27年前的4月26日,烏克蘭切爾諾貝利核事故讓世界為之震驚,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,全世界核電發(fā)電機(jī)仍然保持在437個(gè),表明世界對(duì)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(guó)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(guó)工程院院士、中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司科技委副主任葉奇蓁看來,中國(guó)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(guó)的能源問題如何突圍?在日前由中國(guó)科協(xié)舉辦的“科學(xué)家與媒體面對(duì)面”活動(dòng)中,葉奇蓁表示,核電是改變當(dāng)前中國(guó)能源問題不可替代的方式,具有后發(fā)優(yōu)勢(shì)。
據(jù)他分析,之所以核能將成為我國(guó)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,而且是高負(fù)荷因子大功率密集型的能源,相對(duì)于煤電更具有較強(qiáng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力和替代能力。同時(shí),核電運(yùn)輸量很少,百萬千萬級(jí)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(shì)。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(duì)日益增長(zhǎng)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??jī)烧呤欠窬筒荒軆扇?/p>
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(duì)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(duì)公眾、社會(huì)造成放射性的損害。
回顧和分析世界上已經(jīng)發(fā)生的三次嚴(yán)重核事故可以對(duì)此有更深刻的認(rèn)識(shí)。
1979年3月28日,美國(guó)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。這是核能史上第一次反應(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)。首先提高設(shè)備的質(zhì)量和可靠性。其次簡(jiǎn)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。這樣也大幅提高了核電廠安全設(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(duì)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,提高了核電系統(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,超過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,如何提高核電的設(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,大力開展提高核安全文化的教育,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、安全要放在第一位”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)提高設(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(chǎng)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(chǎng)外救援,例如應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)的救援。目前,我們國(guó)家已經(jīng)及時(shí)建立了應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)儲(chǔ)備庫(kù),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(duì)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(duì)世界核電的發(fā)展都造成了一定的影響。但據(jù)國(guó)防科技工業(yè)電離輻射一級(jí)劑量站副站長(zhǎng)肖雪夫介紹,根據(jù)最新聯(lián)合國(guó)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),國(guó)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(guó)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(guó)核電占全國(guó)總發(fā)電量的約八成,德國(guó)核電占全國(guó)總發(fā)電量的約1/3。就我國(guó)而言,截至2012年底,我國(guó)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(guó)發(fā)電總量的2%。
核事故是否會(huì)在中國(guó)發(fā)生?
根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)對(duì)核事故的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),核事件和核事故結(jié)合在一起分成7級(jí)。0級(jí)為正常運(yùn)行,沒有任何問題。一級(jí)稱為事件,即運(yùn)行的某些參數(shù)超過了主管部門規(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(jí)指對(duì)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(jí)以上被稱作事故。如三哩島事故為五級(jí)事故。對(duì)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(jí),后來發(fā)現(xiàn)排放相當(dāng)大,確定為七級(jí)。
就我國(guó)而言,據(jù)葉奇蓁介紹,我國(guó)還沒有發(fā)生過國(guó)際核事件分級(jí)二級(jí)及二級(jí)以上的運(yùn)行事件,核電站排出物低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值2個(gè)量級(jí)以上,沒有對(duì)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(guó)際中上水平。福島核事故之后,我們還吸取了國(guó)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(guó)核電的后發(fā)優(yōu)勢(shì)。
“我國(guó)核電多半建立在上世紀(jì)90年代以后,可以充分利用國(guó)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)量水平比較高,安全水平優(yōu)于現(xiàn)役國(guó)際同類核電站。目前我國(guó)已運(yùn)行的核電站基本是二代改進(jìn)型。同時(shí),我國(guó)正在開發(fā)自主的三代核電,是世界上首批建設(shè)三代核電的國(guó)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。”
責(zé)任編輯: 江曉蓓