7月21日上午10時,我國第一座由快中子引起核裂變反應(yīng)的中國實(shí)驗(yàn)快堆成功實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。這一重大事件再一次把人們的視線拉回到核電的視野中。
有人說,這一國家863計劃重大項目目標(biāo)的全面實(shí)現(xiàn),標(biāo)志著列入國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃前沿技術(shù)的快堆技術(shù)取得重大突破,也標(biāo)志著我國在占領(lǐng)核能技術(shù)制高點(diǎn),建立可持續(xù)發(fā)展的先進(jìn)核能系統(tǒng)上跨出重要一步。可有人會問,日本才發(fā)生福島核電站事故,中國還需要發(fā)展核電嗎?中國的核電安全嗎?日本福島核電站事故究竟是怎么一回事?中國的AP1000會比日本二代技術(shù)安全嗎?帶著一連串的疑問和顧慮,記者走訪了湖南電力設(shè)計院、湖南省能源局及相關(guān)的核電專家。
日本福島核電事故:兔子來了狼沒來
核電專家吳惠泉說,3月11日下午日本仙臺外海發(fā)生里氏9.0級地震。地震時,福島第一核電站1號、2號、3號機(jī)組處于正常運(yùn)行狀態(tài),4、5、6號機(jī)組處于停堆換料大修中。地震后,1、2、3號機(jī)組自動停堆,應(yīng)急柴油機(jī)啟動。大約一小時后,由于海嘯襲擊,造成福島第一核電站應(yīng)急電源失效。致使1號、2號、3號堆芯失去冷卻,堆芯溫度逐漸升高。最終導(dǎo)致1、2、3號機(jī)組由于反應(yīng)堆堆芯燃料組件發(fā)生部分破損,產(chǎn)生氫氣而相繼爆炸(氫爆)。
在事故發(fā)生后,東京電力公司努力采取各種補(bǔ)救措施,以抑制堆芯的融化,并減少放射性物質(zhì)的排放。但是環(huán)境放射性水平監(jiān)測證實(shí)福島第一核電站存在大量的放射性泄漏,環(huán)境放射性指標(biāo)持續(xù)升高,尤其是鄰近海域測出大量放射性核素。
福島第一核電站核泄漏事故等級為7級,與前蘇聯(lián)切爾諾貝利事故級別等同,屬于最高級,但這兩起事故有顯著區(qū)別:一是泄漏形式不同,切爾諾貝利事故是爆炸式直接泄漏,福島事故是隨蒸汽等介質(zhì)緩慢泄漏。二是泄漏量不同,福島事故的核泄漏量只有切爾諾貝利事故的十分之一。隨后,吳惠泉說:“一提起核電站事故人們就想起前蘇聯(lián)切爾諾貝利事故和美國三厘島事故,可能是前面兩次事故給人太多負(fù)面的印象吧,人們只要一提核電站事故就像狼來了一樣害怕,其實(shí)這次日本福島根本沒有大家想象的那么嚴(yán)重,狼沒有來,人們被狼來了的寓言嚇怕了?!?/p>
隨后,吳惠泉拿出關(guān)于日本福島核電站事故研究的一份材料顯示,從3月22日開始檢查工作人員的內(nèi)部照射,到目前為止,3700名工作人員中只有不到40%的人員接受了內(nèi)部照射檢查。根據(jù)國際原子能機(jī)構(gòu)調(diào)查顯示,到目前為止,還沒有對人員健康造成不利影響的輻射照射報告。
那么,日本福島核電站事故究竟是怎么產(chǎn)生的時,吳老告訴筆者,第一是地震發(fā)生后日本福島第一核電站1、2、3號機(jī)組實(shí)現(xiàn)了自動停堆;第二是地震伴生的海嘯襲擊核電站造成福島核電站(外部)水淹,致使核電站應(yīng)急電源等失效,進(jìn)而導(dǎo)致堆芯失去冷卻能力,堆芯余(衰變)熱不能被帶出。引起燃料包殼中金屬鋯與水在高溫下發(fā)生鋯水反應(yīng),產(chǎn)生大量氫氣,繼而發(fā)生氫爆。
深圳核工業(yè)展覽:事故是核能振興的催化劑
4月6日,第九屆中國國際核電工業(yè)展覽會在深圳開幕,這次展會吸引了來自世界各地的300余家公司?!叭飴u事故和切爾諾貝利事故震驚了世界,但它們沒能阻止人們繼續(xù)和平利用核電?!敝袊四苄袠I(yè)協(xié)會理事長張華祝在開幕儀式上說,“我們有理由相信,福島第一核電站的事故并不代表核能復(fù)興的終止。它也許是催化劑,會促使整個行業(yè)繼續(xù)安全開發(fā)利用核能。”
中國仍在努力把核電發(fā)電裝機(jī)容量從目前的1080萬千瓦(約占發(fā)電裝機(jī)容量的2%)提高到2020年的8000萬千瓦(約占發(fā)電裝機(jī)容量的5%)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),中國必須每年讓10座新核電站并網(wǎng)發(fā)電。日本的這次事故“不會影響中國的整體戰(zhàn)略”,中國國家能源局前局長張國寶對參加深圳展會的觀眾說。
專家呼吁:用不著談核色變
提到核電站,人們首先想到的是:災(zāi)難、危險、輻射……日本福島核電站爆炸及泄漏事故,再度增添人們對核電的擔(dān)憂和恐懼。然而,很多人不知道,核電其實(shí)是“最安全的能源”,正因?yàn)槠涓叨鹊陌踩U?,使得即便是福島這樣的老式核電站,在日本史無前例的地震海嘯破壞中,產(chǎn)生的危害也遠(yuǎn)不如人們想象得那么大。
中國核能行業(yè)協(xié)會理事長張華祝在第九屆中國國際核電工業(yè)展覽會上介紹:原子彈和核電不完全一樣 ,“核爆炸”利用的是高純度鈾的倍增反應(yīng)。只需要用一個中子輕柔地?fù)舸蜮?35一下,鈾235就可以發(fā)生分裂,分裂成兩個或多個原子核,產(chǎn)生巨大能量。但核電站的反應(yīng)堆中一般只需要3%左右提純的鈾235,這樣的純度不足以產(chǎn)生原子彈那樣的爆炸,所以即便反應(yīng)堆失控,也不會有“核爆炸”,這和烈度白酒可以點(diǎn)燃,啤酒卻不能點(diǎn)燃的道理一樣。
人們都知道核電站有放射性物質(zhì),但很少有人了解,由于煤中含有微量天然放射性物質(zhì),從燃煤電站排放的天然放射性物對公眾產(chǎn)生的輻射遠(yuǎn)高于核電站,比核電高50倍。對90年代中期我國現(xiàn)有煤電鏈和核電鏈安全進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),從輻射照射來看,煤電鏈約為核電鏈的10倍;從塵肺看,煤礦為鈾礦的5倍;從急性事故死亡率來看,煤電鏈約為核電鏈的60倍。
思考:中國不發(fā)展核電的現(xiàn)實(shí)難題
日本地震、海嘯引發(fā)的福島核電站安全事故,再一次將核電的安全問題推到臺前。福島核泄漏在中國引發(fā)的各種傳言,顯示了部分人對于核電知識缺乏了解。
事實(shí)上中國的核電發(fā)展很緩慢,中國大陸核電發(fā)電量僅占全國總發(fā)電量的1.9%,遠(yuǎn)低于世界平均水平。在全世界已經(jīng)擁有核電站的31個國家和地區(qū)當(dāng)中,中國的核電所占比例是最低的。在核能高效利用的法國,這一數(shù)據(jù)是78%,日本是30%,世界發(fā)達(dá)國家的平均水平是20%。
我國之所以在很長一段時間里沒有建造新的核電站,主要原因是成本太高。按2008年的數(shù)據(jù),中國煤電的上網(wǎng)電價仍然維持在約0.4元/千瓦時的水平,風(fēng)力發(fā)電的上網(wǎng)電價都是0.5至0.6元/千瓦時,太陽能則高達(dá)1.15元/千瓦時,它們暫時都無法在經(jīng)濟(jì)上和煤電競爭。目前,AP1000發(fā)電的上網(wǎng)電價可控制在0.4元/千瓦時以下,而煤炭的運(yùn)輸成本和開采成本目前已經(jīng)漲到了很高的位置,還在一路上漲,核電已開始具有較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。
如果中國核電趕上平均水平,10年可省煤1/6以上,以2001年至2010年這10年為樣本。中國每年的發(fā)電量,煤電占了大約75%,如果核電占發(fā)電比例在2001年就趕上發(fā)達(dá)國家的平均水平20%,那么,煤電的占比就可以下降到55%,電煤用量就可以節(jié)省近1/3。而中國的煤炭產(chǎn)量,有50%以上用來發(fā)電了,就按50%計算,節(jié)省的電煤也占到了煤炭總產(chǎn)量的1/6。
當(dāng)然,核電所需的原料——鈾也是需要開采的,但是發(fā)同樣數(shù)量的電,開采鈾礦的事故死亡人數(shù)僅是煤礦的26.5%(參見《中國煤電和核電的環(huán)境影響與健康風(fēng)險比較》)。這還是只算采礦一項,把整個煤電鏈(開采、洗煤、運(yùn)輸、發(fā)電等)和核電鏈(開采、水冶、富集、發(fā)電等)放在一起比較,核電的安全優(yōu)勢更明顯。那么像福島核電站這樣的堆芯熔化事故的概率是多少呢?現(xiàn)在世界上運(yùn)營中的核電站大多是采用二代技術(shù),而籌建的核電項目主要將使用三代技術(shù)。二代核電站的堆芯熔化率(主要事故指標(biāo))為10-5,也就是每10萬年出現(xiàn)一次,全球一共有400多座核電站,算一下發(fā)生事故的概率是每250年一次。而三代核電站進(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。
眾所周知,以前講究環(huán)保,也就是減少污染,現(xiàn)在又加了一條還要講究低碳,就是減少溫室氣體的排放,核電恰恰是實(shí)現(xiàn)環(huán)保和低碳的有效途徑。
如果放棄核電,很難找到一種可以替代煤炭發(fā)電的方式。有人提出水力發(fā)電,可水力發(fā)電受地域、氣候影響較大,并不足以解決難題。而且興修水電站對生態(tài)環(huán)境造成影響現(xiàn)在的說法都還沒統(tǒng)一;也有人提出利用風(fēng)能和太陽能發(fā)電,可目前來看,不僅太陽能發(fā)電設(shè)備造價高昂,利用太陽能發(fā)電每千瓦時電的上網(wǎng)價約是煤炭發(fā)電的3倍。至于風(fēng)能,在中國,風(fēng)能資源豐富的地區(qū)主要集中在草原地區(qū),往往風(fēng)能越豐富的地方對電的需求就越小,這樣就造成了嚴(yán)重的供需不平衡。而且季節(jié)性差異大,根本滿足不了需求,因此,安全地發(fā)展核電是解決中國能源瓶頸的主要途徑。