核電：核電：在謹(jǐn)慎中前行
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在中國工程院院士、中國核工業(yè)集團(tuán)公司科技委副主任葉奇蓁看來，中國的能源面臨著四個(gè)基本問題:一是供需總量平衡問題；二是能源結(jié)構(gòu)以煤為主，約70%以上的發(fā)電量來源于煤電，容易造成環(huán)境和生態(tài)問題；三是西煤東運(yùn)、北煤南運(yùn)、西電東輸造成能源運(yùn)輸問題；四是由于大量進(jìn)口石油和天然氣，容易引發(fā)能源供應(yīng)安全問題。
重重壓力之下，中國的能源問題如何突圍？
27年前的4月26日，烏克蘭切爾諾貝利核事故讓為之震驚，加諸人們心頭的陰霾至今尚未散去；2年前的日本福島核危機(jī)再一次重創(chuàng)人們安全利用核能的信心；原本蓬勃發(fā)展的核電事業(yè)一度陷于停滯危機(jī)。然而數(shù)據(jù)顯示，到今年3月底，全核電發(fā)電機(jī)仍然保持在437個(gè)，表明對核電的期望依舊。
核能，這個(gè)令人充滿憧憬卻又憂心忡忡的能源究竟該如何利用和發(fā)展？核泄漏的危機(jī)是否可以避免？中國可選擇的路徑又在哪里？
葉奇蓁:改變能源結(jié)構(gòu)核電不可替代
在中國工程院院士、中國核工業(yè)集團(tuán)公司科技委副主任葉奇蓁看來，中國的能源面臨著四個(gè)基本問題:一是供需總量平衡問題；二是能源結(jié)構(gòu)以煤為主，約70%以上的發(fā)電量來源于煤電，容易造成環(huán)境和生態(tài)問題；三是西煤東運(yùn)、北煤南運(yùn)、西電東輸造成能源運(yùn)輸問題；四是由于大量進(jìn)口石油和天然氣，容易引發(fā)能源供應(yīng)安全問題。
重重壓力之下，中國的能源問題如何突圍？在日前由中國科協(xié)舉辦的“科學(xué)家與媒體面對面”活動(dòng)中，葉奇蓁表示，核電是改變當(dāng)前中國能源問題不可替代的方式，具有后發(fā)優(yōu)勢。
據(jù)他分析，之所以核能將成為我國未來可持續(xù)能源體系中的重要支柱之一，其原因在于核電不僅不排放二氧化碳、二氧化硫等污染物，而且是負(fù)荷因子大功率密集型的能源，相對于煤電更具有較強(qiáng)經(jīng)濟(jì)競爭力和替代能力。同時(shí)，核電運(yùn)輸量很少，百萬千萬級的火電站每年運(yùn)輸300萬噸煤，而核電總共只有30噸/年，從而解決了能源的運(yùn)輸問題。此外，相比于風(fēng)電、太陽能等清潔能源，核電在技術(shù)上和發(fā)電效率上較有優(yōu)勢。以風(fēng)電為例，一臺(tái)百萬千瓦核電機(jī)組與平均2兆瓦風(fēng)電機(jī)組相比，核電年利用率為8000小時(shí)，風(fēng)電為2000小時(shí)，相當(dāng)于2000臺(tái)風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。
從事故中反思:核電安全嗎？
面對日益增長的能源需求和生態(tài)壓力，核電的作用不可小覷。但是，安全無疑是懸在人們心頭的“達(dá)摩克利斯之劍”。是否應(yīng)該為了滿足人類短期的發(fā)展需要而將安全置之不理？兩者是否就不能兩全？
據(jù)清華大學(xué)工程物理系副教授俞冀陽介紹，核電廠里均建立并維持著一套有效的防護(hù)措施，保證工作人員、公眾和環(huán)境免遭過度的放射性風(fēng)險(xiǎn)。這其中包含三個(gè)要素:即保證人員安全、不破壞環(huán)境、不對公眾造成放射性損害。在具體指標(biāo)上，主要是考察堆芯熔化的概率。安全底線是如果發(fā)生堆芯熔化事故，也不能對公眾、社會(huì)造成放射性的損害。
回顧和分析上已經(jīng)發(fā)生的三次嚴(yán)重核事故可以對此有更深刻的認(rèn)識(shí)。
1979年3月28日，美國賓夕法尼亞州三哩島核電站發(fā)生一次嚴(yán)重的放射性物質(zhì)泄漏事故。由于機(jī)械故障和人為操作失誤，造成堆芯熔化，大量放射性物質(zhì)堆積在核反應(yīng)堆安全殼內(nèi)，核電站二號(hào)堆嚴(yán)重?fù)p毀，少部分放射性物質(zhì)泄漏到周圍環(huán)境中。這是核能史上次反應(yīng)堆堆芯融毀的事故，但其嚴(yán)重后果主要反映在經(jīng)濟(jì)損失上。由于安全殼發(fā)揮了重要作用，公共安全及周圍居民的健康上并沒有受到嚴(yán)重不良影響。
但這一事故令核工業(yè)界進(jìn)行了深刻反思。如何來保證核電廠的安全？
俞冀陽介紹，業(yè)界主要從以下幾方面進(jìn)行改進(jìn)。首先提設(shè)備的質(zhì)量和可靠性。其次簡化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，引入了非能動(dòng)安全設(shè)計(jì)的理念，讓系統(tǒng)不依賴于關(guān)鍵設(shè)備(如電動(dòng)設(shè)備和應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī))的操作就能實(shí)現(xiàn)安全。這樣也大幅提了核電廠安全設(shè)施的建造成本。同時(shí)，由于在整個(gè)事件中，運(yùn)行人員的操作錯(cuò)誤也占主要原因，業(yè)界加強(qiáng)了對核電站運(yùn)行人員的培訓(xùn)、優(yōu)化控制系統(tǒng)的人性化設(shè)計(jì)，并開始思考從核電機(jī)組操作上減少人為干預(yù)，讓核電廠自己實(shí)現(xiàn)安全。“就像目前采用的AP1000等三代機(jī)組是可以實(shí)現(xiàn)72小時(shí)無需操縱員干預(yù)的，它自己會(huì)保護(hù)自己，給予充分的思考和響應(yīng)的時(shí)間，提了核電系統(tǒng)本身的安全性。”
如果說三哩島事故公眾還較為陌生，切爾諾貝利事故則更為公眾所熟悉。由于反應(yīng)堆發(fā)生了爆炸，大量的放射性物質(zhì)被釋放到環(huán)境中。核輻射塵污染過的云層飄往眾多地區(qū)，包括蘇聯(lián)西部的部分地區(qū)、西歐、東歐、斯堪的納維亞半島、不列顛群島和北美東部部分地區(qū)。此外，烏克蘭、白俄羅斯及俄羅斯境內(nèi)均受到嚴(yán)重的核污染，過30余萬居民被迫撤離。根據(jù)1991年的報(bào)告，造成事故的原因主要在于核電廠存在設(shè)計(jì)缺陷。同時(shí)，操作員為了做試驗(yàn)而人為關(guān)閉了核電廠自身安全保護(hù)系統(tǒng)也是重要原因。
俞冀陽指出，發(fā)生這次事故之后，全球核工業(yè)界開始思考，如何提核電的設(shè)計(jì)安全性，要勇于拋棄一些已經(jīng)掌握的，但是從安全上看是落后的東西。同時(shí)，核工業(yè)界開始意識(shí)到核安全文化教育的重要性，大力開展提核安全文化的教育，樹立“規(guī)定不能做的事情一定不能做、和安全相關(guān)的事情重于泰山、安全要放在位”的理念。
日本福島核電廠事故公眾更是記憶猶新。與前兩次不同，此次事件是由于極端的自然災(zāi)害引起的。反思此次事故，俞冀陽認(rèn)為，首先應(yīng)該加強(qiáng)選址管理。“核電廠不是在什么地方都可以建的。當(dāng)然，在廠址條件不好的地方，也不是完全不能建，應(yīng)提設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。例如，福島核電廠如果把防海嘯能力設(shè)計(jì)成20米，而不是5米，這樣的事故就可能不會(huì)發(fā)生。”其次，要加強(qiáng)核事故場外應(yīng)急能力。“一開始大家沒有意識(shí)到核電廠發(fā)生事故后，核電廠本身也是受害者。在人員撤離后，核電廠也需要場外救援，例如應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)的救援。目前，我們國家已經(jīng)及時(shí)建立了應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)儲(chǔ)備庫，萬一發(fā)生這樣的事故，要在三個(gè)小時(shí)之內(nèi)把應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)調(diào)到核電廠。”
同時(shí)，針對核事故發(fā)生后引發(fā)公眾恐慌的問題，俞冀陽認(rèn)為未來應(yīng)加強(qiáng)信息的發(fā)布，加強(qiáng)信息的溝通，將完整的信息，毫無保留、全部釋放給公眾，讓公眾做出有準(zhǔn)備的選擇。
幾次核事故對核電的發(fā)展都造成了一定的影響。但據(jù)國防科技工業(yè)電離輻射一級劑量站副站長肖雪夫介紹，根據(jù)新聯(lián)合國的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，國際上現(xiàn)在仍然在運(yùn)行著437座核電機(jī)組(之前是440座)。在發(fā)達(dá)國家，核電在能源結(jié)構(gòu)中仍占據(jù)相當(dāng)大的比重。例如，法國核電占全國總發(fā)電量的約八成，德國核電占全國總發(fā)電量的約1/3。就我國而言，截至2012年底，我國已建成投入運(yùn)行的核電機(jī)組16座，核電發(fā)電量980億千瓦時(shí)，約占全國發(fā)電總量的2%。
核事故是否會(huì)在中國發(fā)生？
根據(jù)國際原子能機(jī)構(gòu)對核事故的分級標(biāo)準(zhǔn)，核事件和核事故結(jié)合在一起分成7級。0級為正常運(yùn)行，沒有任何問題。一級稱為事件，即運(yùn)行的某些參數(shù)過了主管部門規(guī)定的要求。例如有些排放物處理得不夠好，可以通過儲(chǔ)存或者清洗等方式處理，馬上糾正。二級指對環(huán)境沒有任何影響，但可能有某些設(shè)備故障，造成潛在的影響。四級以上被稱作事故。如三哩島事故為五級事故。對環(huán)境沒有很大影響，劑量在允許水平內(nèi)，沒有人員疏散問題。福島事故開始被定為五級，后來發(fā)現(xiàn)排放相當(dāng)大，確定為七級。
就我國而言，據(jù)葉奇蓁介紹，我國還沒有發(fā)生過國際核事件分級二級及二級以上的運(yùn)行事件，核電站排出物低于國家標(biāo)準(zhǔn)限值2個(gè)量級以上，沒有對環(huán)境帶來任何不良影響，全部核電機(jī)組運(yùn)行水平均在國際中上水平。福島核事故之后，我們還吸取了國際經(jīng)驗(yàn)，利用了當(dāng)前的科技水平，采取了一系列改進(jìn)措施。
在他看來，這個(gè)結(jié)果的取得是源于我國核電的后發(fā)優(yōu)勢。
“我國核電多半建立在上世紀(jì)90年代以后，可以充分利用國際上建設(shè)和運(yùn)行核電的經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)成熟，工程建設(shè)質(zhì)量水平比較，安全水平優(yōu)于現(xiàn)役國際同類核電站。目前我國已運(yùn)行的核電站基本是二代改進(jìn)型。同時(shí)，我國正在開發(fā)自主的三代核電，是上首批建設(shè)三代核電的國家。”
從核電廠發(fā)生事故的角度來看，俞冀陽認(rèn)為也概率較小。“其實(shí)任何事情都是有風(fēng)險(xiǎn)的，重要的是我們要接受教訓(xùn)，吸取經(jīng)驗(yàn)，避免錯(cuò)誤再次發(fā)生。經(jīng)過50多年的發(fā)展，實(shí)踐證明了核能是一種經(jīng)濟(jì)的、安全的能源，并且是一種沒有溫室氣體釋放的綠色能源。雖然有三次事故的陰影，但我們還是可以把這個(gè)結(jié)論放在桌面上討論的，核電是安全的。”
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