迎接核電的未來

柴建設　宋培峰　王曉峰

核能相比于火力發電，是非常清潔的能源。中國有足夠的核文化底蘊支撐核工業發展，力爭在核電發展的第二梯隊保持領先位置

近日，有報道稱：“未來10年中國將建60臺核電機組。”這一消息再次引發各界關注與熱議。核安全問題也又一次成為關注焦點。公眾關注的核電批量化建設終于塵埃落定，究竟意味著什么？或許我們可以從核電原理及安全管控層面詮釋這些關注。

核電站又稱核電廠，指用鈾、钚等作核燃料，將其在裂變反應中產生的能量轉變為電能的發電廠。核電廠主要以反應堆的種類進行區分，可分為壓水堆核電廠、沸水堆核電廠、重水堆核電廠、石墨水冷堆核電廠、石墨氣冷堆核電廠、高溫氣冷堆核電廠和快中子增殖堆核電廠等。

安全、高效、低碳、清潔的核電能源

傳統燃煤電廠排放的溫室氣體和酸性氣體，對地球環境造成了很大的破壞。核能相比于火力發電，是非常清潔的能源。

首先，核電在減少溫室氣體這一方面具有無可比擬的優勢。核裂變能量是在核反應堆內用中子轟擊重原子核時釋放的，產物主要是中等元素的原子核以及中子，不產生任何溫室氣體和粉塵。

核聚變能源的和平利用現在還沒有真正實現，但是從聚變反應機理看來，反應只生成惰性氣體氦和中子射線，比裂變反應更加清潔。無論是核聚變還是核裂變，生成物都沒有二氧化碳，也沒有其他會導致溫室效應的氣體。

傳統的燃料除了會造成溫室效應之外，還會對空氣造成污染。煤炭燃燒會排放二氧化硫、氮氧化物等有害氣體，會導致酸雨。酸雨不僅會污染居民生活環境，還會腐蝕建筑物，降落在地面上還會導致土壤酸化，破壞土壤內的營養結構，使土地貧瘠。

除了氣體性污染，傳統燃料的燃燒還會造成粉塵污染，增加空氣中的可吸入顆粒物濃度，長時間吸入會危害人體肺部健康。

就輻射而言，核電站的輻射影響遠低于燃煤電廠。核電站是利用原子核內部蘊藏的能量進行電力生產的新型發電站。它大體上可分為兩部分：一部分是利用核能產生蒸汽的核島，包括核反應堆和一回路系統；另一部分是利用蒸汽發電的常規島，包括汽輪發電機系統。常規島與普通火電廠大同小異，而核島則截然不同。

核電站使用的燃料稱為“核燃料”。核燃料含有易裂變物質鈾-235。一座100萬千瓦的核電站每年只需要補充30噸左右的核燃料，而同樣規模的燃煤電廠每年則需300萬噸煤。

目前國際上技術最為成熟的核島設計多采用壓水式反應堆。大亞灣核電站和嶺澳核電站都是壓水堆機組。在相同功率的情況下，核電站排放到環境中的有害物質比火電廠要少得多。核電站對周圍居民的輻射影響，遠遠低于燃煤電廠和天然輻射產生的影響。因此，核能是高效、低碳、清潔的能源。

雖然除了煤、石油氣等燃料以外，還有很多可以利用的能源，如風能、太陽能、地熱能、潮汐能、生物質能等。但是，以上這些能源很難在短期內實現大規模的工業生產和應用。

核能才是一種可以大規模使用的、安全和經濟的工業能源。上世紀五十年代以來，美國、法國、比利時、德國、英國、日本、加拿大等發達國家都建造了大量核電站，全球核電站發電量已占世界總發電量的16%，在這些國家，核電的發電成本已經低于煤電。但目前我國核電發電量只占總發電量的2.5%左右，遠低于16%的世界平均水平，更遠遠低于核電發達國家，如法國核電占比為75%，美國為20%，俄羅斯為19%，我國核電發展潛力巨大。國際經驗證明，核電是一種經濟、安全、可靠、清潔的新能源。

目前31個國家擁有445 臺商業核動力反應堆，總裝機容量達387GW，另外還有64 座商用核動力反應堆在建，相當于目前核電裝機容量的18%。同時，已有150 多座商用核動力反應堆具有明確的建設計劃，相當于目前核電裝機容量的一半。

我國有足夠的核文化底蘊支撐核工業發展，力爭在核電發展的第二梯隊保持領先位置。在上世紀80年代初即已開始采用自有技術建造核電站，其間也采用了加拿大（CANDU）、法國（M310）、俄羅斯（AES-91）的各種技術建造了不同堆型的核電站。

據最新數據顯示，截至2016年11月底，中國已建成并投入在運的核電機組有36臺，累積裝機容量約3350萬千瓦；在建核電機組21臺，共計裝機容量2343.5萬千瓦。按照國家規劃，“十三五”期間，全國核電投產約3000萬千瓦、開工3000萬千瓦以上，2020年裝機達到5800萬千瓦。

我國當前核電安全有保障

監管體系與國際接軌。黨中央、國務院一直高度重視核安全工作，明確提出核安全是國家安全的重要組成部分。政府相關部門和企事業單位長期以來始終堅持“安全第一、質量第一”的根本方針，貫徹縱深防御等安全理念，采取有效措施，保障核安全。日本福島事故后，由環境保護部（國家核安全局）、能源局、地震局聯合開展的綜合安全檢查和國家核安全局日常監督的結果表明，目前我國核電安全是有保障的。

我國核電起步晚，具有后發優勢。無論是引進消化吸收還是自主設計，無論是建造還是運行，都充分汲取了國際先進經驗；我國核安全標準采用了國際原子能機構推薦的標準，政府設立了獨立于發展部門的核安全監管機構，采取了與國際實踐相一致的工作模式，監管工作權威有效。

我國核電建設運行中的安全性。從統計分析看，我國核電廠的運行事件數總體呈下降趨勢。盡管隨著核電建設機組的增加，事件總數有所攀升，但每年平均到每臺機組的事件數明顯下降，約為每年一起左右。在國際上，核電大國法國的報告準則更寬泛，每臺機組每年事件報告數為10起左右。美國的事件報告準則跟我國類似，平均每臺機組每年的事件數約為2.6起。同時需要強調的是，國際上普遍不建議采用運行事件的數量來衡量核電廠的安全水平，更希望通過典型運行事件的分析評估，總結經驗教訓，推廣良好實踐，促進經驗反饋。

據介紹，世界核運營者協會（WANO）制定了一套指標體系來表征核電廠的運行業績，我國所有核電廠均是WANO的成員，并參與WANO指標的統計和比對。從統計結果來看，我國運行核電廠80%左右的指標處于世界中值以上，60%左右的指標達到世界先進值。一些重要的核電技術供應商還通過一些機制，如法國堆型業主聯合會（FROG）和西屋堆型業主聯合會（WOG）等，對其客戶的運行業績進行比對，我國核電廠也多次拿到一些指標的第一名。

從各方面來說，我們國家核電廠的運行管理水平是比較良好的。長期以來，公眾的憂慮更多是擔心輻射危險、核電廠能不能抵抗各種意外事件、會不會危及環境和生命安全。

“以抗震為例，民用建筑的抗震要求一般是四百年一遇的水平，而核電廠抗震水平要達到萬年一遇的水平，就是人類現有的科學技術所能認識的最高水平。”核電廠抵抗洪水、颶風等其他外部災害也都是這種要求。另外，對于如飛機墜毀、油庫爆炸等外部人為事件，對核電廠的影響要小于10的負七次方。

我國到目前為止未發生過國際核事件分級（INES）二級及以上的事件，更未發生過對人員和環境造成核污染傷害的事件。核電是一種經濟、安全、清潔的新能源。為保障電力供應、能源安全、環境保護要求及核戰略發展需要，我國必須大力發展核電。

事實上，“10年建60臺核電機組”，在傳播層面十分吸引眼球，卻不是什么新鮮事。根據我國能源綠色低碳發展目標：到2020年，非化石能源占一次能源消費總量比重達到15%，單位GDP碳排放量比2005年下降40%—45%；到2030年，更分別達到20%左右和60%—65%，且2030年前后碳排放達到峰值，并力爭盡早達峰。“要兌現我們對國際社會作出的莊嚴承諾，各門類綠色低碳能源就必須按類分解這一發展目標”。核電到2020年在運5800萬千瓦、在建3000萬千瓦，“是一個最起碼的量”。

（本文作者單位系環境保護部核與輻射安全中心）

責任編輯 華南