中国核电变奏曲
2011-05-14钱炜
钱炜
既要满足减排与能源供应的需求,又要保证足够的安全性,此次发生在近邻日本的核事故,恰好让正在急速发展的中国核电调整脚步,从而在这二者间寻得更好的平衡
3月17日下午4点半,离下班时间还有半小时。在深圳一家核电设计公司从事反应堆设计的小丹却已清闲下来。他所在的公司素来紧张的工作节奏,在这几天里,就像奔跑的快马突然被勒住了缰绳。“因为昨天政府宣布要调整核电规划,新项目的进度也就立即放缓下来了。”工作上一直很忙的小丹,在电话里语气轻松。
与此同时,记者分别致电中核、国核电两家总部位于北京的核电企业,要求采访有关核电规划调整的情况,得到的答复皆是:“眼下太忙,请过两天再和我们联系。”中核集团原子能研究院院长赵志祥则告诉《中国新闻周刊》记者,根据中央的要求,他们正忙于应对即将到来的安全大检查。
发生在邻国日本的福岛核电事故,却令中国的核电巨头们急忙“变阵”,而这,也许是中国核电发展变奏的序曲。
“最先进”有多先进?
3月16日,国务院召开常务会议,对核电的发展提出了4点要求,这其中最触动外界神经的,莫过于“调整核电规划”“暂停审批新项目”等字眼。
实际上,次日,即17日下午,在国务院研究室召开的“核电安全与发展”座谈会上,引起业内人士热烈讨论的,却是其中的第3点——“要用最先进的标准对所有在建核电站进行安全评估”。
“最先进的含义是什么?这需要我们好好琢磨。”中国核能行业协会副理事长、中国核动力研究院前院长赵成昆在接受《中国新闻周刊》记者采访时指出。
“究竟什么是‘最先进的标准?如果用‘最严格来代替‘最先进,是不是最终结果就会完全不同?” 在3月19日的一场讲座中,清华大学核能研究所所长王侃的讲话也直指这个“最先进的标准”。当时,这座约可容纳200人的学术报告厅内座无虚席,其火爆的程度有别于往常—— 核能的话题迅速“惹火”中国,显然与日本福岛的核泄漏事故有关。
王侃解释说,核电站的安全标准包括很多方面,而世界各国以及世界原子能机构在不同条款上的尺度都不尽相同。如果将这些标准中各自最严格的标准挑出来叠加在一起,来衡量中国的在建核电站,估计一个都通不过。
“所以,现在的措词不是最严格,而是最先进,这就有文章可以做。”王侃指出。
赵成昆则给出了更清晰的答案:在17日的座谈会上,包括他在内的多数专家,都倾向于采用国家核安全局于2004年发布的《核动力厂设计安全规定》对在建电站进行重新评估。相对于1991年的老版本,该规定参考了当时国际上的最新安全理念,主要对核电站发生事故时的应急与缓解措施做出了更严格的规定。
尽管这是一部早在7年前就颁布实施的规定,赵成昆透露说,在实际中,由于种种原因,具体落实情况还是与规定有所出入。
多安全才叫安全?
在赵成昆看来,这场由日本核泄漏事故引起的世人对核电技术的恐慌,实有过度之嫌。
日本的核事故,是遇到了地震加海啸这种极端状况而引起的,因而极为罕见。这位曾负责过秦山二期核电站堆芯设计、年届70的老专家指出,由于中国大陆架比较长,附近海域水深较浅,在沿海发生海啸的可能性很小。
“我国沿海地区如发生海啸,最大可能是台风和天文潮引起。目前我国核电站防御海啸的能力是按千年一遇的标准来设计的,可防6.5米高的海浪。”赵成昆介绍说。
但也有人有不同看法。清华大学工程物理系辐射防护与环境保护研究室教授桂立明透露,日本东京电力公司在2006年曾有过一份内部报告。该报告称,福岛第一与第二核电站的全部10个机组都无需考虑海啸因素。但是这次的9级地震恰恰就引发了10米浪高的大海啸。
因此,桂立明表示,要吸取日本福岛核事故的教训,仅有一个简单的防护堤是不够的,中国的在建核电机组也许应重新评估海啸风险。
至于地震,目前中国在核电站建设前,专家们都会实地进行地质研究,设定地震区划,避开活断层,选择500年内无活跃地质活动的区域。在区划安全性评价的基础上,再进行选址。
赵成昆认为,总体上,中国现有核电站是足够安全的。日本福岛核电站建于1971年,本已到寿命期限,而我国的核电站最早也是从1991年才开始投入运行,都相对年轻。除了秦山一期是自主研发的二代早期技术,目前在运行的核电站都是二代技术。2004年,国家核安全局还颁布了另外一个修订过的标准——《核动力厂运行安全标准》。据此,二代核电站也在原有基础上作了改进,光是防止氢爆的措施就有好几条,如在安全壳内增设氢复合器,将氢变成水,安装氢点火器,把氢气燃烧掉等等。
衡量反应堆安全水平的一个重要指标,就是反应堆堆芯的熔毁几率。赵成昆介绍说,目前二代技术的堆芯融毁几率是10-4,即通常所说的万年一遇,三代技术的熔毁几率是10的-5,即十万年一遇。
中国在建核电站绝大部分都是二代改进技术,这一风险是1.5的10的-5,接近三代的技术水平。实际上,目前世界范围内的441座核电站,大部分也都是二代技术。
核电技术的代际划分,主要依据的就是安全性。在二代技术中,主要有压水堆、沸水堆、重水堆和石墨堆等。压水堆与沸水堆的最大不同,就是压水堆里的压力要比沸水堆里的高,因此压水堆里的水是不沸腾的,这就需要多加一个蒸汽发生器,也就比沸水堆多了一个回路。王侃指出,结构简单,一直是沸水堆的亮点,但也在此次事故中带来祸端。而中国所有已建成的核电站都是压水堆技术。
或许还可从另外一个维度来衡量核电站的安全。在此次日本核事故之前,世界上一共就发生了两起较为重大的核事故,其中只有切尔诺贝利造成了实质性的伤害,三哩岛以及其他几个小事故都被成功地控制在电厂内,对周围环境没有造成负面影响。
根据国际原子能机构的统计,单位发电量的死亡人数,水电是核电的100倍,煤电是核电的40倍。而根据国家安监总局发布的数据:上世纪90年代,中国煤矿事故的死亡人数平均每年高达7000多人,近两年来这一数字也有2000~3000人。
放慢脚步是好事
在减排压力与经济发展的刚性需求之下,中国发展核电的大势不可逆转,但此次日本核泄漏事件,将促使中国核电真正又好又快的发展。对此,王侃表示,“这是好事,之前中国核电发展得太快了!”
在清洁能源中,光伏电池在制造过程中会有污染,风电的上网问题一直没有解决。只有水电与核能相对成熟,目前可大规模发展。而水电对生态的影响,也一直饱受环保人士的攻击。一个有趣的细节是,就在日本核事故发生后,北京的环保组织“绿家园”举行了一次讲座,谈怒江水电开发与中国核电的安全问题。与会专家与环保人士仍一边倒的反对前者,支持后者。
单从数字上来看,中国核电还有很大发展空间。截至2010年底,中国已运行核电机组共有13台,装机总量1080万千瓦,在电力总装机中所占比例不足2%,远远低于法国的75%和美国的20%。
在日本福岛核泄漏事故发生前,中国核电的发展基调刚刚从“适度发展”进入到“积极发展”,进入快速发展的新轨道。根据国家核电发展中长期规划,到2015年,中国核电装机容量要达到4000万千瓦,到2020年要再增加一倍,达到8000万千瓦。
对此,赵成昆指出,在3月16日的国务院常务会议之后,后来新增的4000万千瓦核电,都属于“暂停”范畴。
尽管要坚持发展核电,但安全检查与重估,也是必要的,赵成昆说。“光2010年一年就开工了10个机组,这么快的速度要不要做一些调整?主设备的供应能力,高端技术人才的培养、核电站管理能力如何?这些都需重新审视。”
早在2010年全国“两会”期间,人大代表、核电装备制造商上海电气副总裁吕亚臣就曾表示,由于目前国内核电站技术路线不统一,不利于核电重大元器件生产的国产化与规模化。
《经济学人》杂志则在3月17日报道日本核事故的文章中指出,核电要实现最佳的安全性,不仅需要好的规划和工程技术,还需要负责任和有透明度的社会环境。还有专家指出,中国的核安全法规体系目前还缺少上位基本法即《国家原子能法》,导则和技术标准规范也亟待完善。
作为一名大学老师,王侃之所以觉得中国的核电发展过快,很大程度上是出于对核电人才的担心。切尔诺贝利与三哩岛事故,皆由人为因素造成。“核电站的安全体系,包括设计的安全水平、建造的质量与运行管理三方面。其中最重要的还是运行管理,即人的因素。”
吕亚臣也对核电人才缺乏的问题表示过忧虑。中国核电原本就起步晚,再加之1986年切尔诺贝利事故的影响,后来的发展几乎延迟了近20年,人才培养也就相应落后。最初国内只有清华、上海交大、西安交大和哈军工四所高校设有核反应堆专业,“现在这些学校的学生,几乎在大二时就已被各家核电企业签下了。”
而随着核电的迅猛发展,高校也开始了这一领域的扩张。据王侃粗略统计,到今年为止,国内已经有50多所高校设有涉核专业,“培养出来的人才良莠不齐,是必然的。如果照此前核电的发展速度,国内没有足够数量的、高素质的核电人才来满足需求。因此,放慢核电的前进脚步,是好事!”
内陆核电与技术路线
“你能想象,就连甘肃这样严重缺水的地方,都上报了核电项目吗?!”王侃说,目前从日本核事故得到的启示之一,就是核电站一定要建在可立即获得源源不断的水的地方。
对于内陆核电站的建设,业内人士一致认为,今后会更加谨慎。
中国已有的核电站全部建在海边,很大程度上正是出于这样的考虑。但若建在内陆,也需要靠近水源。这就对选址提出了较高要求。
赵成昆则认为,随着核电的进一步发展,内陆地区肯定要建核电站。目前在湖南、湖北、江西和安徽等省,已经有10多个内陆核电项目都在进行前期的可能性研究。
根据国家要求,内陆要建更安全、更先进的核电厂,即要采用AP1000技术。目前第三代核电站有两种主要技术路线。一种是做加法,就是不断添加保护装置,就像法国的EPR,安全系统全部采用4×100%的设置,也就是相当于加了4道保险。但这样做的缺点就是设备越来越多,成本自然也就上去了,另外,对供电系统有很大依赖。
另一种思路,是做减法。由美国西屋公司开发的AP1000,是一种“非能动”核电站,不用电,只靠温度差、密度差等自然力就完成保护动作。再打个比方,人们可以把冷却水预先放置在反应堆上方,一旦出事,闸门自动打开,水靠重力倾泻而下,给反应堆降温。
中国核电的第三代技术究竟是采用AP1000还是EPR,此前业界一直有争论。比较而言,EPR虽不是那么完美,但是基于现有技术的改进,相对较为成熟。而AP1000至今仍处于实验阶段,国外也没有实际投运。因此,这就影响了内陆核电的发展步伐。
但王侃认为,若论安全性,在发生事故的时候,不需要场外应急救援的非能动技术才是最安全的。而能够实现这一点的,目前只有第3代技术中的AP1000。
除了技术路线,影响内陆核电建设速度的一个重要问题是温排水。核电站有三分之二的热量要随着水排走。但排水温度如果超过3度,就会对生态造成影响。因此,为了安全起见,内陆核电站不能像沿海那样自流,排水需先通过冷却塔冷却过后才能排出。
“你去法国参观他们的内陆核电站,非常壮观,全是一个个巨大的冷却塔,看不到核电站。”赵成昆说,反应堆只有60米左右,冷却塔却高达120多米,直径五六十米,“这将是一笔不小的投资”。
内陆核电站的另一大问题是低放射性废液的排放。核电站排放的废水经过多道程序的处理,还是有一定的放射性。2011年2月国家核安全局刚刚提高了排放标准。沿海核电站的低放废液排放,其排放口的标准原来规定为3700贝克/升,现在是1000贝克/升,内陆原先没有规定,现在定为100贝克/升,而且离排放点1公里以外的地方,要达到饮用水的标准,即1个贝克/升。
“进一步减少低放废液的放射性,这多花一些钱,总归是可以实现的。”赵成昆介绍说,令水利部与长江流域管理部门仍心存疑虑的是,如果在长江上建若干个核电厂,到时这些核电站同时排放低放废液,会不会有累加效应?对此,他表示,这就涉及到更大层面的统筹管理。因此,内陆核电站的建设,还有一些沿海核电站不曾有过的问题有待解决。
在国内众多尚未正式上马的核电项目中,山东荣成核电项目此刻可能是心情最“纠结”的。据知情人士透露,该项目刚刚于今年3月初得到国务院批准,但尚未通过发改委的审批,因此,它的“身份”究竟属于“在建项目”还是“新上项目”——“不好说”。而该项目用的是清华大学研发的高温气冷堆,属于前景看好的第四代技术。从安全性来讲,尚处在实验阶段的第四代核电技术或许是更为稳妥的选择,中国目前正积极加快在此领域的步伐。
实际上,除了“跃跃欲试”的高温气冷堆,在北京西南郊区数万平方米的一栋灰白色建筑内,中国第一座快中子反应堆已经在去年11月成功达到了首次临界,即达到裂变反应可以维持的条件。这标志着中国终于在第四代核电技术上实现突破,从而使铀资源利用率提高至60%以上,实现放射性废物最小化,并成为继美国、法国、俄罗斯等国之后,世界上第八个拥有快堆技术的国家。★