核电未来

　　文/《中国投资》 赵沛楠

　　9月14日，夏季达沃斯2011年新领军者年会上，“福岛之后的能源安全”分会场讨论激烈，而“不能放弃核电发展”则成为与会代表的共识。

　　“从现实的能源需求看，核电依然是多元化的一次能源结构中不可替代的部分”，在接受《中国投资》专访时，国家发改委能源研究所原所长、中国能源研究会副理事长周大地(微博)亮明观点，他表示，世界各国的核路线受到政治、文化等多重因素影响，中国核电政策不可跟风。

　　而这一观点也受到中国国际工程咨询公司核电专家王泽平的认同，在他看来，综合考虑我国的能源结构调整和国际减排发展态势来看，我国不宜轻言放弃核电。

　　事实上，在日本福岛核事故沉淀半年多之后，世界上除德国、意大利等最初几个宣布放弃核电发展的国家，越来越多的国家坚定于安全、高效利用核能的道路，核电未来曙光隐现。

　　一直以来，与欧洲国家纠结于是否要“弃核”不同，国内的讨论焦点一直集中在核电未来发展之争。

　　在福岛核事故发生后，3月16日国务院总理温家宝主持召开国务院常务会，会上提出的“调整核电规划、暂停审批新项目”放缓了我国核电奔跑的脚步，安全性重回至高之位。

　　8月底，全国核电安全大检查结束，在等待《核安全规划》和《核电中长期发展规划(2005—2020)》调整结果出台的近几个月内，围绕核电发展的各种争论与停滞的核电项目建设状态对照鲜明。

　　根据多家媒体报道，国家核安全局于2004年发布，被认为是与国际原子能机构和欧美现行的核电安全基本同步的《核动力厂设计安全规定》(HAF102)标准将全面铺开。而即将出台的《核电安全规划》将对未来新上核电项目提出要求，在按照国际先进标准设计下一代核电站的基础上，要全面引进包括AP1000(美国西屋公司开发的非能动压水堆)和EPR(法国阿海珐公司研发欧洲压水堆)在内的第三代核电技术设备。

　　而在被认为于未来安全性上更有竞争力的第四代核能技术领域，虽然仍缺乏充分的工程实践检验，我国也已经完成快中子增殖堆和高温气冷堆的实验室研发，开始产业化初步探索。

　　无法放弃的选择

　　能源作为经济发展最大限制之一，其安全问题更为大国所重视。

　　在年初刚从国家能源局局长的位置退下的全国政协经济委员会副主任张国宝眼中，作为一个人口众多、能源问题十分突出的大国，中国不可能放弃核电。在此前接受《中国经济周刊》采访时，张国宝坦言他从未改变过这样的看法：“化石能源逐步枯竭、日益昂贵的趋势以及气候与环境的承载力都表明，中国在大力发展可再生能源的同时，发展核电是不可替代的选择。否则2020年非化石能源的比重难以达到中国向国际社会承诺的15%”。

　　在周大地看来，正是中国的能源结构决定了这一点。“中国已经成为世界第一大能源消费国，而能源结构中又偏重于煤炭。目前国际上的煤炭大国，煤炭在能源结构中的比例也很少高于20%，而我国煤炭已经占一次能源消费的70%以上”，周大地告诉记者，对于我国来说，核电不仅是一种重要的发电技术，更是重要的一次能源。

　　从今后我国能源需求看，有主流观点认为到2020年我国能源消费量还要达到50亿吨标准煤左右，甚至更多。而在2010年能源消费量32亿吨的基础上增加20亿吨标准煤，我们必须要思考还有哪些能源供给方式可以利用。

　　“天然气还有余地，但预计只能从1000亿方提高到3000亿方，增加部分是3亿吨标准煤；石油，目前的产量已经达到高峰，从长远看还会减少；水电，目前尚未开发的2亿千瓦，可以增加3亿-4亿吨的标准煤”，周大地认为，总体来看，国内的常规能源增长潜力有限，提高能源供应必须考虑其他可能性。

　　然而，即使对可再生能源寄予了厚望，从目前情况看，我们也不得不承认，以风能、太阳能为主的可再生能源尚难堪重负。周大地告诉记者：“我国可用的风电有10亿千瓦，全部进行开发也只能提供6亿吨标准煤的能源。但实际上，全部开发还有很大技术难题；丰富却又昂贵的太阳能中，1亿千瓦的电池能量只能提供4000万吨标准煤，规划中的10亿千瓦太阳能只能顶替4亿吨标煤”。

　　能源消费地与产出地巨大的地理位置偏差更是亟待解决。2011年伊始，国内很多地区便提前陷入“电荒”困境，国家电网(微博)能源研究院副院长胡兆光在接受《中国投资》杂志专访时就曾表示，缺电地区主要集中在华东、华中、华北和南方电网等一次能源资源相对短缺的地区，同期东北和西北电网电力供应能力都出现富余。加大输煤力度，将为铁路这一已被能源资源配置过度依赖的运输方式持续加压；加强电力输送，我国目前大电网跨区运送能力尚有不足，更有输电线损之虞。

　　因此，在周大地看来，核电在当前的能源平衡中是非常重要的一次能源。中国需要核电提供10%以上的一次能源，作为经济、高效、稳定的能源供应方式，核电，从投资角度看比风电和太阳能发电更具有优越性。

　　安全 至高无上

　　10月12日，英国政府发布了针对日本福岛核事故的最终报告，报告认为英国的核电计划并不存在类似福岛核电站的问题，没有理由限制英国现有核电站的运行，而英国新建核电站的计划也没有必要改变。曾被认为游离于弃核边缘的英国重新明确了核电发展计划。然而报告中同时指出，从福岛核电站事故中汲取教训，加强对核电安全的管理将成为英国接下来核电领域的主题。

　　当前，无论是目前占据主流地位的二代堆型，还是正在建设的三代堆型以及四代核能技术，安全，已经成为共同的课题。

　　目前国内在对已建成核电站进行安全大检查的同时，高等级安全性设计标准也将用于新建核电站项目。而在更能应对安全性挑战的四代核能上，中国更是布局颇早，其中尤以快中子增殖堆和高温气冷堆为先。

　　福岛核事故发生至今，对于固有安全性和非能动安全性的讨论不绝于耳。不过分依赖人员干预、不过多依赖外部能源支持，自身就能达成安全状态已经成为各技术路线普遍追求的目标。

　　而在中国实验快堆工程部总经理张东辉的介绍中，快中子增殖堆的安全性正是体现在固有安全性和非能动安全性两大领域。

　　他从3大安全要求的角度向记者展开分析：“全世界有核国家的核安全法规都有如下3大安全功能的要求：首先在任何事故情况下都要能够做到停堆，其次就是要将剩余发热安全导出，最后一点则是放射性包容，这一点是指在最坏的情况下堆芯已经融化，放射性物质溢出，安全壳也要能够将放射性物质包住，不要影响到公众和环境”。

　　3项之中，余热导出环节往往成为事故产生的“重灾区”。而在我国实验快堆上，这一问题已经得到了解决。张东辉告诉记者：“实验快堆采用了不依赖外部电源的非能动余热导出系统，其中热交换器和空冷器连接，完全依靠自然对流和自然空气循环导出余热。”这一系统，能够确保在任何工况下反应堆内的余热导出。

　　在采写中，本刊记者根据清华核研院公开发表的有关模块式高温气冷堆的文章了解到，目前中国所拥有由清华大学自主研发的高温气冷实验堆(HTR-10)的安全特性可以从3个方面得到保障，即多重屏障阻止放射性释放、非能动余热载出及负反应性温度系数。

　　据称，这种设计可保证在任何事故情况下，首先，堆芯燃料元件不会发生熔毁，其次，反应堆可以依靠自身的负反应性温度系数实现自动停堆，并仅依靠热传导、对流和辐射等自然机理，导出余热。

　　HTR-10建成后，曾经多次针对其固有安全特性，进行实验验证，并邀请外国专家在场观看。在模拟“全场断电”、“主氦风机停机失冷”等意外情况的条件下，充分显示了该堆型的安全特性。

　　困难犹存

　　2011年9月19日，以去核电化为目标发起的“再见核电站5万人集会”在东京明治公园举行。在这场福岛核事故发生以来规模很大的集会背后，是近70%的日本公众对于重启核电站的反对。

　　事实上，民众对于核电的接受度已经成为许多国家发展核电面临的最主要问题之一。出于对核电安全性的顾虑，近年来，随着核电建设规模的不断扩张，民众及社会团体反核之声也愈演愈烈。福岛核事故之后德国数十万民众的大规模反核示威游行更是在一定程度上决定了德国政府率先退出核能发展。

　　而核电站自身在未来建设上也面临不确定因素。

　　早在2010年，示范快堆便已选址福建省三明市。4月，由中核集团控股、福建投资开发总公司和三明市政府参与出资的中核集团福建三明核电有限公司在福州挂牌成立，该公司的任务即是建设以商业应用为目标的示范快堆。然而据记者了解，目前相关工作均已暂停。而业界对于尚未经过任何工程实践考验的中国实验快堆安全性能否如设计所想仍有疑虑。

　　曾深度参与高温气冷堆示范工程项目审核工作的原中国国际工程咨询公司能源项目部经理尹维毅告诉记者，高温气冷堆示范工程所属的石岛湾核电厂原本于2009年9月正式开工，没想到一直到今年3月才等到了国务院的批准。随后，日本福岛核事故突如其来，截至记者发稿前，石岛湾核电厂仍在等待最终的开工批文，工程仍处于“悬停”状态。

　　有关高温气冷堆示范工程“迟滞”的另一种说法，同样落在安全性的探讨之上。

　　2010年，清华大学教授田嘉夫发表了《高温气冷堆技术开发需要改进和创新》的文章，提出HTR-10在流动球床单堆功率较低、石墨块寿命未知以及粉尘等方面所面临的问题。田嘉夫表示世界各国都缺乏“高温下的石墨辐照数据”，而记者根据一些公开发表的研究文章发现，在辐照影响下，石墨块寿命问题目前确实仍在研究之中，究竟会产生怎样的影响尚未获得最终结论。

　　在张东辉看来，当前世界核电，特别是第四代技术的未来所面临的更多是机遇：“正从实验室迈向工程项目的第四代核能技术在提升安全性、拓宽燃料用途、解决乏燃料处理等方面都具有显著优势。快中子增殖堆技术的实现能够大幅提升全世界有限的铀矿资源的利用效率，保证目前以天然铀为主要燃料的核电站堆型百年发展”。

　　在更遥远的未来中，提取地球的海水中藏量丰富，多达40万亿吨的氘用于核聚变反应则是人类能源的最终解决方案。当两个轻核以极高的热速度相互碰撞，发生核聚变，形成一个较重的原子核，并释放出能量的过程被科学家有效控制后，核聚变能量便能够持续稳定输出，并且足够人类几百亿年的使用。