統(tǒng)電站更加有利可圖。因?yàn)楹穗娬镜奶寂欧帕亢艿停瑑H僅是出賣碳排放權(quán)這一項(xiàng),每座大型核電站在其運(yùn)行的40年時(shí)間里,都會(huì)獲得25億歐元的收益,超過了核電高成本帶來的經(jīng)濟(jì)損失。
國際反核人士們對此心情矛盾。他們不愿看到核電復(fù)興,但核電的“低排放”特性卻讓他們很難找出批評的理由。去年的聯(lián)合國氣候大會(huì)上,凡是有關(guān)核電的講座都會(huì)吸引來大批反核人士前來旁聽,不少人公開質(zhì)疑核電的“低排放”特性。“核電需要的鈾也是從地下挖出來的,挖礦的過程中產(chǎn)生的二氧化碳和核電節(jié)省的二氧化碳抵消了。”一位來自南非的反核人士這樣對本刊記者說。
“這個(gè)說法是不正確的。”莫里博士對本刊記者解釋說,“根據(jù)國際原子能機(jī)構(gòu)的計(jì)算,目前核電每發(fā)一度電排放的二氧化碳當(dāng)量是1~6克,大致和風(fēng)能以及水電相當(dāng),化石能源則是60~460克二氧化碳。根據(jù)這一數(shù)字計(jì)算,全世界的核電站每年少排25億噸二氧化碳,相當(dāng)于全世界一半的汽車所排放的二氧化碳總量。”
那么,核電站是否會(huì)對周圍環(huán)境產(chǎn)生放射性危害呢?乳山核電站周圍的居民擔(dān)心的正是這一點(diǎn)。莫里博士對此有自己的看法:“國際上對于核電站和居民區(qū)之間的距離并沒有統(tǒng)一規(guī)定,每座電站可以根據(jù)自身情況制定相應(yīng)的政策,從小于1公里到幾公里都是可能的。”
去年12月號的《科學(xué)美國人》雜志刊登了一篇文章,認(rèn)為核電站周圍的放射性比煤電還要小。文章稱,當(dāng)煤燃燒變成飛塵后,鈾和釷的濃度就變成原初狀態(tài)的10倍。美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的麥克布賴德博士和他的同事們研究了住在煤電廠周圍的人受到的輻射劑量,并和住在核電站周圍的人相比較,結(jié)果前者更高。不過,該文援引麥克布賴德的話說,煤廠產(chǎn)生的輻射給人們帶來的健康風(fēng)險(xiǎn)其實(shí)也很低,燒煤產(chǎn)生的其他有害氣體(比如能夠形成酸雨的二氧化硫,以及能形成煙霧的一氧化二氮)遠(yuǎn)比輻射的危害更大。
“中國政府之所以做出重新發(fā)展核電的決定,和二氧化碳的關(guān)系不大。”李俊峰說,“主要原因在于中國燒煤燒得太厲害了,燒煤造成的空氣污染非常嚴(yán)重。”李俊峰認(rèn)為,中國不是不想多建核電站,而是因?yàn)闆]有能力。再加上選址越來越困難,以及民間反核的聲音不斷加大,這些因素都給核電發(fā)展帶來了一定的負(fù)面影響。“臺灣地區(qū)反核比大陸還要厲害,他們?yōu)榱耸欠窠ā怂摹e行過一次全民公投,結(jié)果被否決了。臺灣老百姓說,我們寧愿不用電,也不要建‘核四’!要想消除老百姓對核電的恐懼,必須加強(qiáng)宣傳。核電到現(xiàn)在為止只出過一次事故,結(jié)果老百姓談核色變,煤礦天天出事,大家倒不怕。”
記者提出,國際上還有一種意見認(rèn)為發(fā)展核電會(huì)造成核擴(kuò)散,而且核電廠很容易成為恐怖分子襲擊的目標(biāo)。對此李俊峰認(rèn)為,核電技術(shù)和原子彈之間雖然有聯(lián)系,但差別明顯。“中國、印度和巴基斯坦都是在擁有核電站之前就有了原子彈。”李俊峰說,“核電站用的鈾純度在5%左右,原子彈需要的純度是95%以上。原子彈最大的技術(shù)難點(diǎn)是鈾的濃縮,而核電站的技術(shù)核心是可控核裂變,兩者完全不同。控制不控制核電站,和原子彈沒有多大關(guān)系。”
至于說到防止恐怖分子襲擊的問題,李俊峰認(rèn)為,目前核電站的防護(hù)措施很嚴(yán)格,“當(dāng)然了,世界上沒有絕對安全的東西,如果恐怖分子發(fā)射一顆導(dǎo)彈什么的,也會(huì)造成麻煩。所以說,如果能夠找到替代能源,我們可以不搞核電,但中國目前做不到”。
二代還是三代?
既然一定要建核電站,讓我們把目光轉(zhuǎn)向技術(shù)層面,看看中國適合發(fā)展哪種核電技術(shù)。
“目前,不同的核電技術(shù)從能量生成機(jī)理上講都是一樣的,差別在于冷卻的方式不同。”劉信剛解釋說,“按照不同的冷卻方式,核反應(yīng)堆分為壓水堆、重水堆和沸水堆等不同類型。目前全世界有65%的核電站采用的是壓水堆,這是西屋首創(chuàng)的技術(shù)。”
不過,由于很多歷史原因,中國也擁有其他一些堆型,比如秦山三期采用的就是加拿大的獨(dú)門秘技——CANDU-6重水堆。按照“發(fā)改委”能源局副局長王駿的說法:“中國核電發(fā)展最大的問題就是已有核電站種類多,技術(shù)來源雜,標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。這一現(xiàn)狀直接造成了中國核電自主化程度低,工程造價(jià)高,標(biāo)準(zhǔn)化程度不夠。為此,中國政府經(jīng)過慎重考慮后,決定把壓水堆作為主要技術(shù)路線。”
國際上還有一種分類方法,把核電技術(shù)分為一代、二代和三代。現(xiàn)役的大部分核電站都屬于二代,中國也是如此。李俊峰認(rèn)為,不同代核電站的技術(shù)之間沒有本質(zhì)的區(qū)別,主要差別在于安全性,“二代核電站加上了自動(dòng)保險(xiǎn)裝置,不需要人的參與,這就避免了出現(xiàn)切爾諾貝利那樣的人為事故。三代核電站則進(jìn)一步完善了安全措施,發(fā)生事故的概率更低”。
同為第三代核電站,不同廠家也有不同思路。劉信剛詳細(xì)解釋了它們之間的不同:“提高安全水平有兩種做法,一種是做加法,就是不斷添加保護(hù)裝置。比如二代核電站至少有兩列保護(hù)裝置,就是雙保險(xiǎn),到了第三代,甚至加上了4倍保險(xiǎn),這樣就大大提高了安全等級。法國的EPR就是這么做的。但是,這樣做的缺點(diǎn)就是設(shè)備越來越多,成本自然也就上去了。于是,為了降低相對成本,這類核電站往往越做越大,比如EPR的裝機(jī)容量就達(dá)到了160萬千瓦,對電網(wǎng)的沖擊很大。另外,這些保險(xiǎn)裝置都需要用電來驅(qū)動(dòng),如果突然停電,就會(huì)出問題。
“相比之下,西屋采用的是另一種思路,就是做減法。西屋的AP600就是按照這一思路設(shè)計(jì)出來的第一種‘非能動(dòng)’核電站,依靠自然力完成保護(hù)動(dòng)作。打個(gè)簡單比方,我們可以把冷卻水預(yù)先放置在反應(yīng)堆上方,一旦出事,閘門自動(dòng)打開,水依靠重力傾瀉而下,給反應(yīng)堆降溫。這樣做的好處顯而易見:一來可以不需要電力,斷水?dāng)嚯娨矝]事;二來簡化了設(shè)備出故障的概率,并且降低了成本。”
國際原子能機(jī)構(gòu)對核電站的安全性要求極高,二代核電站的堆芯熔化率必須達(dá)到10-5,也就是每10萬年出現(xiàn)一次。這個(gè)概率看起來很低,但如果考慮到全球一共有400多個(gè)核電站,出事概率就提升了兩個(gè)數(shù)量級,聽起來就有些可怕了。三代核電站進(jìn)一步降低了故障率,堆芯熔化率達(dá)到了驚人的10-7,也就是每1000萬年出現(xiàn)一次。
此外,第三代核電站在核燃料的利用率和發(fā)電效率方面也都比二代核電站要好。但是,中國目前運(yùn)行的核電站都是二代的,中國核工業(yè)界不少人都對二代技術(shù)情有獨(dú)鐘,他們不愿看到自己熟悉的技術(shù)就這么輕易淘汰。不少人爭論說,大部分三代核電站都還處于圖紙階段,缺乏實(shí)踐的檢驗(yàn)。
確實(shí),目前已經(jīng)投入商業(yè)運(yùn)行的三代核電站只有日本有,他們采用的是美國GE公司開發(fā)的ABWR(先進(jìn)型沸水堆)技術(shù),而三代壓水堆目前全世界只有一臺在建,就是正在芬蘭奧爾基洛托(Olkiluoto)建設(shè)的法國EPR核電站。
“這座電站開工僅兩年就暴露出了很多核電站常見的問題。”綠色和平組織的中國能源項(xiàng)目主任楊愛倫對本刊記者說,“核電站的特點(diǎn)就是建設(shè)費(fèi)用高,周期長。奧爾基洛托核電站的工期滯后了18個(gè)月,費(fèi)用超出預(yù)算7億歐元。”
“法國EPR沒有通過法國國內(nèi)核安全當(dāng)局的全面系統(tǒng)審查,這也是芬蘭項(xiàng)目出問題的原因之一。”劉信剛說,“AP1000通過了美國核管會(huì)的詳細(xì)認(rèn)證,技術(shù)上是有保證的。”
可是,畢竟已經(jīng)有一座EPR電站正在建設(shè)當(dāng)中,AP1000則完全是“紙上談兵”。對此疑問,劉信剛回答說:“AP1000的設(shè)計(jì)經(jīng)過了美國核管會(huì)多年的全面審查和認(rèn)證,并獲得最終批準(zhǔn)。AP1000采用全部業(yè)已使用的成熟技術(shù),美國核管會(huì)在批準(zhǔn)AP1000設(shè)計(jì)的同時(shí),認(rèn)為不需要建造原型堆即可批量建造。美國目前新申請的20多座核電站中,有14座選擇了AP1000,說明美國人對AP1000是有信心的。我相信AP1000將會(huì)很快在全世界普及開來,成為三代核電站的主流技術(shù)。”-
來源:三聯(lián)生活周刊