前言
2011年3月11日,在日本福島發生了9級大地震,隨之引發了海嘯。禍不單行,地震和海嘯還導致了福島出現核泄漏事故。日本人們再一次承受著核能這種先進科技帶來創傷,數十萬人流離失所,痛失親人。日本成了全世界關注的焦點。
核能最初以武器的形式出現,使得日本率先成為了核武器的試驗品。“福星與惡魔,只是一念之差”,二次世界大戰以后,各國積極利用核能發展電力,為世界能源危機帶來了光明。切爾諾貝利核泄漏事故提醒了人們關注核安全,可在陰影還沒散去的今天,日本有了同樣的遭遇。
核泄漏事故發生后,各國紛紛擱淺手中的核電站發展項目,各國人民對于核電發展眾說紛紜。中國作為為世界上的能源消耗大國,人口眾多,在世界能源日漸緊張的情況,聯系環境的可持續發展,發展核電站必要性值得深思。
一、切爾諾貝利和日本福島的核泄漏事件后影響(Chernobyl disaster & 2011 Japanese nuclear accidents)
1986年4月26日,切爾諾貝利核泄漏事故發生在前蘇聯烏克蘭地區,這是曾被認為是歷史上最嚴重的一場核泄漏事故,也是唯一一場被International Nuclear Event Scale評定為7級的核泄漏事故。切爾諾貝利的核泄漏發生后,消防隊員已最快的速度到達現場。當時沒有一個消防隊員知道這是一場核泄漏事故導致的火災,僅僅認為是發電廠發生事故;核電廠的員工對于核能發電也沒有太多的認識,無法以最快的速度對事故進行處理;政府次日開始疏散30km范圍內的人群,被疏散的人群被僅告知發電廠發生事故,需要疏散大約三天,不久后人們又回到了他們原來居住的地方繼續生活。這一切,都在他們的身體受到了核輻射傷害后,人們才知道這一切的真相。
事隔66年后的今天,核泄漏事故再次發生在日本人的身上,9級地震破壞了福島人們的家園,海嘯無情地襲擊著無辜的一切。福島核電站逃不過大自然的強大力量,出現了嚴重的事故。日本人冷靜地處理著,世界各地給予了力所能及的幫助。世界核能大國——法國,向日本伸出援手,緊鑼密鼓的籌備著核泄漏事故后的處理。
切爾諾貝利和日本福島核泄漏事件為現時中國人了解較多的核泄漏事故案例。媒體對于核能使用的報道都偏向于核泄漏對社會和人體造成的重大傷害,人們群眾在此基礎上再去看待核能發展難免存在消極影響。中國人對于核泄漏的恐慌程度可以表現在我國各大城市出現的“搶鹽”潮,由于人們得到的消息片面和對核輻射了解嚴重不足,出現了這個甚至在日本地區都沒有發生的現象。我國正在規劃當中的核電站,大部分處于沿海地區,人口密集。人們的消極情緒無疑會影響核電站和各個核能使用項目的進行。結合我國實際情況,能源危機的影響下,人們正確認識核能使用有很大的必要性。
二、中國使用核電的必要性
中國經濟發達的地區主要在東部沿海地區。北煤南運,西電東送,一直成為制約經濟發展的瓶頸。目前,中國電力供需矛盾緊張,尤其是華東、華南、華北及其沿海一帶,是中國工業最發達的地區,其工業產值占全國工業總產值的70%以上。可是這些地區電力供需矛盾最為緊張。長期以來,國內許多人認為中國能量資源豐富,發展核電的必要性不大,但縱觀我國其他可利用的能源,存在以下問題:
(一)我國煤炭資源有限,不可能作為長期主要能源
我國目前能源生產中,煤炭占74%。由于我國煤炭資源豐富,在今后一段時間內,煤炭仍將是我國主要能源。據估計,到2050年,隨著人口增長和經濟發展,我國能源消耗將達到目前水平的5倍左右,如果維持我國煤炭的消耗占總消耗量的70%水平估計,則2050年煤炭的年消耗量將達50億噸。這樣,到21世紀60年代,我國可經濟開采的煤炭將被開采完畢。因此,我國要長期以煤炭為主要能源,顯然是不可能的。
(二)以煤炭為主要能源,運輸緊張狀況不可能解決
我國煤炭資源主要分布在北方地區,東部沿海經濟發達的地區缺乏常規能源。因此煤炭運輸成了我國經濟建設的重要問題,其運輸占據鐵路貨運量的40%,即使加緊修建鐵路,運輸問題還是難以解決。
(三)燃煤污染嚴重,我國的環境無法承受
煤炭燃燒對環境的污染比石油和天然氣嚴重得多。其燃燒大量產生煙塵、二氧化硫,二氧化碳,給許多大城市造成嚴重污染。產生的大氣污染和酸雨更是給我國帶來了占GDP 5%的經濟損失。我國的環境將無法承受這樣的“黑盒子”現象。
(四)煤炭是一種重要的不可再生的化工原料
隨著煤炭大量燃燒,資源將越來越少,價格也將日益昂貴。如果僅將煤炭付之一炬,不但污染環境,而且在經濟上將造成難以彌補的損失。
(五)我國水能資源也不可能成為主要能源
我國水能資源豐富,但由于我國水資源大部分集中在西南地區,輸電設施的投資也相當巨大,而且地質條件復雜,能經濟開發的水能資源不到總資源的一半。即使在2050年可經濟開發的水能資源全部開發完畢,也只相當于兩億多噸標準煤,與50億噸需求量相比,只是杯水車薪,因此水能不可能成為我國的主要能源。
(六)石油資源、風能、太陽能無法滿足需求量
據統計,2020年以后,國內石油供應的對外依存度達50%以上,煤炭的開發利用又受到環境、運輸等條件限制;水電裝機容量進一步持續發展的余地不大;非水可再生能源如風能和太陽能,存在能量密度低和供能間斷性等問題。
加之石油價格猛然飆升,世界石油蘊藏量逐漸減少,使得能源危機越發緊張。與此同時,核電是一種經濟能源。核電站是一種高能量、少耗料的電站,核裂變釋放的能量比任何一種化學反應釋放的能量都大幾百萬倍。開發利用新型的和能源,是人類生存與社會發展的必然趨勢。
三、中國核電站的使用現狀及安全性
(一)我國使用中的核電站
上世紀九十年代,中國第一座實驗核電站——秦山核電站,第一座大型商用核電站——大亞灣核電站,先后建成投產。
1、秦山核電站安全性保障
與1991年12月15日并網發電成功,位于浙江省海鹽縣,是中國自己設計和建造的第一座核電站。它的反應堆安全殼是一座高40-50米,內徑36米的圓筒形鋼筋混凝土建筑物。在安全殼內還修了一道2米厚的核反應堆屏蔽墻,這道屏蔽墻在一般情況下可以防止核輻射外泄,并且在屏蔽墻外設置鋼板襯里的安全殼。1986年,前蘇聯切爾諾貝利核電站事故發生后,秦山核電站將安全問題提到了最高位置,在設計上精益求精,建造了多重屏蔽物,建立了獨立多重保護系統采取了防止核反應堆熔化以及抗震和安全電網等措施。在施工中實行了一套嚴格的質量管理辦法,每個項目和每道工序都必須驗收合格。
秦山核電公司負責秦山核電站的運行和管理,積極與國際接軌,向世界同類電站的先進水平邁進,采用國際通用的核電站綜合性能指標要求和考核核電站的運行水平,引進推行國際上先進的管理方法,不斷改善提高安全運行水平,
2、大亞灣核電站安全性保障
大亞灣核電站,位于廣東深圳市麻角嶺,是我國內地第一座具有世界先進水平的大型核電站。它采用的是法國產壓水反應堆,外面有三道安全屏障。有長1400米、高14-16mii的防浪大堤,深入地下約16米的防滲帷幕阻止海水向內滲透。其儀器采用了世界公認的、技術上最成熟的設計和設備以及最先進的管理技術、在安全技術方面是無可懷疑的。
麻角嶺的選址謹慎,經過地震、地質、水文、環境等條件較長時期的勘察評價,即使發生級數較高的地震,對核電站的影響也不大。大亞灣核電站距離人口聚居地超過20公里,并且有天然屏障。
(二)我國發展核電的條件
中國核電在技術研發、工程設計、設備制造、工程建設、項目管理、營運管理等方面,具備了相當的基礎和實力,為加快發展積累的經驗、奠定了堅實的基礎。
1、核電設計
中國核工業集團公司已組織有關核電設計院,開展了國產化百萬千瓦級壓水堆核電機組的設計工作。
2、核電技術研發
我國核工業建立了專業齊全的核科研體系,建成了具有國際水平的大型核動力技術實驗基地。在設計技術研究工作中,解決了核電站工程設計的許多技術難點,初步形成了一套先進反應堆設計方法和試驗驗證手段。
3、核電工程建設管理
在工程項目管理中,實行了招投標制和工程監理制,通過招標選擇施工承包商和設備采購,有效降低了成本,確保了施工質量。
4、核電設備制造
我國除了數字化儀控制系統等少部分設備以外,國內已經具備了設計和制造百萬千瓦級壓水堆電機組大部分設備的能力。
5、核燃料保障
我國已經初步形成了包括鈾礦地質勘探、鈾礦采冶、鈾轉化、鈾濃縮、元件制造以及乏燃料后處理、放射性廢物管理等環節的較完整的核燃料循環工業體系。
6、建立了完善的核電安全管理、核事故應急和技術后援體系
我國政府特別關注核能的安全問題,已經建立與國際接軌的安全監督管理體系和核安全法規,行程里一直獨立的核安全監管技術隊伍。
7、核電站廠址資源
我國完成初步可行性研究的廠址絕大部分在沿海地區可以滿足至2020年的需要。
8、我國核電發展具有廣闊的市場空間
為我國迅猛發展提供了基礎保障,在不破壞環保的情況底下,使得能源危機減緩滿足我國的可持續發展。
四、中國核能與可持續發展
由以上論述可知,我國發展核能是具有必要性和保障性的。根據我國面臨的能源供需不平衡、能源危機和較為嚴重的生態問題,核能利于可持續發展體現在以下幾個方面:
(一)有利于解決我國能源供需不平衡
1、地域間供需不平衡
我國主要的能源消耗地在東部沿海地區及工業帶沿線地區,主要以工業消耗為主。而我國的火力發電主要在北方地區,水力發電在大西南地區,風力發電和太陽能發電又滿足不了現時需要,長期處于能源供應地與消耗地不一致的狀況。核能發電具有可行性的選址比較豐富,而且大多數位于沿海地區,為東部沿海地區提供了較為便利的電力資源,減緩了由于地域間供需不平衡而帶來的矛盾,為經濟的可持續發展提供了保障。
2、消費量與供給量矛盾
從消耗來看,工業的能源消耗最大,占總消耗能源的70%,其次,城市的能源消耗量也較大。據統計,我國要到2018年前后才能實現工業化和城市,接下來的幾年,各地為了經濟發展,能源的消耗量會達到一個峰值。在能源供給量有限的情況底下,低消耗、高產能的核能資源成了較為經濟和清潔的能源。
核能的適當發展,有利于我國能源安全,保持我國煤炭、石油等化石燃料的儲備量,使這些化石燃料達到更高的效率。
(二)有利于能源長期有效利用
1、核能使用降低全國火力發電的比例
按目前不完全的統計口徑,2004年,煤炭在一次能源生產和消費結構中分別占75.6 % 和67.7% , 石油占13.5%和22.7% , 天然氣占3.0%和2.6% ,水電占7.9%和7.0%。而核能及太陽能、風能、生物質能等新能源和可再生能源,在能源結構中所占比重還微乎其微。核能是比較清潔可控的現代能源,也是近期比較經濟合理的替代能源,隨著技術進步, 安全保障也很完善。從國際上看,法國等發達國家在核能開發利用上做得很好,值得借鑒。法國也是傳統能源資源短缺國家,通過從戰略高度發展核能.法國的能源自給率從27%提高到50%,有效地減少了石油進口依賴。
隨著核能技術成熟與安全系數的提高,我國可利用核能為不可再生資源的儲備量提供的保證。
2、儲備煤炭資源用于高效利用形式
2007年,我國成了最大的焦炭生產國和出口國。焦炭工業在效益上臂普通的煤炭為主的火力發電效益更高。
煤炭的高溫分解和氣化技術已經得到發展和提高。最近,基于煤炭的化工技術,如:煤炭液化、煤炭氣化、煤炭合成產品都逐漸在中國的市場推出。
煤炭通過焦炭生產和氣化之后得出了乙醚、酯等化工品,再經過分解后變為電力資源和甲醇等更為實用的動力和產品。新的煤炭化學工程有利于國內煤炭資源豐富的地方進行經濟發展。這種高利用率,高效益的生產方式使得我們認識到煤炭資源不僅僅只有發電原料。
核能可以逐漸降低煤炭發電的比例,儲備我國豐富的煤炭資源,用于效益更高的化工生產,實現不可再生資源的可持續發展。
(三)有利于生態環境可持續發展
首先,由于世界人口急劇增長,盡管進行了保護能源的努力,但預測表明對能源的需求仍然在繼續增長。尤其在電能的利用上有急速上升的趨勢。世界上能源利用已經達到一定水平,環境影響的重要性已經超越了地方和區域的規模。我國的酸雨問題就是化石燃料燃燒排放物所引起的,而我國是世界上重要的燃煤大國,每年排出大量的二氧化碳與二氧化硫。
其次,IAEA與其他10個國際間組織早在赫爾辛基電和環境專家研討會中指出:在常規運轉狀態下,核動力及可更新能源系統處于健康風險譜的較低端,煤和石油的能源系統處于健康風險譜的較高端;來自于核能、石油、天然氣的嚴重事故的人類健康風險在大小上處于同一個量級,比水電事故的風險要小2個等級。甚至,我們無法預測化石燃料燃燒帶來的天氣變化將會對我們的社會與經濟帶來何等的影響。
綜上所述,電能是非常清潔的二次能源,使用效率也非常高。以火力發電為主的形式雖然暫時能夠滿足我國的能源需求,但是其污染環境和資源的有限程度促使我們必須找到新的替代能源。基于核能具有較好的安全保障,兼顧其他不可再生能源及水電能源的安全系數,這種清潔能源是值得我國使用的。
后記
也許核泄漏事件會在人們的心目中蒙上一層陰影,但是我們還需辯證看待核能在中國的發展問題,結合經濟、環境的可持續發展,思考核能在我國的發展模式與程度。
中國的核能開發技術已經逐步完善,同時中國也面臨著能源安全與環境污染等問題,在同時兼備開發核能的安全性和必要性情況底下,我認為核能成為煤炭資源的替代能源有其必要性,在長期的發展過程中,核能會體現出其優越性。
人們對于核能的認識也應該有更加深刻的了解,避免由于媒體對社會熱點的關注而帶來對核能發電的片面認識。