http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2011-03-21
福岛核电站"硬伤"逐一显露 安全设计被质疑
福岛第一核电站六机组情况 CFP供图
一般而言,核电站用以防止核泄漏的屏障有三层,由内到外依次为:燃料棒包壳、反应堆压力容器和安全壳。地震发生后,日本福岛第一核电站各机组的冷却系统陆续失效。自12日以来,1到4号机组接连发生爆炸、起火事故,部分机组甚至有安全壳破损可能。
面对地震和海啸引发的强力冲击,福岛核电站的“硬伤”开始逐一显露。除设备老化、抗震不达标、选址不科学等因素外,人们的质疑更多地集中在其安全设计方面。
缺陷1
采用陈旧技术 紧急时冷却只能靠备用电源
日本福岛核电站为沸水堆,属于第二代核电技术。地震发生后,反应堆立即停止链式反应(这意味着核爆炸不可能发生),但由于外部电力被摧毁,只能启用备用电源对核心实施冷却。许多业内人士将此归结为此次事故不断升级的原因。
国家核电技术公司上海核工程设计研究院院长郑明光向媒体介绍,日本受影响核电站采用的是二代核电技术,最大问题就在于遇紧急情况停堆后,须启用备用电源带动冷却水循环散热。而中国在建核电站采用“非能动”安全系统的第三代核电技术,不存在启用备用电源带动冷却水循环散热的问题。
所谓第三代技术,是指美国西屋公司开发的A P1000核电技术以及法国阿海珐公司开发的EPR核电技术。所谓“非能动”安全系统,是指在反应堆上方顶着多个千吨级水箱;一旦遭遇紧急情况,不需要交流电源和应急发电机,仅利用地球引力、物质重力等就可驱动核电厂的安全系统,巧妙地冷却反应堆堆芯,带走堆芯余热,并对安全壳外部实施喷淋,从而恢复核电站的安全状态。
法国核电巨头、阿海珐集团总裁安妮·洛韦容近日表示,这种反应堆安全设计吸取了以往经验教训,即使反应堆堆芯熔化,放射性物质也不会进入土壤或空气,而是将被收集到一个巨大的“炉灰箱”内。后者可承受1500℃高温。
法国核安全局副主任奥利维耶·古普塔宣称,日本福岛第一核电站设计时未考虑堆芯熔化风险。他说,直到1979年3月美国三里岛核电站发生事故、致使反应堆堆芯部分熔化坍塌后,人们才意识到这一问题并加以改进。
不过,第三代技术也不能完全令人高枕无忧。2010年10月22日,英国、法国、芬兰的核安全局在各自进行评估后,罕见地发表联合声明,指出阿海珐最初提交的EPR设计不符合独立性原则,其控制系统与安全系统有高度的复杂串联,可能同时失灵。
缺陷2
采用争议方案 安全壳“有90%可能会爆裂”
当冷却系统完全失效时,安全壳可在一段时间内防止周围环境因燃料棒熔化而受到核污染。安全壳通常是一个内衬钢板的混凝土容器,顶部呈半球形,内径约40m,壁厚约1m,高约60~70m,强度按抗震I类设计。
美国《纽约时报》近日称,福岛第一核电站反应堆采用了通用电气公司20世纪60年代研发的“马克1型”核反应堆技术,其安全壳有严重设计缺陷:如果冷却系统无法正常工作,导致燃料棒温度过高,将可能导致安全壳爆裂,释放出危险的放射性物质。目前,福岛第一核电站有一个“马克1型”反应堆的安全壳已受损,其余反应堆安全壳的情况也很严峻。
报道称,加压水型反应堆中冷却系统被密封在一个由钢和水泥制成、四壁厚实、形如墓冢的建筑物中。世界上大部分核反应堆都属于这种类型。但福岛第一核电站使用的这种安全壳和压力抑制系统却不是很坚固。很久以来,人们一直认为它在紧急情况下比一些具有竞争力的设计产品更容易失效。
报道指出,通用电气公司称“马克1型”沸水堆成本更低、更易建造,部分原因是这种反应堆采用了体积相对较小、造价相对低廉的防泄漏系统(下称小壳设计)。在美国,遍布16个地区的23个核反应堆都应用了“马克1型”设计。
报道还称,早在1972年,时任原子能委员会安全官的斯蒂芬·H·哈诺尔就建议停止使用“马克1型”系统,因为它存在令人无法接受的安全风险。所有担忧中,小壳设计被提及。因为小壳结构被怀疑更易造成氢气聚集发生爆炸。这种情形,目前可能已在福岛第一核电站发生。
担任核管理委员会主席的约瑟夫·亨德里当年表示,出台禁令停用这种系统的想法很具吸引力,但是,这种技术已为核工业部门和监管部门的官员广泛接受,“实施禁用政策,有可能会终结核能的使用”。
20世纪80年代中期,越来越多人对这种设计提出质疑。当时,核管理委员会官员哈罗德·登顿指出,一旦核燃料棒在事故中因温度过高而熔化,“马克1型”反应堆有90%的可能会发生爆裂。
20世纪80年末,通用公司内部泄漏的一份1975年的文件暗示,其容器设计要么测试有缺陷,要么无法确保反应堆安全,为此,一些公共设施及核电站经营者扬言要起诉通用电气。
自从最初的担忧提出来之后,“马克1号”反应堆经历了各种各样的修改。20世纪80年代末,美国所有马克1号反应堆也都加装排气系统以帮助在过热情况下降压。
目前尚不清楚是什么变动导致日本沸水反应堆失灵。不过通用电气日立首席核工程师Jam es K lapproth说,有通风系统被放置在福岛核电站的反应堆内,以帮助缓解压力。
知多D
沸水堆与压水堆原理对比
沸水堆的热交换一般只有一个回路。冷却剂水从堆芯下部流进,沿堆芯上升,被燃料棒加热,变成蒸汽和水的混合物,经汽水分离器和蒸汽干燥器分离出蒸汽,推动汽轮发电。蒸汽在汽轮机处冷凝成水,由泵送回堆芯内,完成循环。
无法提供电力时泵失效,堆芯内水得不到补充,水位降低。于是,燃料棒裸露,失去水的保护,温度骤然升高。因此,只能不断往堆内注水,但会导致堆内压力升高。为防止超压爆裂,需手动开闸放气。在此过程中,氢气、水蒸气及部分放射性产物释放到压力容器外的厂房中。此时,氢气发生爆炸,厂房被掀,放射性产物随之扩散。
压水堆的热交换则有两个回路。堆芯处于一回路,在主泵带动下,冷却剂水从堆芯下部流入,带走燃料棒热量,从堆芯上部流出,再进入蒸汽发生器,通过U形管对二回路传热。
一回路用稳压器控制回路的压力,保证水在该回路中不出现沸腾,始终保持液态。二回路中水被U形管加热成高温高压蒸汽,送入汽轮机发电,冷凝水重新送回蒸汽发生器中。
如果一回路没有出现破口,因为不存在蒸发沸腾,根本就不会失水。就算主泵停转,由于两个回路的温度差,可实现自然循环,带走堆芯热量。抢救时可用应急水泵喷淋蒸汽发生器,并调节稳压器压力,依靠温差实现的自然循环,慢慢让堆芯降温。
其他缺陷
设备超期服役、老化
日本很多核电设备“超期服役”,使用寿命接近或超过25至30年的最长年限。据日本媒体报道,今年2月东京电力公司完成对福岛第一核电站1号机组的分析报告,称机组已服役40年,出现一系列老化迹象,包括反应堆压力容器的中性子脆化、热交换区气体废弃物处理系统出现腐蚀等。
选址未考虑海啸
日本是地震发生频率最高的国家之一,却拥有多达55座核电站,其中70%以上位于地震高危区域。《日本经济新闻》称:“以往我们重视通过考察地层结构等来制定防震对策,而海啸可能正是被我们疏忽的一个陷阱。”
参考:新华社 纽约时报 科学松鼠会等
翻译:南都记者 许方健 实习生 朱泽
整理:陈实
[南方都市报]
福岛核事故,你需要了解什么
本报记者 张梦然 综合外电
沸水反应堆原理图:① 反应堆压力容器(RPV) ②核燃料元件 ③控制棒 ④循环泵 ⑤发动机控制杆 ⑥蒸汽 ⑦给水 ⑧高压涡轮(HPT) ⑨低压涡轮 ⑩发电机 (11)励磁机 (12)冷凝器 (13)冷却液 (14)预热器 (15)给水泵 (16)冷水泵 (17)混凝土外壳 (18)电源连接
爆炸、辐射、燃料棒熔毁、疏散……几天来,种种可怕术语弥散在人们周遭,而我们正接受的或早前留存于脑海中的概念,可能含有大量的关于物理和自然规律的误读。“一篇来自CNN(美国有线新闻网)的3页长的报道,每一个段都至少要出一个错。”让人一度怀疑是不是地震后的通讯不畅导致与日本方面沟通出现问题。
据美国《大众科学》在线版3月15日文章介绍,在你持续关注日本这场事故时,有一些是应该掌握的原理性讯息,可以帮助更好地理解事件实际情形。
福岛核电站反应堆如何工作?
核反应堆,被定义为装配了核燃料,能实现大规模可控制裂变链式反应的装置。概念上它可以有900多种设计,但现实中非常有限。在日本,核裂变反应堆也有几种不同款,现仅讨论本次出事故的福岛核电站。
福岛核电站的6个独立反应堆机组中,第4、第5、第6号机组在地震时位关闭维修,逃过了随后的海啸(对核电站而言海啸才是最致命的)。而第1、第2、第3号机组都是沸水反应堆,由通用电气在上世纪70年代早期到中期时间制造,是世界上第二大常见堆型。
沸水堆载有上千个长度12英尺的、薄薄的、吸管般的物件,捆绑在一起置于反应器的核心。这就是人们口中的“燃料棒”。但其实它是燃料的锆锡合金外壳,它们里面封存着实际的燃料——氧化铀陶瓷小球(图中②号所示)。
在所谓的“核裂变链式反应”发生时,就像一个蒸汽压力锅:管子会被加热到极高温,一方面使燃料安全,另一方面也从中提取可用能源。棒体应埋没在软化水中,水又被保护在更大的一个压力安全壳中,后者使水沸点约为288摄氏度。极热的燃料棒让水转化为蒸汽,高压蒸汽推动涡轮发电机,产生电力——这就是整个复杂布置的诉求。
福岛反应堆安不安全?
大量的热、可观的废弃放射性材料是反应堆在生产过程中必须面对的。工程师为其设置了一重重安全屏障——冷却水包围着燃料棒,钢制反应堆压力容器(图中①号所示)又封住冷却水,最后整个反应堆容器又是包裹在一个巨大的钢筋混凝土外壳里,其目的是防止任何放射性气体的逃逸。
裂变设施中有典型的控制棒(图中③号所示)系统,基本构造是用来控制住裂变的速度,但在目前面临的情况中它们没多大用处了。在福岛反应堆,控制棒被用来关闭裂变反应,这么做十分正确,只是现已耗尽所用。
然而,《大众科学》文章指出,在福岛核电站仍存在一些漏洞,包括机械上的和化工上的,正是这些瑕疵之处,被本次的地震和海啸加以利用。
福岛有没有“关闭阀”?
它当然有。但它却不像拔掉家用电器插销那么简洁有效。这主要源于裂变内部固有的化学反应,使人们不得不严加防范其活跃程度。
在地震攻击到这座电站的时候,裂变过程自动停止,通常只留下冷却系统,因而无论是主要发动机还是备用发电机,仍然需要保持运作来维系它。但是海啸却进一步摧毁了已精疲力尽的电厂,主冷却系统被彻底攻陷,而一个浪头打来还把备用系统的柴油发电机组搞瘫了。
即使在该电厂已被关闭、裂变已经停止时,冷却仍然是非常重要的安全屏障,否则确实仍存在“崩溃”的危险。因为,燃料棒在失去能力后仍然是热的,而裂变过程中各种各样的“副产品”——如放射性的碘和铯,会产生所谓的“衰变热”。对于这种裂变产物和中子俘获产物的放射性衰变所产生的热量,一句话概括之,余热驱散的非常缓慢。
这就是事发后东京电力公司每天需要注入数千加仑海水的原因——核心必须给予连续降温,直到冷却系统重新联机。但这也未尝不是一个“最后的努力”,因为海盐不可避免的会腐蚀机械。
对于人们的最终顾虑——反应堆会“崩溃”,《大众科学》指出,这甚至不是一个有明确界定的词汇,对于正在发生的事件,更无法作为判断性指标。所谓“完全崩溃”或“部分崩溃”的结论,无益于事。
沸水反应堆原理图:① 反应堆压力容器(RPV) ②核燃料元件 ③控制棒 ④循环泵 ⑤发动机控制杆 ⑥蒸汽 ⑦给水 ⑧高压涡轮(HPT) ⑨低压涡轮 ⑩发电机 励磁机 冷凝器 冷却液 预热器 给水泵 冷水泵 混凝土外壳 电源连接
(科技日报)
[科技日报]
福岛核电站最坏的可能:切尔诺贝利式封堆
被喻为石棺的切尔诺贝利核电站。CFP图片
核燃料棒熔毁过程。 CFP图片
3月16日上午10点左右,福岛第一核电站三号机组升起白烟;四号机组核反应堆所在的建筑附近出现火焰,30分钟后熄灭。同时,第一核电站五号和六号机组也发生了与四号机组一样核燃料棒温度不断上升的情况。
同时,一些更加糟糕的消息从日本政府处传出。日本内阁官房长官枝野幸男在当日上午召开的记者会上称,三号机组的安全壳可能已破损。而东京电力公司管理人员在回答四号机组乏燃料棒是否会重新进入临界状态时表示:“这种可能性不是零。”
核燃料由里到外受到三层保护
根据中国国家原子能机构网站等权威机构公布的资料,氢气爆炸不等于核燃料泄漏。核燃料从里到外分别由金属外壳、压力容器和安全壳保护,其中金属外壳由锆合金或不锈钢等制成,它将具有放射性的核燃料与外界隔绝。
首先来分析“安全壳破损”。如果反应堆内部装载核燃料的压力容器完好无损,那么即使安全壳出现部分破损,也不至于出现大量核物质泄漏的结果。但如果像二号机组近日发生的压力控制池破损现象,那么情况就会危险一些。
一方面,二号机组如果仅是压力容器出现些许破损或者细缝,可能会导致少量带有核元素的气体进入安全壳内。但目前的情况是,和安全壳有管道相通的压力控制池也出现了破损,那么这些本来局限在安全壳内的含辐射气体就会通过破损的压力控制池进入大气。
进一步说,如果出现持续高温,包裹在燃料棒外面的一层金融外壳将首先熔化,继而可能出现的情况就是,压力容器底部的核燃料最终熔穿压力容器,掉进安全壳,那么更大量的核物质将通过安全壳的破口进入大气。程度再严重一层的情况则是所谓的堆芯爆炸。这样的爆炸有可能炸开整个压力容器和安全壳,导致大量的核辐射物质外泄。
极端情况下50公里已足以避难
以上可能出现的这些情况,其严重程度主要视压力容器和安全壳的破损程度,即使是其中最严重的堆芯爆炸,也仍然局限在氢气爆炸的范围之内。但“不是完全没有可能的”临界反应,又是怎么回事?
四号机组乏燃料池可能发生的临界反应,正是目前面临的最坏结果。燃料池中,存放着大量已经用过的废弃核燃料棒。这些燃料棒仍有余热且极具放射性,通常需要全部浸没在水中进行冷却,但目前核电站的冷却系统已经损坏。更关键的是,乏燃料池没有其他反应堆那样的钢铁混凝土安全壳,一旦发生燃料棒熔毁,放射物质将直接进入大气。
令人担忧的局面就是:在得不到及时降温,又没有可以控制链式反应的控制棒等极端情况下,乏燃料池中聚集的废弃燃料棒在高温下表层熔化,这些被熔化的核金属在高温中熔融在一块,就有可能达到临界,发生链式反应。
虽然这种临界反应和所谓的核爆性质一致,但就目前福岛核电站中核燃料浓度(2%到4%浓缩铀)而言,其量级绝不能和能量呈指数级增长的核爆同日而语。而且,这已经是可能性非常小的最坏情况。换句话说,即使最坏的情况发生,核反应堆内的核燃料棒熔毁爆炸,它也不会变成核弹,因为核电站使用的核燃料浓度非常低,其有效成分铀-235含量约为3%,而核弹中铀-235含量高达90%,这么低的含量不足以引发核弹那样的剧烈爆炸。
而根据英国政府首席科学顾问JohnBeddinG T on爵士的判断,在一个反应堆堆芯熔毁并发生爆炸的情况下,50公里的避难距离也完全足以保障人体健康。
业内广为关注的封堆是否会成为日本政府的最后一招?这个用大量混凝土把整个反应堆都封闭起来形成石棺的方式是否可行?
环境保护部核与辐射安全中心研究员柴国旱进一步指出,从目前情况看,此次福岛核电站核泄漏事件绝对不会发展成切尔诺贝利那样的严重事件。切尔诺贝利事件是整个反应堆堆芯碎裂造成大量核物质外泄,而福岛核电站在地震发生时就已经停堆。(宋冰)
封堆
指核电站泄漏后,将整个反应堆用混凝土封闭起来形成石棺,防止辐射。因为核电站泄漏出的放射性物质具有很长的半衰期,如果任由其泄漏扩散,会严重影响环境和人类的生活。当几百年后,所有的放射性物质全部衰变后,经过测量无放射性时,再将其拆除。
[南方都市报]
机器人没用于福岛核电站 日本保留时代性错误
南都讯 英国《每日电讯报》表示,日本可能是世界机器人的研究中心,机器人既被用于跑马拉松,还可以主持婚礼,但迄今为止它们还没有被装备在任何机器上,用于维修已陷入危机的福岛核电站。
该报分析认为,虽然机器人在核能工业上应用普遍,像欧盟工程师已组装了一个能攀越辐射区围墙的机器人,但福岛核电站运营方东京电力公司迄今还没有动用任何机器人来挽救危局。相反,艰难甚至是可能致命的冷却反应堆和乏燃料池的任务却被交给了人力团队,他们只有在辐射超标时才会暂停作业。
日本科技部门一位官员指出,一个机器人已被用于探测福岛核电站事故发生地的辐射水平,但是日本核安全机构官员英彦西山表示:“我们没有收到任何有关机器人被使用的报告。”
使用机器人来应对福岛核电站本周四早晨的局势可能更适合,当时监控辐射水平的工人被迫撤退,原因是核电站反应堆已变得过热且辐射过高。
虽然日本以自己的尖端科技而知名,但日本社会中也保留着一个时代性错误,这里的许多工作依然依靠人力,而在世界其他的许多地方这些工作都已交给自动化的机器。
专家评估核危机风险
形势十分严峻,但我的预测是他们会重新控制住局势。
———华盛顿核能研究所所长费泰尔
这次灾难彰显了技术的局限性,它是可以预防的。
———华盛顿国际和战略研究中心核电分析师思科索尼
即便发生最糟糕的情况,(俄罗斯)远东地区也不会受到大量核辐射。
———俄罗斯原子能安全发展研究所所长波尔沙夫
那里会出来一些放射性元素,但……对大多数人来说,它们不会达到我们认为危险的水平。
———美国最大核电站、亚利桑那州PaloVerde核能发电厂前医疗主任巴克林
反应堆厂房不是为防止这种核辐射而设计的。
———美国忧思科学家联盟核安全专家洛克博姆
[南方都市报]
美国评估福岛核事故灾情 比日本官方说法严重
南都讯 据环球时报报道,尽管美国总统奥巴马向日本表示美国将为日本提供持续援助,并希望尽力稳定二者的同盟关系,但二者关系很可能会因此次核危机影响而变得紧张。美国核管理委员会(NRC)主委亚兹柯16日在国会听证会表示,日本福岛核电厂4号反应堆废燃料棒储存池的水已经干涸,灾情比日本官方说法严重,而美方建议福岛核电厂附近美侨撤离范围比日方宣布范围广,美、日双方对灾情的评估落差甚大。
美国将在日本部署地面监测装置
美国总统奥巴马16日致电日本首相菅直人,讨论日本地震救援工作以及福岛核危机,并表示美国将为日本提供持续支持。
美国将在日本部署地面装置,帮助其监测到达地面的核辐射水平。美国能源部长朱棣文16日在国会举行的一个听证会上说,这批装置 在美国已运往
日本的7.8吨装备之中,此外,能源部还向日本提供了监测大气中核辐射水平的装置,美国能源部还向日本派遣了39名专家,帮助日本监控、评估发生泄漏事故的核电站形势。
美国安防措施比日本更严格
在16日晚间美国采取敦促在日美国人撤离措施前,奥巴马也因“急于捍卫美日同盟关系”,决定就美国正在采取的措施告知日本。但报道表示,尽管如此,二者同盟关系很可能还会变得紧张,美国采取了比日本更为严格的安全防护措施,所发布的“严厉警告”也有悖于日本所发布的“较为乐观的”判断。
报道举例说,16日早上,美国政府敦促在日美国人从受损核电站方圆50英里范围内离开,而日本政府则只敦促方圆20英里内无法撤离的居民待在室内。这令人质疑美国对东京风险判断的信心。报道表示,尽管美国官员尽力不指责日本政府,但华盛顿的行动说明,美日在对形势严重程度的判断上存在分歧。
据报道,美国国务院16日晚间发布警告,要求美国国民尽量避免前往日本旅游,在日公民则应考虑尽快离开日本。美国政府为东京、横滨自愿撤离的美国人提供帮助。
“情势发展非常严重”
美国核管理委员会(NRC)主委亚兹柯16日在国会听证会上表示,日本福岛核电厂4号反应堆废燃料棒储存池的水已经干涸,灾情比日本官方说法严重,而美方建议福岛核电厂附近美侨撤离范围比日方宣布范围广,美、日双方对灾情的评估落差甚大。
联合国核监督机构国际原子能机构(IAEA)干事长天野之弥则表示,他准备前往日本,掌握第一手信息。天野之弥认为,日本福岛核电厂的情势发展“非常严重”,但还不是断言“失控”的时候。
亚兹柯在美国众院能源及商业委员会小组听证会表示,除了地震、海啸发生时正在运转的1到3号反应堆,4号反应堆也值得担心。4号反应堆虽停机,但废燃料棒最近才取出,因此温度和辐射强度高于其他反应堆的废燃料棒。他说,4号反应堆废燃料棒储存池没有水,现场辐射读数“非常高”,可能影响抢救人员善后能力,因为现场短期内会有致命的辐射量。
亚兹柯表示,他的信息来自派到东京的NRC人员和专家。亚兹柯说:“我希望我的信息错误。这对日本是可怕的悲剧。”
[南方都市报]
相关报道
核电发展战略突转 中长期规划面临再修编
受日本核电站危机影响,中国的核电发展战略在一夜之间发生突转。
这些转变包括,刚刚在全国两会上获得通过的“十二五”规划中的核能规划部分可能重新修改;不久前刚确定的到2020年全国核电装机达到8600万千瓦的中长期目标,现在可能下调;“积极发展”的方针被“安全第一”所取代。
“核电中长期规划将面临一些调整。”国家发改委能源研究所副所长李俊峰3月17日告诉本报,按照3月16日的国务院常务会议精神,由于在核安全规划批准前暂停审批核电项目,预计一年之内核安全规划难以出台,这一年内的核电新项目无法上马,可能影响“十二五”、“十三五”核能规划目标的实现。
李俊峰告诉记者,中部很多核电站选址可能会被重新考虑。另一位接近决策层的能源领域专家则透露,湖南、重庆、陕西、甘肃等地的核电站选址将被重新评估,因为这些地区过去曾经发生过地震,或者与过去地震所在地比较近。
而核电规划修改后,将可能使得规划的能源结构中火电的比例上升,导致2020年的碳排放目标可能失守。
国家发改委规划司副司长田锦尘在17日的“十二五”规划解读会上指出,下一步对于核能的规划如何调整,将进行研究。
7000万千瓦之辩
在中国核能行业协会专家汪兆富眼中,我国核电发展指导思想的变化轨迹清晰可见——“十一五”之前,是“适度发展”;“十一五”时期变成了“积极发展”、“加快发展”;“十二五”规划的表述改成了“安全高效”,而现在则强调“安全第一”。
“国家要求目前把安全放在第一位,与‘十二五’规划强调的‘安全高效’有了一些变化。如果做不到绝对安全,后续的核电站可以一个都不建。”李俊峰也作此表示。
目前全国已建成运行的核电装机有1080万千瓦,在建的有3097万千瓦,两者相加,是4000万千瓦上下。而4000万千瓦的核电装机,正是“十二五”规划中原定要达到的指标。就是说,如果不发生最近的变化,以目前的在建规模和速度,如期实现“十二五”目标可谓毫无悬念。
这样的势头如果持续,到2020年时将导致更为惊人的局面。
根据2007年通过的国家核电中长期规划,到2020年核电运行装机容量争取达到4000万千瓦。后来,由于“十二五”规划提出2015年核电运行装机容量要达到4000万千瓦,上述中长期规划不得不进行修改。
根据2011年全国能源会议的决定,2020年全国核电运行装机容量要达到8600万千瓦。这一规划目标已经以文件的形式下发到中国核能行业协会等部门。
而事实上,规划赶不上变化。根据国务院研究室有关人士的调研,目前全国已完成核电厂址初步可行性研究,准备新上的核电项目总规模已达到2.26亿千瓦,远远超出到2020年核电装机达到8600万千瓦的目标。
对于这一超速发展的状况,早在日本核电危机发生前,就已有一些专家表示忧虑。
今年1月,国务院研究室专家范必、唐元在《瞭望》杂志上撰文警告说,由于人才、技术和装备跟不上的原因,需要“防止一些地方和企业不顾客观条件,过多、过快开工核电项目”。为此,他们建议,2020年的核电运行装机容量应控制在7000万千瓦以下,加上在建机组,总装机规模应控制在1亿千瓦左右。
目前无法确知两位专家将2020年核电运行装机目标从原定的8600万千瓦调整到7000万千瓦的建议是否被决策层所采纳。国家能源局人士3月17日仅向本报记者证实,由于3月16日国务院常务会议提出的新精神,“核电中长期规划的确将面临一些调整。但是具体怎么调,还要研究。因为时间太紧,暂时还没有具体的数字出来”。
核电放缓引发减排变数
国家核电规划目标可能发生的调整,将引发其他能源指标也将面临连锁式的调整。
由于核电项目建设周期通常长达五六6年,加上在核安全规划出台前停止审核新项目,这可能会对“十二五”、“十三五”核电目标完成造成影响。这部分核电产能押后腾出的能源缺口,必须由火电、水电等其他能源替补。
“未来五年,如果核电放慢一些,水电可能不能完全弥补空缺。”中国水力发电工程学会副秘书长张博庭说。
他的依据是,水电每年投产建成的装机是1500-2000万千瓦,这样到2015年装机可以达到2.7-2.8亿千瓦,到2020年可达到3.8亿千瓦。“十二五”期间等于是每年投产一个三峡电站,“这个速度已经够快了,想再快,也快不到哪里去了。”
世界自然基金会全球气候变化应对计划主任杨富强也持相同看法。他认为,如果核电因为目前审核暂停而放慢步伐,则短期内依靠水电和风电等弥补这部分空缺,有些困难。
而原来规划的2015年、2020年核电装机分别达到4000万千瓦、8600万千瓦,是基于这样一个目标的倒逼,即2020年单位国内生产总值碳排放要比2005年下降40-45%,这样非化石能源占一次能源的比重就要达到15%。
如果核电放慢,水电、风电、太阳能等非化石能源又不足以填补缺口,那么2020年单位GDP碳排放的指标就有失守的危险。
为此,杨富强建议,要保障2020年单位GDP碳排放指标的实现,还有一个办法是进一步提高能源效率,降低能源消费总量。
比如“十二五”目前确定的单位GDP能耗是下降16%,最好再提高1-2个百分点。如果能实现“十二五”时期单位GDP能耗下降18%甚至更高的指标,则总的二氧化碳排放总量会下降,这使得单位GDP碳排放分别完成2020年比2005年下降40%-45%的指标。
“其实‘十二五’把能耗降低的指标定大一些,尽管有难度,但是努力仍是可以完成的。”杨富强说。
[21世纪经济报道]