◎本刊主筆 劉國(guó)偉
歐美領(lǐng)銜 亞洲崛起全球核電大勢(shì)盤點(diǎn)
◎本刊主筆 劉國(guó)偉
遠(yuǎn)眺規(guī)模宏大的加拿大布魯斯核電站。日本柏崎刈羽核電站被暫時(shí)關(guān)閉后,裝機(jī)容量 727.6萬(wàn)千瓦的布魯斯核電站成為當(dāng)前世界上運(yùn)營(yíng)核電站中的王者。
1945年,人類研發(fā)的第一顆原子彈在美國(guó)新墨西哥州的沙漠中引爆,目睹遮天蔽日的蘑菇云,物理學(xué)家奧本海默引用梵文史詩(shī)“只有一千個(gè)太陽(yáng),才能與其爭(zhēng)輝”,來(lái)表達(dá)當(dāng)時(shí)內(nèi)心的感受。其后的70年間,人類一邊與毀滅性的核武器相伴并設(shè)法把它鎖在籠子里,一邊不遺余力地和平開發(fā)利用原子能。如今的核電與水電、煤電、可再生能源一起,構(gòu)成了世界能源供應(yīng)的基石,在世界能源結(jié)構(gòu)中的地位舉足輕重。
核能與風(fēng)電、水電和火電等能源方式相比,特別之處在于它通過(guò)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)釋放了原子核內(nèi)的力量,這種特殊反應(yīng)的威力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)一般意義上的化學(xué)反應(yīng)和物理轉(zhuǎn)化,令人敬畏。自第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以來(lái),在美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的帶動(dòng)下,核能開發(fā)經(jīng)歷了實(shí)驗(yàn)示范、高速發(fā)展、發(fā)展放緩和新世紀(jì)復(fù)蘇4個(gè)階段。核電因?yàn)榄h(huán)保、經(jīng)濟(jì)性方面的突出表現(xiàn),受到許多國(guó)家的青睞,也因其高昂的建設(shè)成本、養(yǎng)護(hù)成本及安全問(wèn)題,讓很多國(guó)家心懷顧慮。
綜合國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)發(fā)布的年度報(bào)告和核電信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)提供的資料,當(dāng)前全世界運(yùn)營(yíng)中的核電機(jī)組有439臺(tái),總裝機(jī)容量376934兆瓦(1兆瓦=1000千瓦),分布在30個(gè)國(guó)家,數(shù)量最多的是美國(guó);在建核電機(jī)組69臺(tái),分布在15個(gè)國(guó)家,數(shù)量最多的3個(gè)國(guó)家是中國(guó)、俄羅斯和印度,分別有25臺(tái)(編者注:該數(shù)據(jù)來(lái)自國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)2月8日更新的核電信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù),涉及我國(guó)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)仍應(yīng)以我國(guó)國(guó)家核安全局的資料為準(zhǔn))、9臺(tái)和6臺(tái);永久關(guān)停的核電機(jī)組有150臺(tái),分布在19個(gè)國(guó)家,以美、英、德、法、日數(shù)量最多。
2013年中,全世界有4臺(tái)核電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電,10臺(tái)新機(jī)組開工建設(shè)。從在建核電機(jī)組數(shù)量和分布來(lái)看,亞洲仍然是短期和長(zhǎng)期增長(zhǎng)前景的中心,中國(guó)是其中的領(lǐng)頭羊。在目前使用核電的30個(gè)國(guó)家中,有25個(gè)正在或計(jì)劃擴(kuò)大本國(guó)的核電規(guī)模。
另外,還有30多個(gè)國(guó)家摩拳擦掌,正在考慮核電計(jì)劃或正將核電納入其能源結(jié)構(gòu)。2013年是有的國(guó)家在實(shí)現(xiàn)首座核電廠目標(biāo)方面取得重要進(jìn)展的一年,建設(shè)場(chǎng)面可謂如火如荼。這年5月,阿聯(lián)酋在巴拉卡場(chǎng)址為其第二臺(tái)機(jī)組澆注了第一罐混凝土;11月,白俄羅斯在奧斯特洛韋茨場(chǎng)址開始建造該國(guó)首臺(tái)核電機(jī)組,成為過(guò)去30年中第二個(gè)建造首座核電廠的國(guó)家。已經(jīng)決定將核電引進(jìn)能源結(jié)構(gòu)的其他一些國(guó)家,正處于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)后期準(zhǔn)備階段:孟加拉國(guó)開始進(jìn)行其位于盧普爾的兩臺(tái)核電機(jī)組的場(chǎng)址準(zhǔn)備工作;約旦選擇核電建設(shè)出口公司作為其首座電廠的首選供應(yīng)商;土耳其與日本簽署了關(guān)于錫諾普核電廠的兩項(xiàng)合作協(xié)定;越南做了寧順省兩個(gè)核電廠場(chǎng)址可行性研究的準(zhǔn)備工作。
來(lái)源:國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)2013年度報(bào)告
來(lái)源:維基百科英文網(wǎng)
根據(jù)2013年國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)對(duì)2030年做出的預(yù)測(cè),按低值估計(jì)全球核發(fā)電量將增長(zhǎng)17%,按高值估計(jì)將增長(zhǎng)94%。比2012年的預(yù)測(cè)值有所降低,原因有三:日本福島第一核電站事故在世界范圍內(nèi)產(chǎn)生了持續(xù)的消極影響,天然氣價(jià)格低迷,可再生能源的使用率有所增多。
烏克蘭的扎波羅熱核電站是歐洲最大、全球第三大的核電站。
從現(xiàn)狀和趨勢(shì)來(lái)看,國(guó)際核電發(fā)展總體勢(shì)頭良好,但對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步比對(duì)和分析,可以看出其中也有一些不樂(lè)觀的因素,在未來(lái)數(shù)年可能會(huì)對(duì)世界核電的發(fā)展造成一定影響。
隱憂之一:正在運(yùn)營(yíng)的核電站日趨“老齡化”,長(zhǎng)期面對(duì)這些高齡核電機(jī)組,需要謹(jǐn)慎管理和應(yīng)對(duì)各種挑戰(zhàn)。全球核電站中,運(yùn)行超40年的機(jī)組有39臺(tái),運(yùn)行30年以上的至少170臺(tái)。為了讓高齡機(jī)組“延年益壽”,各國(guó)執(zhí)行了不同的政策。美國(guó)有3/4的機(jī)組已經(jīng)獲得可以工作到“60歲”的執(zhí)照,法國(guó)則計(jì)劃只延壽10年。這種差異主要是由于延壽保障需要高額經(jīng)費(fèi),根據(jù)所要達(dá)到的安全級(jí)別不同,對(duì)一個(gè)“40歲”以上的機(jī)組進(jìn)行延壽的成本為14~55億美元不等。
隱憂之二:新核電站建設(shè)犯“拖延癥”,建設(shè)周期漫長(zhǎng)拖沓。截止到2014年7月,在建的核電機(jī)組的平均建設(shè)時(shí)間達(dá)7年,至少有49臺(tái)被延期,其中有8個(gè)反應(yīng)堆的“在建”狀態(tài)超過(guò)了20年。
隱憂之三:核電生產(chǎn)顯得后勁不足?!妒澜绾四墚a(chǎn)業(yè)報(bào)告2014》提供的數(shù)字表明,世界核能發(fā)電量在2006年達(dá)到了峰值——2660太瓦時(shí)(1太瓦時(shí)=10億千瓦時(shí))。幾經(jīng)起落后,2013年發(fā)電量為2359太瓦時(shí);核電在所有電力中的比例從1996年峰值的17.6%降到2013年的10.8%。之所以顯得增長(zhǎng)乏力,福島核事故的影響不可低估,部分國(guó)家因此暫緩了核電發(fā)展規(guī)劃,日本暫時(shí)關(guān)停了核電站,德國(guó)和瑞士甚至有意棄核。核電發(fā)展地區(qū)差別大
從全球范圍看,核電發(fā)展的地區(qū)性差異非常明顯。核電對(duì)所在國(guó)家的技術(shù)實(shí)力和地理?xiàng)l件等指標(biāo)門檻較高,迄今為止30個(gè)有核電站的國(guó)家基本都是能源需求旺盛、相對(duì)出得起錢和技術(shù)的國(guó)家,主要分布在歐洲(以經(jīng)合組織國(guó)家為主)、北美(美國(guó))和東亞、南亞一帶。
除了空間上的不均衡外,各核電發(fā)展國(guó)的核電發(fā)展條件和政策也有較大差異,這就導(dǎo)致了既有法國(guó)這樣核電占國(guó)家發(fā)電總量73%之高的國(guó)家,也有中國(guó)和伊朗這樣核電僅占國(guó)家發(fā)電總量很小部分的國(guó)家,即使是歐盟這樣高度一體化的國(guó)際組織,內(nèi)部成員國(guó)之間也有著巨大差異。下面對(duì)歐洲、北美和亞洲三處核電站最為集中的區(qū)域分別加以介紹。
歐洲核電站占世界總量約1/3,非常密集,這些核電站集中在17個(gè)國(guó)家,大部分為歐盟成員國(guó)。50多年來(lái),歐洲發(fā)展核電的國(guó)家對(duì)核電的優(yōu)勢(shì)認(rèn)同度高,已經(jīng)形成了從研究、開發(fā)到生產(chǎn)的完整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。以核電發(fā)電量計(jì),歐洲是世界上核電發(fā)電量最大的地區(qū)。
世界核電站分布圖(截至2012年8月)
截至2015年2月8日,全球在建的核電機(jī)組有69臺(tái),中國(guó)數(shù)量最多,為25臺(tái)。(編者注 :該數(shù)據(jù)來(lái)自國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)2月8日更新的核電信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù),中國(guó)國(guó)家核安全局的該數(shù)字為26臺(tái)。涉及中國(guó)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)應(yīng)以國(guó)家核安全局的資料為準(zhǔn)。)
但是在歐洲核電俱樂(lè)部國(guó)家里,各國(guó)在核電發(fā)展政策上的分化較為嚴(yán)重。歐盟內(nèi)部有15個(gè)國(guó)家很愿意在核電方面進(jìn)行投入,較有代表性的一方是以法國(guó)為代表的大力發(fā)展核電的國(guó)家。英國(guó)也表現(xiàn)出較強(qiáng)烈的發(fā)展決心,2012年4月英國(guó)能源部與商務(wù)部聯(lián)合公布《英國(guó)核未來(lái)》工業(yè)戰(zhàn)略文件,將核工業(yè)作為該國(guó)11個(gè)戰(zhàn)略發(fā)展領(lǐng)域,計(jì)劃將英國(guó)建設(shè)成民用核能領(lǐng)先的國(guó)家。2013年3月中旬,英國(guó)、法國(guó)、西班牙等12個(gè)歐盟國(guó)家簽署了部長(zhǎng)級(jí)聯(lián)合宣言,表示將繼續(xù)維持作為重要低碳能源之一的核能發(fā)電。
其他一些國(guó)家則表現(xiàn)出猶豫和退縮。以德國(guó)和瑞士為代表,有意棄核。2011年福島核事故發(fā)生后,瑞士政府宣布在本國(guó)現(xiàn)有反應(yīng)堆達(dá)到運(yùn)行壽期后,不再新建替代反應(yīng)堆。德國(guó)近些年來(lái)將主要精力放在可再生能源發(fā)展上,目前投運(yùn)的核電站有9座,2013年發(fā)電量為97太瓦時(shí),占德國(guó)發(fā)電總量的15%,但比2011年發(fā)電量有所減少,這和福島核事故后暫時(shí)關(guān)停8座1980年以前投運(yùn)的核電站有關(guān)。2011年,德國(guó)決定在2022年前關(guān)閉所有的核電站。
北美地區(qū),美國(guó)商業(yè)運(yùn)營(yíng)中的核電機(jī)組有104臺(tái),加拿大19臺(tái),墨西哥2臺(tái)。美國(guó)擁有世界上最多的核電站,分布在國(guó)內(nèi)30個(gè)州,2013年核電產(chǎn)量為789太瓦時(shí),占國(guó)內(nèi)發(fā)電總量的19.4%。美國(guó)核電的運(yùn)營(yíng)業(yè)績(jī)很突出,核電的單位成本已經(jīng)堪比煤電甚至更低。但是美國(guó)的核電機(jī)組大多已過(guò)“而立之年”,很多機(jī)組通過(guò)延壽方案繼續(xù)運(yùn)營(yíng)。
1979年的三哩島核事故使美國(guó)對(duì)新建核電站態(tài)度十分謹(jǐn)慎,但是,核電對(duì)于美國(guó)的重要性不言而喻。小布什和奧巴馬政府都通過(guò)不同的方式支持核電的發(fā)展。福島核事故后,美國(guó)能源部鼓勵(lì)創(chuàng)新型小型模塊化反應(yīng)堆盡快實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。奧巴馬批準(zhǔn)能源部撥出83億美元的貸款,用于扶持新核電站的建設(shè)融資。新的核電站將采用美國(guó)西屋電氣公司的“AP1000”設(shè)計(jì),該設(shè)計(jì)使用的是非能動(dòng)冷卻系統(tǒng),通過(guò)重力和冷凝來(lái)冷卻燃料棒,可以有效杜絕類似日本福島核電站的核事故發(fā)生。
地廣人稀的加拿大雖然擁有豐富的自然資源,但加拿大政府對(duì)清潔能源和可再生能源的研發(fā)利用仍然不遺余力,水電約占發(fā)電總量的六成。核電方面,該國(guó)投運(yùn)了4座核電站的共19臺(tái)機(jī)組,占發(fā)電總量的16%,絕大部分位于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口稠密的安大略省境內(nèi)。其中,擁有8臺(tái)核電機(jī)組的布魯斯核電站是目前全世界現(xiàn)役核電站中最大的一座。
目前亞洲地區(qū)運(yùn)營(yíng)中的核電機(jī)組有120多臺(tái),本國(guó)資源匱乏、多年來(lái)嚴(yán)重依賴核電的日韓兩國(guó)占了一多半,中國(guó)和印度的在建機(jī)組數(shù)量排名領(lǐng)先。根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的最新預(yù)測(cè),在未來(lái)的20年中,全球的核電使用將持續(xù)增長(zhǎng),亞洲地區(qū)的增長(zhǎng)尤為明顯。國(guó)際能源署也在《2040全球能源展望》中提出,未來(lái)30年間,核電的增長(zhǎng)主要集中在發(fā)展中國(guó)家,尤其是中國(guó)、印度這兩個(gè)最大的發(fā)展中國(guó)家。
2013年11月,根據(jù)中美兩國(guó)元首在北京發(fā)布的聯(lián)合聲明,中國(guó)力爭(zhēng)在2030年達(dá)到二氧化碳排放峰值并提高非化石能源的比例。除了大規(guī)模投資建造新核電站,中國(guó)還在技術(shù)領(lǐng)域積極投入研發(fā),增加了超高溫氣冷堆、超臨界水冷堆和鈉冷快堆3個(gè)合作研究領(lǐng)域。有理由相信,未來(lái)核電將成為中國(guó)減排成功的關(guān)鍵所在。
(本文寫作過(guò)程中參考了《世界核能產(chǎn)業(yè)報(bào)告2014》和《國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)2013年度報(bào)告》等文獻(xiàn),以及國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)、世界核能協(xié)會(huì)、國(guó)防科技信息網(wǎng)、維基百科、行業(yè)創(chuàng)新信息情報(bào)服務(wù)平臺(tái)和新華網(wǎng)等網(wǎng)站信息,特此聲明并致謝。)
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福島核事故令世界核能發(fā)展受到巨大沖擊