日本地震使得多個核電站關(guān)閉,暴露出了核電集中供電的弊端——一旦發(fā)生大災難,將導致電力癱瘓。
近日,日本發(fā)生里氏9級大地震,失蹤死難人數(shù)上萬,特別是日本福島核電站的幾個機組相繼發(fā)生爆炸,據(jù)報道其部分堆芯已經(jīng)發(fā)生溶毀,周邊地區(qū)核輻射量不斷增大。福島核電站的一舉一動牽動著世人的心,核電的安全性又成為人們爭辯的話題。
核電具有排放低、經(jīng)濟性高、與現(xiàn)行電網(wǎng)兼容性強等優(yōu)點,備受世人青睞。自蘇聯(lián)1954年建設了全球首座核電站以來,核電開始作為新的能源系統(tǒng)為人類提供電力能源,得到蓬勃發(fā)展。特別是20世紀70年代爆發(fā)石油危機以來,核電更是得到大規(guī)模的發(fā)展。
目前核電已提供了全球發(fā)電總量的16%,在很多國家,核電占據(jù)了相當重要的地位。有16個國家的核發(fā)電量占國內(nèi)總發(fā)電量的25%以上,其中法國、立陶宛、比利時等國家的核電占比超過50%,法國甚至達到80%。而日本、德國和美國的核電也分別占據(jù)本國電力供應的33%、30%和20%。核電已成為繼火電和水電之后,人類主要的電力來源。如今,亞洲和東歐的一些國家也正加速發(fā)展核能產(chǎn)業(yè),如我國明確提出將大力發(fā)展核電,計劃到2020年使核電裝機量達到40GW;印度規(guī)劃到2020年,核發(fā)電量要占全印度總發(fā)電量的5%~7%;東歐地區(qū)的部分國家也紛紛宣布將修建核電站,如波蘭、捷克、羅馬尼亞等多個國家目前都在考慮或者已經(jīng)啟動了修建核電站的計劃。
但核電在帶來清潔能源的同時,也存在一些負面因素。核電站的潛在威脅主要在于其核廢棄物的放射性,如發(fā)電過程中產(chǎn)生的廢液和廢棄物屬于中低放射性物質(zhì),其處理方法主要是將其密封好,然后掩埋到地下10~20米的壕溝中。而從核電站反應堆芯中換出來的燃燒后的堆芯則屬于高放射性物質(zhì),由于含有高放射性元素,其半衰期長達數(shù)萬年到10萬年不等,因此掩埋時需確保其地質(zhì)條件能夠保障處置庫至少能在10萬年內(nèi)安全。從技術(shù)層面來看,核電的安全系數(shù)非常高,但我們也應該看到,核電站事故發(fā)生是小概率事件不等于不會發(fā)生,而一旦發(fā)生,這種危害將會是毀滅性的。人為因素、自然災害等將使之成為可能,如這次日本爆發(fā)的里氏9級地震所造成的多座核機組爆炸事件。蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站的核泄漏至今仍令人心有余悸,核泄漏的嚴重性、持久性威脅,將危及人類幾千年文明。
核電令人喜悲交加,一方面核電作為清潔能源,在取代化石能源以緩解氣候危機方面將扮演著重要的角色;而另一方面核能所帶來的負面作用,切爾諾貝利所帶來的災難成為人們永遠擺脫不掉的陰霾。在生存環(huán)境和生活質(zhì)量面前,歷史的天平似乎更多的是選擇了后者,德國綠色和平組織自20世紀80年代以來一直致力于反對核電的發(fā)展,迫使政府作出承諾,將于2020年關(guān)閉所有的核電站。美國1979年發(fā)生了三里島核泄漏事件,雖然該次事件沒有人員傷亡,但自此核電在美國也進入了冰凍期;瑞典也由于遭受蘇聯(lián)切爾諾貝利電站的影響,于20世紀80年代舉行全民公投,準備于2010年陸續(xù)關(guān)閉所有核電站。除此之外,在主要的工業(yè)化國家,核電發(fā)展均受到不同程度的阻礙,也使得近些年來,核電在西歐和北美國家的發(fā)展停滯甚至衰退。這里面存在生產(chǎn)力過剩和經(jīng)濟衰退的原因,有核廢料處理的難題,也有核電廠事故造成核泄露引發(fā)民眾不滿的因素等。
可是,摒棄核電,我們又有什么清潔能源可以選擇呢?或許我們需要將目光轉(zhuǎn)向太陽能發(fā)電,太陽能以其儲量的“無限性”、存在的普遍性、開發(fā)利用的清潔性和安全性等優(yōu)勢,已經(jīng)成為解決能源短缺、環(huán)境污染和溫室效應等問題的有效途徑,是人類社會理想的替代能源。近些年來,隨著光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)的進步和產(chǎn)業(yè)化程度的提高,其發(fā)電成本不斷逼近平價上網(wǎng)水平。光伏發(fā)電已在德國、意大利、美國等歐美發(fā)達國家得到大規(guī)模應用,有待在電力供應系統(tǒng)中占據(jù)更大的份額。在此次日本大地震之后,瑞士、韓國、意大利等多個國家紛紛表示將重審各自的核電站計劃,相信太陽能發(fā)電將會受到更多的關(guān)注與支持。
此次地震使得日本多個核電站關(guān)閉,導致日本東北部地區(qū)大面積缺電,部分地區(qū)電力供應已經(jīng)停止,這給救援、災民的生活保障、災后重建等帶來一系列問題。這也暴露出了核電集中供電的弊端——一旦發(fā)生大災難,將導致電力癱瘓。而光伏發(fā)電剛好相反,由于光伏發(fā)電具有分布式發(fā)電的特點,可以安裝在居民的屋頂?shù)认到y(tǒng)上,自發(fā)自用,即使發(fā)生災難,只要屋頂墻壁不倒,且有陽光,電池板就能夠提供我們所需的電力。在大電網(wǎng)發(fā)生事故時,分布式發(fā)電將發(fā)揮它應有的作用。因此在此次日本地震之后,人們將會更加注重光伏分布式發(fā)電,它在未來光伏市場將會得到更多的發(fā)展機遇。
此次大地震導致福島核電站部分機組發(fā)生核泄漏以及化學爆炸,在經(jīng)過注水冷卻處理后,核電站已經(jīng)報廢。面對核電停機導致的上千萬千瓦的電力缺口,日本在災后重建過程中,需重點考慮解決電力供應問題??紤]到傳統(tǒng)電源建設周期在2~3年,核電站建設周期更是長達5~8 年,且在此次核泄漏后,日本對于建設核電站也將更加謹慎。因此,選擇建設周期更短的清潔能源電站以及滿足短期停電需求的備用電源,將可能成為日本解決目前能源危機的選擇。在可能的替代能源中,水電和風電對選址均有一定的要求,而光伏電站建設靈活性高,建設周期短,只需6個月甚至更短時間,且日本作為全球重要的光伏組件生產(chǎn)和系統(tǒng)安裝國,具備快速啟動光伏市場的條件。因此,光伏裝機將會在日本得到進一步的發(fā)展,全球光伏市場也有可能在日本市場的帶動下,水漲船高。
但是我們也必須認識到,光伏發(fā)電目前也存在一些難題需要突破,如發(fā)電的間斷性和微弱性、發(fā)電的經(jīng)濟性,以及與現(xiàn)行電網(wǎng)的兼容性等問題,其替代核電成為主力能源尚需時日,這也就需要光伏產(chǎn)業(yè)的同行們,持續(xù)增強技術(shù)投入,以提高轉(zhuǎn)換效率、降低生產(chǎn)成本、增強發(fā)電的穩(wěn)定性等,不斷提高可再生能源發(fā)電在替代上的可行性。同時除了發(fā)電的清潔性之外,還需要確保光伏發(fā)電使用的安全性和可靠性,不能以損害子孫后代的生存環(huán)境作為代價,對于發(fā)電所需的材料,應盡量使用無毒、無污染物質(zhì),以實現(xiàn)如施正榮所說的“能源的可再生、材料的可再生”。
在大自然面前,人類總是顯得那么脆弱,我們只有順應自然的發(fā)展,盡可能多地利用自然賜予我們的太陽能資源,才能讓陽光更好地普照大地。在經(jīng)歷了此次大地震之后,相信人們對太陽能資源的利用將會更加迫切。
作者系中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院光伏產(chǎn)業(yè)研究所 高宏玲所長、王世江博士
責任編輯: 中國能源網(wǎng)