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核电中长期发展目标业内存分歧

2018-11-03 01:14:39

核电中长期发展目标业内存分歧

种种迹象表明,中国离核电重启的日子越来越近了。

2012年5月31日,国务院常务会议原则通过《关于全国民用核实施综合安全检查情况的报告》(简称《核安全报告》)和《核安全与放射性污染防治“十二五”规划及2020年远景目标》(简称《核安全规划》)。对于在运和在建核电厂,《核安全报告》给出了总体“受控”的结论。

而《核安全规划》的通过,则为新建核电站提供了一个前提。根据去年3月出台的“国四条”的规定,在《核安全规划》获准之前,中国暂停审批核电项目,包括已开展前期工作的项目。

但真要获得重启的“路条”,还有一个文件必不可少,就是《核电中长期发展规划(2010—2020年)》。前两个文件解决的是安全问题,这一个则是解决发展问题。而在这一问题上,中国核电业内尚有分歧。

速度之变

在3·11福岛核事故前几年,中国核电的发展势头持续强劲。

据中国核能行业协会统计,2005年以来,中国批准了13个核电项目,共34个机组,其中在建机组28台,占全世界在建机组总数的40%多。

这与中国的能源机构和节能减排的背景有关。2011年,化石能源在中国能源总量中占比92%,比重在全世界高居第一;水电、核电、风能、太阳能加起来,才占8%。

而在很多国家的能源结构中,核电早已成为一种占比甚高的非化石能源。国家环保部核安全和环境专家委员会委员郁祖盛告诉《中国周刊》,在发达国家,核电的发电量一般占比20%左右。其中法国最高,占比近80%。

中国这种过度依赖化石能源的格局,一方面不断加速对这些不可再生能源的消耗,从而加重对其他国家的依赖;另一方面也对环境造成很大影响。

2009年9月,在联合国(微博)气候变化峰会上,国家主席胡锦涛提出了中国应对气候变化的4条措施,其中第二条提到了核能。他说,要大力发展可再生能源和核能,争取到2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15%左右。

核电系统于是行动起来。按照15%这个比例,他们希望核电能占到5%左右。

按照国家电(微博)公司总经理刘振亚的说法,到2020年,中国的用电需求将达到7.7万亿千瓦时,发电装机容量将达16亿千瓦时左右。按此推算,核电届时装机容量将达到8000万千瓦时。

这是“传说”中尚未出台的《核电中长期发展规划(2010—2020年)》原来的目标,在核电业内广泛流传。只是说法并不统一,有的说是8000万,有的说是8500万,也有的说超过了1个亿。由于这一尚在调整中的规划从未公开,这些说法也从未得到证实。

国家核安全局前局长赵成昆告诉《中国周刊》,他有一次看到了一份国家能源局2010年的年报,里面提到了8000万千瓦这个目标。

如果这一数字不虚,就意味着中国核电在十二五和十三五期间的超常规发展。国家环保部核安全和环境专家委员会委员郁祖盛给《中国周刊》算了一笔账:截至2010年年底,中国投入运行的核电机组装机容量为1000多万千瓦。要达到8000万千瓦,则有将近7000万千瓦要新建。核电厂的建造周期一般是5年,如果要2020年建成发电,就必须在2015年之前投入。也就是说,从2010年到2015年,要建7000万千瓦,按每个机组100万千瓦计算,总共70个机组,每年要建13至14个。

这个数字,比2007年公布的目标增加了1倍。2007年10月,国家发改委发布《核电中长期发展规划(2005—2020年)》,当时提出的目标是:到2020年,核电装机容量争取达到4000万千瓦。

目标翻倍,在一些知情者中间引发了争议。高层也认为有点偏高,让国家能源局拿回去调整。

2011年3月11日,福岛核事故爆发。其引发的强烈冲击波,让中国核电的焦点,从以前的发展规模与速度问题,转向发展安全与质量问题。

能动与非能动

福岛事故发生后,中国民众一个下意识的反应是:如果这一事故发生在中国,中国的核电站能不能应对?

赵成昆说,这个问题的逻辑不是很严谨,因为在中国发生类似事故的可能性非常小。

福岛事故的发生,有两个重大的外部因素,一个是地震,一个是海啸。前者切断了核电站的外部电源,后者把核电站备用发电的柴油机卷走。致使反应堆在无法得到冷却后升温,进而引发核泄漏。

赵成昆说,中国的地质构造与日本显着不同。日本处在太平洋(6.16,0.01,0.16%)俯冲带和欧亚大陆俯冲带的交界地带,两者挤压容易形成地震,地震推动海水上升,形成海啸。而中国的核电站建在稳定整体基岩上,远离地质断裂带,受地震影响的概率极小。

中科院院士、南京航空航天大学教授陈达说,中国核电站在选址时,都会考证该地300公里的半径内历史上是否有过地震。要向前考证2000年。

海啸方面,从2004年12月印尼海啸之后,中国核电厂设计界曾对这一问题进行了大量的调查研究,最后的结论是:由于中国大陆架比较长,附近海域海水较浅,在中国沿海发生强烈海啸的可能性很小。

赵成昆说,在海啸方面,目前对中国潜在威胁最大的是马尼拉海沟。但根据中国多年的研究,这条海沟引发的海啸到达中国沿海时,掀起的浪高最多只有2.7米。但几位研究人员在受访时也表示,对这条深不可测的海沟,中国还缺乏足够的了解。

这是一条深达5400米的海沟,断层长度长达1500公里。地质学家测量显示,这条海沟以每年8.7厘米的速度移动。美国明尼苏达大学教授David Yuen曾经发出警告,这条海沟已经至少440年没有发生强震,累积的压力可能触发高达9级的强震。

地震预防是一个应对“万一”的科学。如果“万一”发生福岛这样的事故,中国的核电站能不能承受呢?

福岛发生核泄漏的核心原因,是地震和海啸切断了内外部电源,让堆芯无法冷却进而升温。那中国的核电站的冷却系统是怎样的呢?

与福岛一样,中国绝大多数的核电站,用的是能动冷却系统。即通过电源带动水泵,向堆芯供水。如果失去了内外电源,维系冷却系统的最重要手段,就是看有没有备用电源。

福岛显然在这方面准备不足。在核泄漏发生后,他们最初找来的应急柴油机,竟然接口不对。

在福岛核事故以后,中国对在运行和在建核电站进行检查发现,中国有些核电站同样存在备用电源不到位的情况。

5月31日通过的《核安全报告》,对国内核电站提出改进要求的第一条,就是为了应对可能的失电,要采取“设置移动电源、移动泵和增设匹配接口等措施”。

除了能动系统,美国西屋公司近些年开发出了一种非能动系统。在出现断电情况时,它不需要启动应急电源,装在安全壳中和顶上的应急水箱即会自动打开,可以在没有人力干预的情况下,为反应堆冷却72小时。对于一个遭遇突然袭击的核电厂来说,这是黄金72小时。

目前,中国正在运转的15台核电机组,采用的都是能动冷却系统。在建的26个核电机组,有4台采用了非能动系统。

郁祖盛说,福岛事故爆发后,国家核电技术公司曾经做过评估,如果把AP1000放到福岛去,受得了受不了。经过两个多月的工作,他们得出了结论:受得了。

管理的考量

从上世纪50年代有核电历史以来,全世界发生了3次大的核事故:1979年的三哩岛、1986年的切尔诺贝利和2011年的福岛,细究起来,都能找到人为因素的影子。其中以三哩岛的例子最为明显。

三哩岛事故,最初是因为一台给水泵发生故障,无法供水,于是用来预防的冷却系统自动启动。但因前些天工人检修后未将冷却系统的阀门打开,致使冷却系统内无水可供。当反应堆的温度升高到一定程度,反应堆自动停堆,卸压阀自动打开。但当压力降至正常值时,泄压阀由于故障未能自动回位,致使压力降至正常值以下。这时,用来保护的应急堆芯冷却系统自动投入。但操作人员在未判明泄压阀没有回位的情况下,关闭了应急堆芯冷却系统,停止了向堆芯注水,致使堆芯熔化。

这一系列的人为操作失误,抵消了系统自动启动的保护功能,催生了人类此前认为不可能的堆芯熔化。这一事件对美国影响甚大,此后30多年,美国一直没有新建核电站,直至近几年才有松动。

1986年的切尔诺贝利事故,则被查明,机组的设计在一开始就出现了问题。

福岛事故,除了上文提到的找来应急的柴油机接口不对,还发生了因为人为操作失误导致一台应急柴油机停止工作的情况。

赵成昆告诉《中国周刊》,有资料统计,历史上核电厂与研究性反应堆加起来,发生过23起类似堆芯熔化这样的事故,其中17起是由人为因素引起。

一位资深核电专家在接受《中国周刊》采访时表示,人为因素的失误,有时会让通过艰辛努力取得的技术进步变得没有意义。“你技术再进步,他一个操作失误就全完了。”

这些发生在发达国家的管理问题,需要中国在发展核电进程中纳入考量。

首先是人才问题。在讨论中国核电的发展速度时,有人就提出了这个问题:“核电人才的成长速度,能不能赶上中国核电的发展速度?”

上述核电专家在接受《中国周刊》采访时说,如果按照原来2020年建成8000万千瓦的速度发展,连核电厂的高级管理人才的培养都成问题。赵成昆也特别指出,管理人员,特别是高层管理人员的缺乏,正在成为制约中国核电发展的重要因素。

与一般人才的培养不同,基于安全的考虑,核电人才的培养一般周期很长。培养一个符合条件的核电站主控室操作员,通常需要8到10年的时间。除了参加各种严格的培训,在正式上岗前还需要3000个小时的实践操作。

一台百万千瓦级的核电机组,需要的人才数量达上千人。如果1年建设10个机组,对人才的需求就是1万人。

郁祖盛说,目前,国内有核电专业的高校有四十来所。但专业不平衡的现象比较严重,学核电厂设计的比较多,而学管理、设备制造、建造、运行的相对较少。

基于人才培养的困境,现在核电厂的人才成长,有很浓的“师父带徒弟”痕迹。

有了人才,还要有管理规则。与中国很多企业的管理环境相似,有些核电企业的管理也不够科学。在《核安全报告》指出的核电站的4条主要问题中,第一条就是这个问题:调查组发现,秦山核电站至今尚未制订严重事故管理导则,秦山第二核电厂、岭澳核电厂和田湾核电厂仅具有可以应对某些特定严重事故的规程。

上述现状,正是这次持续9个多月的核安全检查的一个背景。在福岛事故发生后的第五天,国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议,讨论对福岛事故的应对。会上做出四项决定:一、立即组织对全国核设施进行全面安全检查;二、切实加强正在运行核设施的安全管理;三、全面审查在建核电站;四、严格审批新上核电项目。是谓“国四条”。

在“国四条”的最后一条,留了一个如今待解的尾巴:“核安全规划批准前,暂停审批核电项目包括开展前期工作的项目。”这一规定,成了如今核电重启的“紧箍咒”。

除了编制《核安全规划》,这次会议还要求调整完善《核电发展中长期规划》。业界本来推测这两个规划会在今年5月底同时通过,以实现真正重启。如今《核安全规划》单个推出,引发公众的纷纭猜想。

一位受访核电专家分析,在核安全问题上尚未取得共识之前,《核安全规划》先行,《核电中长期发展规划》随后,其实比较符合重启的逻辑。“因为福岛事故后,核电一下子变得非常敏感。要讨论核电以后的发展,首先要看公众对核电安全的态度,以求得共识。”

寻求共识

除了要先在核安全问题上寻求共识外,《核电中长期发展规划(年)》迟迟未推出的另外一个背景,是中国核电的发展,有很多问题尚未在内部取得共识。

在8000万千瓦的目标被否之后,其调整到何种程度一直是业内关注的焦点。赵成昆和郁祖盛在接受《中国周刊》采访时均表示,调整后的目标很可能在6000万千瓦??7000万千瓦之间。

但这就会出现一个问题:目前在运和在建的加起来有4000万千瓦左右,若要2020年之前达到7000万千瓦,按照建设周期的要求,就必须在2015年之前再批3000万千瓦,以每个机组100万千瓦计算,就是30个机组。就是说,在接下来的三年半时间内,每年要批准8至9个机组。若按6000万千瓦的目标计算,每年要批准6个机组。

郁祖盛说,按照中国目前的能力,一年也就能建4到5个机组。“就是这个能力,再多就有点勉强了。”

另外一个问题,是新建的核电站采用什么堆型的问题。目前,由国家核电技术公司主持引进的AP1000广受赞誉,在安全性两个最主要的指标—堆芯熔化概率和放射性释放的概率,都比目前国内的标准提高了上百倍。但该堆型目前尚未投入运营,第一台机组最快也要到2013年或2014年投入运行。在缺少运行实践之前,能否批量化投产,一些人尚存疑问。

国务院研究室副司长范必撰文指出,按照国际惯例,不论是传统的能动型还是非能动型机组,都无法进行实况下的破坏性试验。“即便AP1000运行若干年,对验证非能动的安全系统也没有实质意义。”他认为,除了安全系统,AP1000其他的技术,如蒸汽供应系统等,都是基于以前的成熟技术,因而应用无碍。

郁祖盛告诉《中国周刊》,虽然在新建堆型这个问题上,国家倾向于建设AP1000,但并没有明确将此写进文件,这为新建堆型的争论留下了空间。

在今年中国核能可持续发展论坛上,中国核工业集团公司副总经理吕华祥说,核电市场中堆型的选择不能过于单一化。他主张,只要是符合核安全标准、具有一定竞争性、成熟或经过验证的机型,都应该能够平等参与核电市场竞争。

在福岛核事故爆发后,在新建核电站的审批上,中国开始执行“最严格安全标准”。赵成昆说,这个标准有两个:一是每堆年的堆芯熔化概率,不能超过10的负5次方;二是造成放射性向环境大规模释放的概率不能超过10的负6次方。这与国际原子能机构的标准一致。赵成昆还介绍说,福岛事故后,国际原子能机构计算过,自己原来的那一套标准,跟福岛事故所应达到的标准相比,有77个差距。目前,各国都在对此研究,新的核电安全规范有望出台。

一位核电专家向《中国周刊》表示,在国家提高新建核电站的安全门槛之后,有人开始在自己原有技术的基础上稍加改进,安全水平刚刚够得上这个门槛。

但郁祖盛认为,为什么放着更安全的、国家花巨资引进的AP1000不用,却用刚刚达到安全标准的堆型?他说,AP1000的堆芯融化概率,为5.08×10的负7次方,其放射性大规模释放的概率,为6×10的负8次方。

有人担心,在新建堆型的选择上,几个主要核电公司之间,会出现门户之见:在中国三个最主要的核电公司中,中国核工业集团公司力主自己研发的堆型;中国广东核电集团公司与法国公司有着多年的合作;2006年成立的国家核电技术公司则是代表国家引进AP1000技术主要的引进方和消化方。

赵成昆说,中国核电的发展,目前确实面临一些体制上的障碍。比如核电的试验装置,中核集团有一些,中广核有一些,国家核电也有一些,但这些装置之间的协调性并不是很好。

“我们现在从设计到建造到运营,跟发达国家比都有差距。这时候不应该再分散。再分散就又要走回头路了。”上述核电专家说。

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