迎接核電的未來(lái)

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(guó)有足夠的核文化底蘊(yùn)支撐核工業(yè)發(fā)展，力爭(zhēng)在核電發(fā)展的第二梯隊(duì)保持領(lǐng)先位置

近日，有報(bào)道稱(chēng)：“未來(lái)10年中國(guó)將建60臺(tái)核電機(jī)組?！边@一消息再次引發(fā)各界關(guān)注與熱議。核安全問(wèn)題也又一次成為關(guān)注焦點(diǎn)。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(chēng)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(lèi)進(jìn)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(duì)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(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。核裂變能量是在核反應(yīng)堆內(nèi)用中子轟擊重原子核時(shí)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(méi)有真正實(shí)現(xiàn)，但是從聚變反應(yīng)機(jī)理看來(lái)，反應(yīng)只生成惰性氣體氦和中子射線(xiàn)，比裂變反應(yīng)更加清潔。無(wú)論是核聚變還是核裂變，生成物都沒(méi)有二氧化碳，也沒(méi)有其他會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)的氣體。

傳統(tǒng)的燃料除了會(huì)造成溫室效應(yīng)之外，還會(huì)對(duì)空氣造成污染。煤炭燃燒會(huì)排放二氧化硫、氮氧化物等有害氣體，會(huì)導(dǎo)致酸雨。酸雨不僅會(huì)污染居民生活環(huán)境，還會(huì)腐蝕建筑物，降落在地面上還會(huì)導(dǎo)致土壤酸化，破壞土壤內(nèi)的營(yíng)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(huì)造成粉塵污染，增加空氣中的可吸入顆粒物濃度，長(zhǎng)時(shí)間吸入會(huì)危害人體肺部健康。

就輻射而言，核電站的輻射影響遠(yuǎn)低于燃煤電廠。核電站是利用原子核內(nèi)部蘊(yùn)藏的能量進(jìn)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(jī)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(chēng)為“核燃料”。核燃料含有易裂變物質(zhì)鈾-235。一座100萬(wàn)千瓦的核電站每年只需要補(bǔ)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(wàn)噸煤。

目前國(guó)際上技術(shù)最為成熟的核島設(shè)計(jì)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(jī)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(duì)周?chē)用竦妮椛溆绊?，遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、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(shí)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(jì)的工業(yè)能源。上世紀(jì)五十年代以來(lái)，美國(guó)、法國(guó)、比利時(shí)、德國(guó)、英國(guó)、日本、加拿大等發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)家，核電的發(fā)電成本已經(jīng)低于煤電。但目前我國(guó)核電發(fā)電量只占總發(fā)電量的2.5%左右，遠(yuǎn)低于16%的世界平均水平，更遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于核電發(fā)達(dá)國(guó)家，如法國(guó)核電占比為75%，美國(guó)為20%，俄羅斯為19%，我國(guó)核電發(fā)展?jié)摿薮?。?guó)際經(jīng)驗(yàn)證明，核電是一種經(jīng)濟(jì)、安全、可靠、清潔的新能源。

目前31個(gè)國(guó)家擁有445 臺(tái)商業(yè)核動(dòng)力反應(yīng)堆，總裝機(jī)容量達(dá)387GW，另外還有64 座商用核動(dòng)力反應(yīng)堆在建，相當(dāng)于目前核電裝機(jī)容量的18%。同時(shí)，已有150 多座商用核動(dòng)力反應(yīng)堆具有明確的建設(shè)計(jì)劃，相當(dāng)于目前核電裝機(jī)容量的一半。

我國(guó)有足夠的核文化底蘊(yùn)支撐核工業(yè)發(fā)展，力爭(zhēng)在核電發(fā)展的第二梯隊(duì)保持領(lǐng)先位置。在上世紀(jì)80年代初即已開(kāi)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(guó)（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(guó)已建成并投入在運(yùn)的核電機(jī)組有36臺(tái)，累積裝機(jī)容量約3350萬(wàn)千瓦；在建核電機(jī)組21臺(tái)，共計(jì)裝機(jī)容量2343.5萬(wàn)千瓦。按照國(guó)家規(guī)劃，“十三五”期間，全國(guó)核電投產(chǎn)約3000萬(wàn)千瓦、開(kāi)工3000萬(wàn)千瓦以上，2020年裝機(jī)達(dá)到5800萬(wàn)千瓦。

我國(guó)當(dāng)前核電安全有保障

監(jiān)管體系與國(guó)際接軌。黨中央、國(guó)務(wù)院一直高度重視核安全工作，明確提出核安全是國(guó)家安全的重要組成部分。政府相關(guān)部門(mén)和企事業(yè)單位長(zhǎng)期以來(lái)始終堅(jiān)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(hù)部（國(guó)家核安全局）、能源局、地震局聯(lián)合開(kāi)展的綜合安全檢查和國(guó)家核安全局日常監(jiān)督的結(jié)果表明，目前我國(guó)核電安全是有保障的。

我國(guó)核電起步晚，具有后發(fā)優(yōu)勢(shì)。無(wú)論是引進(jìn)消化吸收還是自主設(shè)計(jì)，無(wú)論是建造還是運(yùn)行，都充分汲取了國(guó)際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)；我國(guó)核安全標(biāo)準(zhǔn)采用了國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)推薦的標(biāo)準(zhǔn)，政府設(shè)立了獨(dú)立于發(fā)展部門(mén)的核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)，采取了與國(guó)際實(shí)踐相一致的工作模式，監(jiān)管工作權(quán)威有效。

我國(guó)核電建設(shè)運(yùn)行中的安全性。從統(tǒng)計(jì)分析看，我國(guó)核電廠的運(yùn)行事件數(shù)總體呈下降趨勢(shì)。盡管隨著核電建設(shè)機(jī)組的增加，事件總數(shù)有所攀升，但每年平均到每臺(tái)機(jī)組的事件數(shù)明顯下降，約為每年一起左右。在國(guó)際上，核電大國(guó)法國(guó)的報(bào)告準(zhǔn)則更寬泛，每臺(tái)機(jī)組每年事件報(bào)告數(shù)為10起左右。美國(guó)的事件報(bào)告準(zhǔn)則跟我國(guó)類(lèi)似，平均每臺(tái)機(jī)組每年的事件數(shù)約為2.6起。同時(shí)需要強(qiáng)調(diào)的是，國(guó)際上普遍不建議采用運(yùn)行事件的數(shù)量來(lái)衡量核電廠的安全水平，更希望通過(guò)典型運(yùn)行事件的分析評(píng)估，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，推廣良好實(shí)踐，促進(jìn)經(jīng)驗(yàn)反饋。

據(jù)介紹，世界核運(yùn)營(yíng)者協(xié)會(huì)（WANO）制定了一套指標(biāo)體系來(lái)表征核電廠的運(yùn)行業(yè)績(jī)，我國(guó)所有核電廠均是WANO的成員，并參與WANO指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)和比對(duì)。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，我國(guó)運(yùn)行核電廠80%左右的指標(biāo)處于世界中值以上，60%左右的指標(biāo)達(dá)到世界先進(jìn)值。一些重要的核電技術(shù)供應(yīng)商還通過(guò)一些機(jī)制，如法國(guó)堆型業(yè)主聯(lián)合會(huì)（FROG）和西屋堆型業(yè)主聯(lián)合會(huì)（WOG）等，對(duì)其客戶(hù)的運(yùn)行業(yè)績(jī)進(jìn)行比對(duì)，我國(guó)核電廠也多次拿到一些指標(biāo)的第一名。

從各方面來(lái)說(shuō)，我們國(guó)家核電廠的運(yùn)行管理水平是比較良好的。長(zhǎng)期以來(lái)，公眾的憂(yōu)慮更多是擔(dān)心輻射危險(xiǎn)、核電廠能不能抵抗各種意外事件、會(huì)不會(huì)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(dá)到萬(wàn)年一遇的水平，就是人類(lèi)現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)所能認(rèn)識(shí)的最高水平?！焙穗姀S抵抗洪水、颶風(fēng)等其他外部災(zāi)害也都是這種要求。另外，對(duì)于如飛機(jī)墜毀、油庫(kù)爆炸等外部人為事件，對(duì)核電廠的影響要小于10的負(fù)七次方。

我國(guó)到目前為止未發(fā)生過(guò)國(guó)際核事件分級(jí)（INES）二級(jí)及以上的事件，更未發(fā)生過(guò)對(duì)人員和環(huán)境造成核污染傷害的事件。核電是一種經(jīng)濟(jì)、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(hù)要求及核戰(zhàn)略發(fā)展需要，我國(guó)必須大力發(fā)展核電。

事實(shí)上，“10年建60臺(tái)核電機(jī)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(guó)能源綠色低碳發(fā)展目標(biāo)：到2020年，非化石能源占一次能源消費(fèi)總量比重達(dá)到15%，單位GDP碳排放量比2005年下降40%—45%；到2030年，更分別達(dá)到20%左右和60%—65%，且2030年前后碳排放達(dá)到峰值，并力爭(zhēng)盡早達(dá)峰。“要兌現(xiàn)我們對(duì)國(guó)際社會(huì)作出的莊嚴(yán)承諾，各門(mén)類(lèi)綠色低碳能源就必須按類(lèi)分解這一發(fā)展目標(biāo)”。核電到2020年在運(yùn)5800萬(wàn)千瓦、在建3000萬(wàn)千瓦，“是一個(gè)最起碼的量”。

（本文作者單位系環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心）

責(zé)任編輯 華南