自1984年秦山一期核電站澆灌第一罐混凝土以來，中國在核電之路上已走過了近28個年頭。根據(jù)中國核電協(xié)會資料，目前中國已運行的核電機組有15臺，總裝機容量1256萬千瓦。在建機組26臺，約占全球在建機組的40%。
從建設初期的“萬國牌”局面到敢為天下先上馬三代技術，中國創(chuàng)造的自主化核電技術路線日漸明晰。而核電安全標準更是高起點誕生，從一開始就與國際接軌，并在開發(fā)中“步步升級”。發(fā)展核電作為中國能源調整的必由之路，不能受福島事故的影響而因噎廢食。休整之后，中國將在安全高效的原則下，懷揣著核電強國夢再出發(fā)。
技術路線：從萬國牌到中國創(chuàng)造
1983年3月，以“回龍觀會議”(即“核電技術政策研討會”)的召開為標志，中國確立了以“引進+國產(chǎn)化”為主的核電技術路線。
與會的200多位各方面專家一致認為，我國發(fā)展核電應采用百萬千瓦級壓水堆機組，要引進、吸收國外先進成熟技術、高起點起步，通過技貿結合，逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化，跨越式跟進國際發(fā)展趨勢。
在這樣的思路下，中國核電經(jīng)歷了“三輪發(fā)展”之路。“1980年代第一輪發(fā)展中主要是引進和國產(chǎn)化并重；1990年代，又經(jīng)歷了以純粹購買電容為目的的第二輪引進；2002年末至2003年初所確定的新一輪核電發(fā)展路線，則是直接引進國外最先進的第三代核電站技術。”中核集團公司科技委常委張祿慶向《經(jīng)濟參考報》記者介紹說。
但遺憾的是，由于中國核電經(jīng)營體制所限和缺少一個統(tǒng)一的核電設備研發(fā)機構，中核、中廣核、中電投等幾大經(jīng)營公司各自為戰(zhàn)，在引進技術時，選擇的機型“五花八門”。
據(jù)了解，上世紀90年代，中國相繼購買了加拿大的重水堆(秦山三期)、俄羅斯的壓水堆(田灣)、法國的壓水堆(嶺澳—大亞灣后續(xù)項目)。而在第三輪的引進中，中核購買美國西屋公司A P1000核電站的簽約墨跡未干，中廣核就被批準購買了法國的EPR核電站。
核電技術“萬國牌”的局面，給實現(xiàn)核電技術的標準化、系列化和國產(chǎn)化造成了很大的困難。為此，2007年5月22日，由國務院和中核集團、中電投、中廣、中國技術進出口總公司等四家大型國有企業(yè)共同出資組建了國家核電技術公司。
據(jù)了解，國家核電技術公司將在國務院授權下，代表國家對外簽約，受讓第三代先進核電技術，并實施相關工程設計和項目管理，通過消化吸收再創(chuàng)新形成中國核電技術品牌的主體，是實現(xiàn)第三代核電技術引進、工程建設和自主化發(fā)展的主要載體和研發(fā)平臺。
2007年3月，隨著中美間兩份重要協(xié)議《核島供貨合同框架協(xié)議》和《技術轉讓合同的框架協(xié)議》的簽署，美國西屋公司和紹爾公司組成的西屋聯(lián)合體在我國的第三代核電招標中正式中標，A P1000技術落戶中國。
國家核電技術公司專家委員會專家湯紫德表示，A P1000安全目標比現(xiàn)有核電廠領先約兩個數(shù)量級。在經(jīng)濟性方面，A P1000核島系統(tǒng)設計簡化，廠房建筑和設備配置都大幅減少；其次，A P1000采用模塊化設計和模塊化建造技術，可有效控制、縮短建造工期；A P1000的核燃料采用簡化設計和長周期換料(18至24個月)，有利于減少運行維護工作量，降低運行成本。
此外，A P1000的設計壽命為60年，比二代核電的設計壽命長20年，多出20年的運行所創(chuàng)造的經(jīng)濟效益和社會效益更是相當可觀。
通過三代核電技術的招標和A P1000技術分轉讓的實施，中國創(chuàng)造的具有自主知識產(chǎn)權的第三代技術開始浮出水面，如國家核電技術公司研究開發(fā)的C A P1400技術，在今年5月提交國家能源局評審，并開始施工圖設計，按照國家批準計劃，C A P1400核電站將于2013年在山東榮成石島灣核電基地開工建設，計劃于2017年建成發(fā)電。而中核的A CP1000技術，中廣核的A C PR 1000技術也進入了整體設計階段。
事實上，中國國產(chǎn)化的努力從發(fā)展核電一開始就在進行，1984年開建的秦山核電站(一期)就是中國自行設計、建造的。“我國核電發(fā)展歷來遵循‘以我為主，中外合作’的方針。強調自主創(chuàng)新，設計建設運行管理自主化，設備制造國產(chǎn)化，科技部有專門核電重大專項，里面包括制定標準，研究一些新技術等。我國自主建設了30萬千瓦，60萬千瓦級核電站，并在引進技術的基礎上，批量化地自主建設百萬千瓦級核電站。”中國工程院院士葉奇蓁告訴記者。
回顧當年自主研發(fā)百萬千瓦核電機型的“吃螃蟹”之舉，張祿慶記憶猶新。“反應堆是核電廠的心臟，要自主開發(fā)的話，這塊兒必須要攻下來。當時我們決定要對反應堆動手術，將其堆芯從157盒燃料組件擴大到177盒燃料組件，以增加反應堆的安全裕量。這遭到了很多人的反對，但因為在這之前秦山二期工程中，我們已經(jīng)將引進的M 310百萬千瓦機組從三環(huán)路改為兩個環(huán)路的65萬千瓦機型，我們覺得自己有能力來做。”
他所在的科研小組對堆芯方案做多種計算對比，集團公司還自籌資金1000多萬元，完成了堆芯流量分配試驗和堆內構件流致振動試驗。“現(xiàn)在這兩個試驗連美國的A P1000都沒做，是國核技委托核動力院來做的。這種對象設計現(xiàn)在在中核集團的三代自主化對象中繼續(xù)得到沿用。”張祿慶說。
自主研發(fā)的過程中，我國核電發(fā)揮了后發(fā)的優(yōu)勢。在核電廠建造中避免了重復國外早期在設備與系統(tǒng)設計、材料選擇等方面的失誤，吸納各種先進技術與現(xiàn)代核電廠運行管理經(jīng)驗，使得我國投運核電機組性能持續(xù)改進，運行業(yè)績一直處于世界中值以上水平，從未發(fā)生過2級及以上事件。部分機組甚至已達到國際先進水平，有些機組名列前茅。例如，秦山第三核電廠兩臺機組在W A N O排名中已連續(xù)多次位列第一，連續(xù)六年達到國際先進水平；1999年以來，大亞灣核電廠在法國同類型機組的安全業(yè)績挑戰(zhàn)賽中，獲得27項次第一名。
除此之外，我國核電設備制造廠還具有世界上最先進的生產(chǎn)和測試裝備，其間，開發(fā)或引進了先進的制造技術，采用最新的標準規(guī)范，以確保生產(chǎn)設備的性能和質量。
“世界上共有8臺三代壓水堆核電站在建設，其中6臺在中國建設，可見經(jīng)過一定時間的努力，我國核電將處于國際領先地位。”葉奇蓁對于中國未來核電技術的發(fā)展充滿了信心。
而且，自主設計的核電站在經(jīng)濟性上也有很大優(yōu)勢。據(jù)悉，在美國，已經(jīng)向核管理委員會提出申請的三個A P1000核電站，“比投資”(平均每千瓦投資)的預算均在4300美元以上。與昂貴的外國第三代核電站相比，自主設計的秦山二期核電站是每千瓦1360美元；采用四臺C R P1000機組的遼寧紅沿河核電站，總預算投資493億元人民幣，按2008年8月的匯率折合每千瓦1662美元。
“中國具有發(fā)展核電的自主技術能力基礎，中國核電發(fā)展的康莊大道只能是自主路線。”北京大學政府管理學院企業(yè)與政府研究所所長路風如是判斷。
安全標準：從高起點到步步升級
從1957年美國希平港核電站建成開始，核電安全的達摩克利斯之劍就一直懸在人類社會頭上。國際原子能機構前總干事穆罕默德·巴拉迪曾用“懸崖邊的核能”來形容核電業(yè)的發(fā)展，核電安全無小事，一旦發(fā)生事故，可能就是毀滅性的。
在“安全至上”的理念下，中國核電安全標準高起點誕生。“我國的核安全標準與國際接軌，可以說，是當前最先進的，比美國還要高。”葉奇蓁說。
據(jù)了解，1984年10月，國務院批準成立國家核安全局作為獨立行使核電安全監(jiān)管的國家機構。隨后，陸續(xù)頒布了《中華人民共和國民用核設施安全監(jiān)督管理條例》及相應的核安全法規(guī)、導則等文件。這些法規(guī)文件以國際原子能機構的相關法規(guī)為藍本，并借鑒了核電先進國家的經(jīng)驗，使得我國核安全監(jiān)管一開始就與國際接軌。
而且安全標準在發(fā)展中“步步升級”。如，2004年對核電設計與運行經(jīng)驗安全要求(H A F102)又進行了修改，其中具體的堆芯熔化概率和大量放射性釋放的概率比美國的相應值要高出一個量級，也是世界最高的要求了。這些要求均已在我國核電廠設計中得到了實施。
“我國在選擇核電廠址的時候，都要避開火山、地震多發(fā)和高發(fā)區(qū)，避開地質斷裂帶和人口稠密區(qū)，而且核電廠要坐落在完好堅實的基巖上，不像國外可以在軟地基上建設。此外，抗震標準都是以當?shù)厝f年一遇的最大地震來設定的，在防洪和防水淹設計標準上，會根據(jù)海嘯、最大風暴潮、最大降雨量、最大臺風等綜合因素，按照千年一遇標準設立一個最高洪水位，而廠坪要高于洪水位，還預留了波浪的余量，這樣的核電廠稱之為干廠，日本的是濕廠，即低于洪水位。”
作為秦山核電站二期的總設計師，葉奇蓁向記者詳細介紹了我國核電廠設計的具體標準。據(jù)了解，秦山核電站最高洪水位有9米，而廠坪標高有11米。同時，還設計了1米2到1米5高的一個擋浪墻，進一步降低洪水位。
此外，從內部設計來看核電站有三道安全屏障。第一道安全屏障是一層優(yōu)質鋯合金核燃料包殼，再往外就是防止燃料元件包殼破漏擴散的壓力殼，最外面還有一個由鋼筋混凝土造成的，將反應堆、穩(wěn)壓罐、循環(huán)泵、蒸汽發(fā)生器都裝入其中的“大容器”———安全殼。
“壓力殼設計標準是可以承受150個大氣壓的壓力，在我們試驗的時候其實可承受壓力能達到210個大氣壓。”葉奇蓁告訴記者，現(xiàn)在正在設計的核電站，又增加一層安全殼，作為抵御外部極端事件(如大型商用飛機撞擊)和防止放射性物質外泄的最后一道屏障。“兩個安全殼之間抽負壓，一旦有泄漏，就可以將里面的氣體抽出去，經(jīng)過過濾凈化后排放。”
與此同時，在電源的設計上能動與非能動相結合。“在我國目前采用的第三代核能技術中，反應堆上方有一個無需外接電源的大水池，在能動電源發(fā)生意外不能運轉時，它會為核反應堆冷卻降溫，避免事故發(fā)生。”
除了高標準，核電安全的保障還在于參與建設、運行和管理的人員對于安全的高度重視。1990年，時任武漢核動力運行研究所任副所長的張祿慶，帶隊承擔了大亞灣核電廠1號機組的蒸汽發(fā)生器役前檢查工作。事前他們采購了美國最先進的渦流檢查設備，組織檢查和分析人員赴美培訓，并得到美國專家的現(xiàn)場支持服務，對檢查做了充分準備。檢查中發(fā)現(xiàn)有幾根傳熱管存在檢查探頭不能通過的現(xiàn)象。但法國供貨方堅持他們對所有傳熱管均作了100%檢查，不存在任何問題。張祿慶他們又利用剛剛采購來的內窺鏡對這幾根管進行錄像檢查，事實證明這幾根管內存在大量夾渣。
“當天下午1點多作完檢查后，2點多來了一屋子的法國人看錄像，看完之后都啞口無聲了。后來他們承認了錯誤，對這幾根管子做了堵管處理。如果這個問題檢查不出來，將來運行的時候出現(xiàn)堵管、破管，就會影響到核電站的安全。”現(xiàn)在張祿慶想起來還有些后怕。他強調在核電廠的設備制造過程，必須真正嚴格地執(zhí)行質量保障計劃，不嚴格執(zhí)行，無論是中國或外國都會出現(xiàn)這樣的問題。
福島事故之后，中國立即組織核安全相關數(shù)十名院士、專家組成檢查團，照國際原子能機構頒布的最新安全標準，對投運和在建的核電廠防洪抗震能力、嚴重事故預防和緩解、環(huán)境監(jiān)測和應急體系有效性等11個領域進行綜合檢查。
檢查結果顯示，總體上講，我國核設施安全有保障，發(fā)生類似福島核事故的可能性極低，但是在應對極端自然災害事件時也存在一些薄弱環(huán)節(jié)。針對檢查中發(fā)現(xiàn)的問題，報告確定了16項改進措施，并根據(jù)安全改進的重要性和可行性，制定了短、中、長期計劃。目前部分安全改進工作已啟動實施。
國家能源局也于今年2月份全面啟動在運在建核電站應對超設計基準事故安全技術研發(fā)計劃。首批設立項目共計13項，力求將福島核事故的經(jīng)驗反饋轉化為能夠切實提高我國核電機組安全性和極端災害抵抗能力的先進核電安全技術。
而在5月底國務院通過的《核安全與放射性污染防治“十二五”規(guī)劃及2020年遠景目標》中，對核電廠的抗震抗洪能力、可靠電源的供給能力、事故預防和緩解能力、環(huán)境檢測能力等都有更高的要求。
“福島事故之后，各國在安全性方面都會提高標準和要求。中國將安全標準中有些具體的參數(shù)提高，比如抗地震級別，嚴重事故預防環(huán)節(jié)的考慮，能源工程的問題。而內陸的核電站在選址標準上將更為嚴格，要考慮到內陸的江河湖泊水庫還有人口密度。”原中國駐國際原子能機構代表團團長、中國核學會顧問俞卓平在接受記者采訪時表示。
他認為，核電站的事故其實很少，損失也不多，但是公眾非常關心。究其原因，引用核電界一句著名的說法，“在一個地方的核事故就是任何一個地方的核事故”。但是，“總的來說，核電還是很安全的。”俞卓平總結。
發(fā)展核電：能源戰(zhàn)略的必由之路
日本地震、海嘯引發(fā)的福島核電站事故，再一次將核電的安全問題推到臺前，也因此引發(fā)了該不該發(fā)展核電的大討論，世界各國也紛紛重新審視本國的核電發(fā)展戰(zhàn)略。
意大利和瑞士先后宣布將全面放棄核電，比利時決定在2015年關閉兩座核電機組，德國預計在2022年關閉所有核電站。而美國在觀望之后，正式宣布新建新的核電站，政府擔保業(yè)主80億美元開始建設沃特電站，2臺A P1000的核電機組。緊接著，英國政府決定要在2050年之內重新建設22座反應堆，以替代目前正在運行的20個反應堆。
一邊是核電重啟，一邊是核電關閉，中國該選擇什么樣的核電發(fā)展路徑？“我們應該從事故中吸取教訓，改進和進一步提高核電安全水平，使核電重新復蘇，而不會‘因噎廢食’”。張祿慶給出了這樣的答案。
這也是眾多專家的共識。葉奇蓁指出，核電是安全的，福島的教訓應成為建設更安全核電的動力和契機，而不應是讓核電止步的“紅燈”。德國對核電歷來有二派意見，近二十年來沒有建設核電，而且也是決定在2022年底前分階段關閉所有17座核電站，以近11年的時間作為緩沖期。意大利沒有核電，棄核只是作秀；而俄羅斯從未停止過核電建設，今年初還在加里寧格勒興建核電站用于對歐洲供電。
更值得注意是，作為僅次于美國和法國的世界第三大核能應用大國，日本大約30%的電力依賴于核能發(fā)電，如果日本放棄核電，那么日本每年將多花340億美元用于能源進口，當前，暫停核能發(fā)電導致日本各地出現(xiàn)不同程度的“電荒”。夏季用電高峰來臨讓日本的電力缺口越來越大。7月5日，日本大飯核電站3號機組反應堆開始恢復輸電，這標志著日本維持了兩個月的零核電時代正式宣告結束。
“中國能源貧乏，以煤為主的能源結構給環(huán)境帶來大量問題。要保障能源的安全，改變能源結構，發(fā)展清潔能源，包括核電，是必由之路。”葉奇蓁表示。
據(jù)了解，目前中國擁有探明儲量的石油33億噸，約占世界的2.3%;天然氣1.37萬億立方米，約占世界總量的0.9%;煤炭儲量則相對豐富，現(xiàn)在探明儲量1145億噸，約占世界的11.6%。
但這樣的能源結構對中國來說，卻不一定是個好消息。由于煤炭儲量豐富，中國不得不過多地依賴煤炭發(fā)電，給環(huán)境帶來了巨大的壓力。一項數(shù)據(jù)顯示，每獲得一百萬度的電，燃燒煤炭要放出974噸二氧化碳，天然氣釋放424噸，而核能發(fā)電則僅為15噸。
“中國還有排放的問題，政府承諾到2020年我國非化石能源將占到一次能源消費比重達15%左右。我國的煤電比例太高了，水電的開發(fā)總是有限的，只有核電能夠大規(guī)模地替代煤、天然氣等化石燃料，太陽能、風能等可再生能源當然也是很好的能源，但是很有限，容量不大，中國政府還是要發(fā)展核電。”俞卓平分析說。
而且中國能源的提供遠遠滿足不了生產(chǎn)發(fā)展的需要。中科院院士、核物理學家王乃彥算過一筆賬，能源不足引起的國民經(jīng)濟損失達能源本身價值的20—60倍，目前中國每年約缺電400億度，以每度電創(chuàng)造20元產(chǎn)值來計算，損失就是8000億元。
因此，核電成為近幾十年來備受世界各國追捧的替代性能源。目前在全球440個核電站中中國僅占全球3 %， 而 能 源 消 費 卻 占 到 了 全 球 能 源 消 費 的20%；中國大陸核電發(fā)電量僅占全國總發(fā)電量的1.9%，遠低于世界平均水平。
如果中國核電趕上平均水平，10年可省煤1/6以上。以2001年至2010年這10年為樣本，中國每年的發(fā)電量，煤電占了大約75%，如果核電占發(fā)電比例在2001年就趕上發(fā)達國家的平均水平20%，那么，煤電的占比就可以下降到55%，電煤用量就可以節(jié)省近1/3。而中國的煤炭產(chǎn)量，有50%以上用來發(fā)電了，就按50%計算，節(jié)省的電煤也占到了煤炭總產(chǎn)量的1/6。
此外，核電的經(jīng)濟效益也是具有優(yōu)勢的，“尤其是國產(chǎn)的核電機組”。王乃彥舉例說，秦山二期擴建工程兩臺65萬千瓦機組投資估算為71.5億元人民幣，一年發(fā)電總收入18.2億元。即使考慮交稅、償還貸款和成本等，大約10—11年后就可以把貸款全部還清。
而在備受爭議的內陸核電站發(fā)展問題上，張祿慶認為，隨著我國經(jīng)濟逐步向內陸發(fā)展，內陸能源需求和結構的問題也會凸顯，我國內陸必然要發(fā)展核電，但要慎之又慎。目前可以先考慮將沿海的核電廠建起來，讓原來東送的西電轉供中部地區(qū)，東部沿海多余的核電也去支援中部。這樣東西聯(lián)手，既可解決中部省份的電力供應短缺、繼續(xù)實施核電發(fā)展的宏偉藍圖，又可規(guī)避過大的社會風險。等到先進核電技術的安全性能得到運行實踐的檢驗和進一步完善，甚至有固有安全特色的第四代核能系統(tǒng)成熟后，再來從長計議內陸核電的建設問題更加妥當、更可持續(xù)。
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