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福島核電站泄漏事故已經(jīng)過去6年，關(guān)于核輻射的慘痛記憶仍然敲擊著警鐘。如何科學(xué)認(rèn)識(shí)被各國(guó)日益重視和發(fā)展的核電能源？核安全究竟能否保障？帶著種種問題，我們約請(qǐng)中國(guó)社科院的兩位研究專家撰文，請(qǐng)他們從科學(xué)的角度解讀分析。
一問 如何保障核能的安全利用？
從美國(guó)三里島核事故到蘇聯(lián)切爾諾貝利核災(zāi)難再到日本福島核泄漏，每一次嚴(yán)重的核事故都會(huì)在核電發(fā)展的道路上投下陰影，也警醒人們更加關(guān)注核電站的安全。知難而上，重大事故并沒有阻止發(fā)展核電的步伐，國(guó)際核能界在充分吸取核電站事故教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，正在采用更高的工程標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)更先進(jìn)、更安全的核電技術(shù)，實(shí)行更嚴(yán)格的行業(yè)監(jiān)管，繼續(xù)推進(jìn)核電發(fā)展。
自投入商業(yè)化至今，核電技術(shù)已經(jīng)歷了三代演進(jìn)，每一代技術(shù)更新都會(huì)帶來安全性能的大幅提升。福島核電站應(yīng)用第二代核電機(jī)組，在超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的極端情況下，如果安全系統(tǒng)不能及時(shí)啟動(dòng)，就可能產(chǎn)生嚴(yán)重后果。當(dāng)年“3·11”事故中，彼時(shí)巨大的海嘯導(dǎo)致核電站的應(yīng)急柴油機(jī)未能正常啟動(dòng)，由于電力供應(yīng)沒有及時(shí)恢復(fù)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)冷卻水對(duì)反應(yīng)堆的冷卻，最終導(dǎo)致堆芯熔化。相較于發(fā)生三里島、切爾諾貝利、福島核事故的第二代核電機(jī)組，現(xiàn)在主流的第三代核電機(jī)組的安全性、經(jīng)濟(jì)性得到顯著提升。
目前，美國(guó)、中國(guó)等國(guó)家正在積極開展對(duì)高溫氣冷堆、熔鹽堆、鈉冷快堆等第四代核電技術(shù)的研發(fā)，預(yù)計(jì)在2030年左右將投入運(yùn)營(yíng)。第四代核電機(jī)組要求在事故條件下無(wú)放射性廠外釋放，也無(wú)需廠外應(yīng)急。也就是說，核電站內(nèi)發(fā)生的任何事故都不會(huì)對(duì)電站外公眾造成損害。這無(wú)疑是核電安全性的一個(gè)重大飛躍。
核廢料的處理也是影響核電安全的重要方面。乏燃料是核反應(yīng)堆使用過的核燃料，它不僅放射性強(qiáng)、毒性大，而且半衰期長(zhǎng)，基本上以萬(wàn)年為單位。如何妥善處理乏燃料，國(guó)際上也在積極探索。一些國(guó)家將冷卻、包裝后的乏燃料直接藏到深地質(zhì)層，也有不少國(guó)家對(duì)乏燃料進(jìn)行再處理，將其中有用的鈾和钚提取出來進(jìn)行再循環(huán)使用，這樣不僅提高了核燃料的使用效率，也大大減小了需要進(jìn)行深地質(zhì)處置的放射性廢物的體積。
核電站建設(shè)應(yīng)當(dāng)采取穩(wěn)妥推進(jìn)的原則，切忌“大干快上”，必須將安全性放到首位，通過全面提升核電站的安全標(biāo)準(zhǔn)，采用安全性更高的核電技術(shù)，強(qiáng)化對(duì)核電站建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)的安全監(jiān)管等手段，將核電站可能存在的安全隱患降到最低。
二問 為何高度重視核能建設(shè)？
核能是一種低排放、高效率的清潔能源，曾經(jīng)被視為化石能源最有希望的替代者。但核能的發(fā)展歷程卻并非一帆風(fēng)順。如果將1954年蘇聯(lián)的奧布寧斯克核電站投入運(yùn)營(yíng)視作核能民用化的開始，核能發(fā)電迄今已有60多年的歷史。在上世紀(jì)六七十年代，發(fā)達(dá)國(guó)家曾出現(xiàn)過核電站的建設(shè)高潮，兩次石油危機(jī)更是推動(dòng)了核電的迅速發(fā)展，目前全球正在運(yùn)行的441個(gè)核電站大部分建于此時(shí)。新世紀(jì)以來，隨著全球電力需求的持續(xù)增長(zhǎng)，以及能源短缺和環(huán)境保護(hù)的雙重挑戰(zhàn)，核能作為一種清潔能源，重新引起各國(guó)的關(guān)注。不少國(guó)家紛紛提出了核電發(fā)展計(jì)劃，一些媒體甚至興奮地預(yù)言“核電即將復(fù)興”。但日本福島核泄漏事故使核電的發(fā)展前景又蒙上了一層陰影，各國(guó)開始重新審視和調(diào)整本國(guó)的核能規(guī)劃。
美國(guó) 美國(guó)是世界上核電裝機(jī)容量和核發(fā)電能力最大的國(guó)家。根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)，截至2015年底，美國(guó)正在運(yùn)營(yíng)的商用核電機(jī)組共99座，當(dāng)年核發(fā)電量為798太瓦時(shí)，在電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占比19.5%。2014年5月，美國(guó)白宮發(fā)布的《全方位能源戰(zhàn)略：通往經(jīng)濟(jì)可持續(xù)增長(zhǎng)之路》提出，美國(guó)鼓勵(lì)包括核能在內(nèi)的各種清潔能源的發(fā)展。
為了促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和改善就業(yè)，并通過大力發(fā)展尖端的清潔能源技術(shù)，引領(lǐng)新的清潔能源產(chǎn)業(yè)革命，在福島核事故發(fā)生后的第二年，美國(guó)核管制委員會(huì)批準(zhǔn)了美國(guó)南方核電運(yùn)營(yíng)公司（SNC）Vogtle核電廠3 號(hào)、4 號(hào)機(jī)組的建造和運(yùn)營(yíng)聯(lián)合許可證，這是美國(guó)34年來首次批準(zhǔn)新建核電廠。目前，總裝機(jī)容量為5633兆瓦的5臺(tái)機(jī)組正在建設(shè)之中。為了搶占未來全球核電技術(shù)的制高點(diǎn)，美國(guó)眾議院在不久前通過了支持非傳統(tǒng)核電技術(shù)的法案，以鼓勵(lì)小型模塊化反應(yīng)堆、非輕水堆的先進(jìn)反應(yīng)堆等先進(jìn)核能技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，確保美國(guó)在核能產(chǎn)業(yè)繼續(xù)保持技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
德法 這兩個(gè)國(guó)家一直是全球核能應(yīng)用的重鎮(zhèn)。福島核電站事故發(fā)生后，在民眾的壓力下，德國(guó)政府不得不“揮淚斬馬謖”，宣布將永久關(guān)閉8個(gè)核電站，并于2022年前關(guān)閉國(guó)內(nèi)所有的核電站。另一個(gè)核能大國(guó)法國(guó)，則仍對(duì)核電依依難舍。法國(guó)是目前全球核能依賴度最高的國(guó)家，2015年核電占全國(guó)電力供應(yīng)比例高達(dá)76.3%。受福島事故的影響，法國(guó)政府也不得不調(diào)整核電政策，2015年法國(guó)頒布的《能源轉(zhuǎn)型法》規(guī)定，到2025年核能占法國(guó)能源結(jié)構(gòu)的比重將從目前的75%左右下降至50%。即便如此，核電仍將是法國(guó)最大的電力來源。
英國(guó) 英國(guó)也支持發(fā)展核電。北海油氣資源趨于枯竭，正在運(yùn)行的核電站也日益老化，這些都將對(duì)英國(guó)未來的電力供應(yīng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，近年來英國(guó)對(duì)發(fā)展核電態(tài)度積極。2008年1月，英國(guó)發(fā)布了《直面能源挑戰(zhàn)：核電白皮書》，認(rèn)為核電應(yīng)該在英國(guó)未來能源結(jié)構(gòu)擁有一席之地。2016年9月，英國(guó)政府批準(zhǔn)了中英法三方合作的欣克利角C項(xiàng)目，這是英國(guó)近20年來建設(shè)的首座核電站。捷克、羅馬尼亞等東歐國(guó)家正在積極推動(dòng)核電站建設(shè)，以緩解電力供給不足。值得注意的是，曾經(jīng)堅(jiān)定主張棄核的瑞士、瑞典等國(guó)，近年來在核電問題上的立場(chǎng)也開始有所緩和。
俄羅斯 俄羅斯一直大力推動(dòng)核電發(fā)展。2014年，俄聯(lián)邦能源部發(fā)布的《2035年前俄羅斯能源戰(zhàn)略草案》提出，要將核電在電力構(gòu)成中的比重從當(dāng)前的16%增加到2035年的22%—23%。俄羅斯還積極開拓海外核電市場(chǎng)，希望以此改變過度依賴石油天然氣的單一出口模式。
日本 雖然資源比較匱乏，但核電在日本能源結(jié)構(gòu)中占有舉足輕重的地位，在福島核事故的前一年，日本制訂的《能源戰(zhàn)略計(jì)劃》雄心勃勃地提出，要將核電占比從2010年的26%提高到2030年的45%。福島核泄漏事故不僅沉重打擊了日本核電產(chǎn)業(yè)，也在很大程度上影響了決策者和公眾對(duì)核電前景的看法。迫于國(guó)內(nèi)民眾的壓力，2012年夏天，日本所有核電機(jī)組進(jìn)入停運(yùn)狀態(tài)，這意味著占日本發(fā)電總量約1/4的核電站不得不停止供電。日本產(chǎn)業(yè)界一直堅(jiān)決反對(duì)“零核電”政策，迫使安倍政府重新調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)景目標(biāo)。2014年4月，日本發(fā)布的《第四次能源基本計(jì)劃》認(rèn)為，核能仍然是重要的基荷電源，但出于安全性的考慮，還是應(yīng)當(dāng)盡量減少對(duì)核能的依賴程度。此后，日本于2015年開始重啟核電機(jī)組，不過在民間反核力量的制約下，重啟核電的工作進(jìn)展非常緩慢，目前只有兩臺(tái)核電機(jī)組恢復(fù)了運(yùn)行。
三問 發(fā)展核能面臨什么機(jī)遇與挑戰(zhàn)？
世界核能發(fā)展面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，緊密聯(lián)系，甚至可以相互轉(zhuǎn)化。
首先，全球經(jīng)濟(jì)和能源需求的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)將會(huì)維持，亞洲將成為全球能源需求增長(zhǎng)中心，有助于核電需求的穩(wěn)定增長(zhǎng)。根據(jù)國(guó)際能源署預(yù)測(cè)，2030年，全球能源消費(fèi)將增長(zhǎng)50%，發(fā)達(dá)國(guó)家電力消費(fèi)將翻番，發(fā)展中國(guó)家的電力消費(fèi)更將增長(zhǎng)兩倍。
其次，關(guān)于氣候變化的《巴黎協(xié)定》的簽署，為世界核能的持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了歷史性契機(jī)。為實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》的目標(biāo)，世界各國(guó)必須充分使用各種低碳能源，最為有效的途徑是擴(kuò)大核能的使用。核能既顯著減少溫室氣體的排放，又有效緩解世界數(shù)以百萬(wàn)計(jì)人口所面臨的能源貧困問題。
第三，在安全性、經(jīng)濟(jì)性顯著提升的基礎(chǔ)上，核能發(fā)電的成本和效率優(yōu)勢(shì)相對(duì)于可再生能源發(fā)電更為凸顯。事實(shí)上，從單位發(fā)電量的事故死亡人數(shù)看，核電造成的死亡人數(shù)遠(yuǎn)低于煤炭、石油、天然氣和水電生產(chǎn)因空氣污染與事故所產(chǎn)生的損失水平。而且，核電是具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的低碳電源。在不考慮間歇性、電網(wǎng)改造等額外成本的情況下，風(fēng)電和光伏的單位發(fā)電成本仍比核電高22%—40%。另外，相比較于間歇性的可再生能源，核能還具有高效和穩(wěn)定供應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)然，世界核能發(fā)展也面臨著一系列經(jīng)濟(jì)、安全和環(huán)境方面的挑戰(zhàn)，如資金來源、鈾資源可獲得性、核廢料處理、核技術(shù)安全性、公眾接受度、核設(shè)施和人員的老化、核不擴(kuò)散、頁(yè)巖氣競(jìng)爭(zhēng)等問題。主要表現(xiàn)在：
一是資金投入大，投資周期長(zhǎng)。核電項(xiàng)目技術(shù)高度復(fù)雜，對(duì)地質(zhì)、水文、氣候、周邊人居環(huán)境等有非常嚴(yán)格的安全要求，資金投入量巨大，建設(shè)周期長(zhǎng)，一般需要5—10年時(shí)間，投資成本回收期長(zhǎng)。
二是公眾的接受程度制約著核電的發(fā)展空間。公眾對(duì)于發(fā)展核電的憂慮主要體現(xiàn)在核事故、核擴(kuò)散、核電站高昂的建設(shè)成本、核恐怖主義和核廢料的處置等方面。日本福島核事故，在全球范圍內(nèi)引發(fā)了一波反核高潮。美國(guó)尤卡山核廢物處置庫(kù)因公眾反對(duì)未能按計(jì)劃建設(shè)，瑞典和德國(guó)因公眾的抗議而被迫實(shí)行棄核政策。
三是核能擴(kuò)張和核原料消費(fèi)量上升加大了核擴(kuò)散與核恐怖主義的風(fēng)險(xiǎn)。核擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)仍然存在，特別是在政局動(dòng)蕩和社會(huì)沖突頻發(fā)的中東和非洲國(guó)家。當(dāng)前，恐怖主義、宗教極端勢(shì)力的活躍成為制約核電工業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的重要消極因素。
最后，美國(guó)頁(yè)巖氣革命和可再生能源的成本下降對(duì)核能發(fā)電形成沖擊。頁(yè)巖氣革命導(dǎo)致美國(guó)天然氣產(chǎn)量快速擴(kuò)張，天然氣價(jià)格下跌了50%，天然氣發(fā)電的成本大幅下降。同時(shí)，美國(guó)政府給予核電的補(bǔ)貼很少，而提供給風(fēng)電等可再生能源發(fā)電的補(bǔ)貼較多。頁(yè)巖氣革命和財(cái)政政策的沖擊，導(dǎo)致威斯康星州的基瓦尼核電站和佛蒙特州的揚(yáng)基核電站因運(yùn)營(yíng)虧損而關(guān)閉。
容大擁有一批在業(yè)內(nèi)取得顯著成就的專業(yè)技術(shù)人員，對(duì)行業(yè)內(nèi)的檢測(cè)需求理解較深，并且有豐富的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，本著精益求精的原則，針對(duì)不同樣品成立不同領(lǐng)域的技術(shù)小組進(jìn)行分析、實(shí)驗(yàn)，由相關(guān)專業(yè)經(jīng)驗(yàn)最豐富的高級(jí)工程師擔(dān)任負(fù)責(zé)人。保證每個(gè)報(bào)告的準(zhǔn)確性、嚴(yán)謹(jǐn)性。適用于鋼鐵企業(yè)、石化行業(yè)、科研院所、大專院校等部門的相關(guān)研究和測(cè)試。
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