7月21日上午10時,我國第一座由快中子引起核裂變反應的中國實驗快堆成功實現并網發電。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計劃重大項目目標的全面實現,標志著列入國家中長期科技發展規劃前沿技術的快堆技術取得重大突破,也標志著我國在占領核能技術制高點,建立可持續發展的先進核能系統上跨出重要一步。可有人會問,日本才發生福島核電站事故,中國還需要發展核電嗎?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會比日本二代技術安全嗎?帶著一連串的疑問和顧慮,記者走訪了湖南電力設計院、湖南省能源局及相關的核電專家。
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號機組處于正常運行狀態,4、5、6號機組處于停堆換料大修中。地震后,1、2、3號機組自動停堆,應急柴油機啟動。大約一小時后,由于海嘯襲擊,造成福島第一核電站應急電源失效。致使1號、2號、3號堆芯失去冷卻,堆芯溫度逐漸升高。最終導致1、2、3號機組由于反應堆堆芯燃料組件發生部分破損,產生氫氣而相繼爆炸(氫爆)。
在事故發生后,東京電力公司努力采取各種補救措施,以抑制堆芯的融化,并減少放射性物質的排放。但是環境放射性水平監測證實福島第一核電站存在大量的放射性泄漏,環境放射性指標持續升高,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,其實這次日本福島根本沒有大家想象的那么嚴重,狼沒有來,人們被狼來了的寓言嚇怕了。”
隨后,吳惠泉拿出關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%的人員接受了內部照射檢查。根據國際原子能機構調查顯示,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生的時,吳老告訴筆者,第一是地震發生后日本福島第一核電站1、2、3號機組實現了自動停堆;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,致使核電站應急電源等失效,進而導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生鋯水反應,產生大量氫氣,繼而發生氫爆。
深圳核工業展覽: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。“三里島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和平利用核電。”中國核能行業協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興的終止。它也許是催化劑,會促使整個行業繼續安全開發利用核能。”
中國仍在努力把核電發電裝機容量從目前的1080萬千瓦(約占發電裝機容量的2%)提高到2020年的8000萬千瓦(約占發電裝機容量的5%)。為了實現這一目標,中國必須每年讓10座新核電站并網發電。日本的這次事故“不會影響中國的整體戰略”,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憂和恐懼。然而,很多人不知道,核電其實是“最安全的能源”,正因為其高度的安全保障,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,產生的危害也遠不如人們想象得那么大。
中國核能行業協會理事長張華祝在第九屆中國國際核電工業展覽會上介紹: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。只需要用一個中子輕柔地擊打鈾235一下,鈾235就可以發生分裂,分裂成兩個或多個原子核,產生巨大能量。但核電站的反應堆中一般只需要3%左右提純的鈾235,這樣的純度不足以產生原子彈那樣的爆炸,所以即便反應堆失控,也不會有“核爆炸”,這和烈度白酒可以點燃,啤酒卻不能點燃的道理一樣。
人們都知道核電站有放射性物質,但很少有人了解,由于煤中含有微量天然放射性物質,從燃煤電站排放的天然放射性物對公眾產生的輻射遠高于核電站,比核電高50倍。對90年代中期我國現有煤電鏈和核電鏈安全進行比較發現,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:中國不發展核電的現實難題
日本地震、海嘯引發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的各種傳言,顯示了部分人對于核電知識缺乏了解。
事實上中國的核電發展很緩慢,中國大陸核電發電量僅占全國總發電量的1.9%,遠低于世界平均水平。在全世界已經擁有核電站的31個國家和地區當中,中國的核電所占比例是最低的。在核能高效利用的法國,這一數據是78%,日本是30%,世界發達國家的平均水平是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年的數據,中國煤電的上網電價仍然維持在約0.4元/千瓦時的水平,風力發電的上網電價都是0.5至0.6元/千瓦時,太陽能則高達1.15元/千瓦時,它們暫時都無法在經濟上和煤電競爭。目前,AP1000發電的上網電價可控制在0.4元/千瓦時以下,而煤炭的運輸成本和開采成本目前已經漲到了很高的位置,還在一路上漲,核電已開始具有較強的競爭優勢。
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。中國每年的發電量,煤電占了大約75%,如果核電占發電比例在2001年就趕上發達國家的平均水平20%,那么,煤電的占比就可以下降到55%,電煤用量就可以節省近1/3。而中國的煤炭產量,有50%以上用來發電了,就按50%計算,節省的電煤也占到了煤炭總產量的1/6。
當然,核電所需的原料——鈾也是需要開采的,但是發同樣數量的電,開采鈾礦的事故死亡人數僅是煤礦的26.5%(參見《中國煤電和核電的環境影響與健康風險比較》)。這還是只算采礦一項,把整個煤電鏈(開采、洗煤、運輸、發電等)和核電鏈(開采、水冶、富集、發電等)放在一起比較,核電的安全優勢更明顯。那么像福島核電站這樣的堆芯熔化事故的概率是多少呢?現在世界上運營中的核電站大多是采用二代技術,而籌建的核電項目主要將使用三代技術。二代核電站的堆芯熔化率(主要事故指標)為10-5,也就是每10萬年出現一次,全球一共有400多座核電站,算一下發生事故的概率是每250年一次。而三代核電站進一步降低了故障率,堆芯熔化率達到了驚人的10-7,也就是每1000萬年出現一次。
眾所周知,以前講究環保,也就是減少污染,現在又加了一條還要講究低碳,就是減少溫室氣體的排放,核電恰恰是實現環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電的方式。有人提出水力發電,可水力發電受地域、氣候影響較大,并不足以解決難題。而且興修水電站對生態環境造成影響現在的說法都還沒統一;也有人提出利用風能和太陽能發電,可目前來看,不僅太陽能發電設備造價高昂,利用太陽能發電每千瓦時電的上網價約是煤炭發電的3倍。至于風能,在中國,風能資源豐富的地區主要集中在草原地區,往往風能越豐富的地方對電的需求就越小,這樣就造成了嚴重的供需不平衡。而且季節性差異大,根本滿足不了需求,因此,安全地發展核電是解決中國能源瓶頸的主要途徑。