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内陆核电建设风险巨大 核电安全亟须高度重视

  今年上半年,我国领导人关于核电发展的数次表态,让中国核电发展成为中外关注的热点之一。核电的发展关乎国家发展和安全。习近平总书记强调,任何以牺牲安全为代价的核能发展都难以持续,都不是真正的发展。如何在确保安全的前提下发展核能事业,如何把握我国核电产业发展的规模和速度等问题,成为政府、企业、学界思考、探索的重点。欢迎就此问题发表您的观点。

  国务院发展研究中心研究员王亦楠

  一、核电安全事关总体国家安全观的贯彻落实

  核电作为核能利用的重要途径之一,确保安全的重要性已然超过其他所有能源品种。人类历史上三次重大核事故的严重后果表明,核电安全直接关系着一个国家的政治稳定、国土安全、经济发展、社会安定和生态文明。

核电建设

  1979年美国三里岛事故导致20万人在惊恐不安中大撤离,卡特总统视察事故现场时宣布美国不会再建核电站。其后30多年时间里,尽管美国几度经济低迷和能源紧张,但从未启动新的核电站建设。这个仅为5级、堆芯仅是部分熔毁的核事故已经让美国人深受伤害:三里岛事故耗时11年才完成燃料碎屑的回收,而损毁的机房在去除放射性物质后被封锁起来,至今还处于严密监控之中,拆除时间未定。

  切尔诺贝利事故20周年时,苏共总书记戈尔巴乔夫承认这场事故是压倒苏联的最后一棵稻草,民众对政府产生了极度不信任感和幻灭感。今日的乌克兰仍然无法摆脱核事故的梦魇:一个方圆30公里、总面积约3000平方公里的无人区,当年的石棺已无法阻止核污水流入湖泊,乌克兰不得不斥巨资集全世界之力,设计建造一个巨大拱顶来包裹石棺。而要让这座灾难遗址真正安全,工程人员预计至少需要100年时间。在此期间,如何防止放射性物质渗入地下水、危及基辅300万居民的供水,始终是悬在乌克兰政府头上的利剑。

  日本福岛核事故已经过去三年,至今也无法止住核污水以每天400吨的速度激增(目前厂区和机房核污水量已高达52万吨),31万难民无家可归。面对诸多难题,东电公司不得不坦承处理核事故的核心工作至少要到2045年才可能完成(还不算反应堆机房和核废料的安全处置)、电站报废至少需要40年时间,今后任重而道远,将是一场终点遥远的马拉松!

前事不忘,后事之师。核电安全事关重大,不仅关系着总体国家安全观的贯彻落实,更关系着中华民族实现伟大复兴的中国梦。核电发展不仅要确保当代人的安全,还要保证子孙后代的安全!对核事故的风险和严重后果不能有任何低估和轻率。

  二、发达国家的核电实践于我国是宝贵的前车之鉴

  我国核电建设起步比发达国家晚得多,目前以运行堆年为指标的实践经验尚不及美国的1/33、法国的1/15、日本的1/14、俄罗斯的1/11。在保障能源安全、应对气候变化、保护生态环境等多重压力下,对于核电该在我国能源转型中担当何种角色这一重大问题,我们完全有条件通过发达国家的多年实践和最新认知,结合国情来权衡利弊、审慎抉择,以免把人家已经得到教训、证明是弯路的路再重走一遍。

  发达国家核电大规模发展于上世纪六七十年代,当时水电资源已基本开发完毕,风能太阳能还十分昂贵,为解决能源问题,几乎都选择了发展核电。然而几十年实践下来,随着三次重大核事故的发生,以及核废料处理、核电站退役成为沉重负担,发达国家对核电的双刃剑效应认识得越来越深刻:核电虽然有能量密度高、无火电污染物排放等优点,但也有远远超乎人们想象的无穷后患;随着可再生能源技术突飞猛进,核电并不是安全、清洁又经济的能源。

  目前除个别国家有少量在建机组外,发达国家呈现出明显的弃核态势,纷纷转向技术难度更小、建设周期更短、环境代价更小、成本也并不比核电高的能源品种。

  一直以来拥护核能的德国总理默克尔在福岛核事故后感言:即便日本这样的高科技国家,都无法避免核电风险。如果政治家有这个认知,就该负起责任。并毅然决定2022年前德国全面弃核,开始以可再生能源为核心的能源大转型。意大利、瑞士随后也决定弃核。法国总统奥朗德明确表示,不希望法国继续保持对核电的依赖,承诺在2025年前将法国核电比重从75%降到50%。瑞典最新民意调查显示,50%以上民众对核电持怀疑态度、希望淘汰这种有争议的能源,瑞典正考虑效仿德国、瑞士和意大利,逐步取缔核电。

  发达国家所遭遇的种种难题是我国思考核电发展走向时不能忽视的宝贵前车之鉴:

  1.、现阶段的科技水平还未能使核电已经安全可控。核电在现阶段之于人类,可以做到安全不等于已经做到安全,可分析、可认识不等于已分析、已认识,可驾驭、可控制更不等于已驾驭、已控制。美国、苏联和日本三次重大核事故警示人们:直到目前,人类的核安全是建立在核电站本身不出事的基础上的!尽管技术进步把核事故发生概率一降再降,然而一旦天灾人祸导致核电站出了万一,最先进的核国家也没有好办法!连控制污染扩散都很难,更别提彻底消除核污染了。

  日本作为核电强国和机器人最发达的国家,至今无法接近高放射性污染的机房,无法阻止地下水不断流入,无法取出熔毁脱落的堆芯,除了不断注水冷却反应堆,别无他法。真正控制住污染、完成机组报废,还有太多科技空白。日本已向全世界征求方案,但至今无解,未来何时能有,不得而知。

  关于号称安全系数比第二代提高了百倍的第三代核电技术,目前在全世界尚无运行实践,所谓的更安全仍然是概率安全,而且只是理论计算结果。实践才是判定核电安全与否的最重要标准,正如国际核电界早已形成的共识:核电安全性完全依靠经验,技术先进并不能代表更可靠和更安全,除非有若干堆年经验证实、核电技术创新风险很大,必须从若干实验试点开始,经过若干年实践证明后才能推广。

  2、核废料处理已成为全世界无法摆脱的危险重负。如果说重大核事故只是小概率的极端恐慌事件,那么核废料污染则是一直伴随人类的难以卸掉的危险重负。目前全世界443座核反应堆已积累了36万吨致命的高放射性核废料(致命放射性污染可持续10万年以上),而且还在以每年1.2万吨的速度增长。

  目前全世界没有一个国家找到了绝对安全、永久处理高放射性核废料的方法,核废料泄漏事故更是时有发生。今年2月14日美国位于地下655米深处的军用中低放核废料储藏室就发生了一起严重的泄漏事故。因许多存放乏燃料的冷却池已饱和,存在比福岛核电站更大的火灾隐患,美国核管理委员会2012年决定新核电站无法获得许可,现有的许可也不能更新,直到美国想出处理核废料的办法。德国弃核后电价暴涨,然而大部分德国民众仍鼎力支持,因为不想留下核废料给小孩,不想让后代再面对核电厂的风险。

  由于核废料处理压力越来越大,国际社会公认核电能否复苏,先决条件之一是乏燃料安全处置,欧美科学界频频发出警告:核废料处理已成世界性天价难题、核废料为后代造成的隐患远远超过我们的想象,并特别提醒当前积极建设核电站的国家不要忽视核电站退役和核废料处理等可能遗患无穷的重大问题、核电要发展,前提是想好核废料处理,否则这个问题最终会成为挥之不去的梦魇。

  3、核电站退役周期漫长且成本非常昂贵。废弃的核电站若不进行退役处理,遇到海啸、地震、恐怖袭击等天灾人祸,核威胁仍在。然而直到有核电厂需要退役时才发现,安全退役耗时又耗钱!从停止反应堆到彻底完成退役的时间长达10~80年。

  荷兰多德瓦德核电站1997年关停,要到2047年才能完成退役。原来人们估计一座核电站的退役资金只占最初投资的10%~15%,而法国布雷尼力核电站退役金从2001年占最初投资的26%升至2008年的59%,总金额超过原始预算的20倍,且还在上涨。俄罗斯仅为5兆瓦的奥布宁斯克核电站从2002年开始退役,目前仍在进行中,仅2008年卸载核燃料、2013年拆卸厂房和设备就耗资人民币0.897亿,相当于核电站投资成本至少要增加1.8万元/千瓦。

  截至2012年1月,全球共有19个国家的138座核反应堆已关闭,但目前只有17座核反应堆的退役工作彻底完成,而未来10年全世界还将有80个民用核反应堆面临关闭。所以联合国[微博]开发计划署说:数目不断增长的到期核反应堆的退役问题,正成为令全世界担忧的问题。

  4、内陆核电因为缺少冷却水而运行困难、前景黯淡。欧美国家建设了很多内陆核电站,跨国科学家团队耗时10年对这些内陆核电的运行情况进行跟踪调查,于2012年6月发表了研究报告《核电、火电面临气候变化的风险研究》,指出在气候变暖趋势下,缺少冷却水正成为欧美在运核电站的严重约束。20032009年的夏季,欧美多个内陆核电厂出现了因为缺少冷却水而被迫停运的状况,该报告同时预测因为冷却水的缺乏,20302060年核电和火力发电能力将在美国下降4%~16%、在欧洲下降6%~19%,并特别强调严重的水资源约束使内陆核电难以持续发展,建设新的核电厂时,选址放在海边是应对气候变暖有效的、重要的策略。

  三、亟须高度重视的、影响我国核电安全的短板

  核电产业发展是一个庞大而复杂的系统工程:一是产业链包含前端天然铀资源的勘探储备、中端核电机组建设和后端核废料处理,三个环节需要同步发展;二是每个环节特别是对核电机组建设而言,选址再可靠,技术再先进,如果管理跟不上去,一个小小失误都可能100%导致一场核事故。国际经验表明,技术并非万能,随着核电设备软硬件水平的提高,人为因素已成为最重要的潜在事故源。

  习总书记在核安全峰会讲道:一个木桶的盛水量由最短的那块板决定。因此,我国核电产业应该以什么速度发展、应该发展到什么规模,不能取决于第几代核电技术的先进性如何如何,而应取决于核电产业链各个环节以及核电设计、制造、调试、运行、管理维护、事故处理等各方面的能力能否协同发展。只有稳中求进,才能最大限度地降低核事故风险,才能让核能事业发展的希望之火永不熄灭。

  以总体国家安全观为指导和确保安全的前提下,我国核电产业尚有以下几大短板亟须高度重视和解决:

  1、核废料处理已成为我国核电产业最薄弱的环节。因为在运机组数量较少且绝大部分投运时间不长,所以当前核废料数量有限。但是在建的29台机组2020年全部投入运行后,乏燃料处理压力将马上凸显出来,大亚湾核电站到2018年就将面临乏燃料无法外运的难题。根据中国核能协会的数据,现有48台机组将使我国2020年乏燃料数量累计达到1万吨,并以每年1200吨的速度继续增加,而我国乏燃料运输能力仅为每年需求量的16%。虽然我国计划2030年建设一个年处理能力800吨的核废料储藏水池,但这远远不能满足需要。

  而且,将乏燃料从东部沿海地区长途运输到西北,是一件非常危险的事情,必须确保运输容器在任何天灾人祸下都安然无恙。目前我国还没有相应技术和设备来满足这种高难度的运输要求。如果购买国外技术,又要面对成本奇高的问题。所以,2020年已经离我们很近,现有48台机组的乏燃料处理谁来取、怎么取、运到哪儿、怎么处理已是无法回避、迫在眉睫的难题,如果核电规模继续扩大到80台机组甚至更多,又该是何种压力呢?

  此外,我们还需要为核废料的天价处置费用做好资金准备:目前国际上乏燃料后处理成本为1000美元/公斤,按全寿命周期产生量折算后,一个百万千瓦核电机组的投资要增加9000美元/千瓦。乏燃料后处理后仍需要寻找高放废物永久处置库,美国和日本的高放废物处置计划分别耗资575亿美元和3万亿日元。而遗憾的是,由于全世界尚没有一个永久处置库建成,人们至今也不知道在目前天价投资基础上还要再投入多少才能封顶,而美国尤卡山地下永久处置库工程在2010年累计烧钱高达400亿美元后正式终止。

  2、我国核电安全监管能力建设严重滞后。核电天使与魔鬼身份的突变,关键因素之一是安全监管系统。美国、日本、法国、德国、瑞典、瑞士于2009年联合进行的大规模核电厂事故调查显示,人为因素失误造成的核电厂事故占比平均超过60%,最高则达85%。法国原子能委员会和核安全局反复强调:技术进步固然重要,但杜绝人为操作隐患更是核电安全的关键。所以法国核安全局每年对大型核用户的700~800次核查中,除了涉及核电站的设计、设备,更重要的是检查评估核电运营商的组织管理、操作程序等反映核安全文化水准的指标。

  与国际水平相比,我国核电安全监管能力建设严重落后:监管人员数量不足且普遍缺乏实际经验,安全监管经费投入也严重不足。根据环保部核与辐射安全中心的数据:1990年我国每个核电机组监管人员33人,达到国际平均水平,但随后逐年下降,2009年已降至3.8人,仅为国际水平的1/10。2009年我国单台核电机组的监管经费是233万元人民币,而法国是983万美元、日本678万美元、美国788万美元。我国核电安全监管能力亟待提高。

  3、核电人才培养速度跟不上核电规模增长速度。核电站高级管理人员的短缺正严重制约着中国核电发展。基于安全考虑,核电人才培养一般周期很长。一个符合条件的核电站主控室操作员通常需要8~10年时间,除参加各种严格培训外,正式上岗前需要3000个小时实践操作。一台百万千瓦级核电机组需要人才上千,如果1年建设10个机组则需要1万人。目前国内有核电专业的院校仅30来所,每年毕业2000余人,远不能满足需求,而且专业严重不平衡,学核电厂设计的多,学设备制造、工程建设、运行管理的少。据了解,我国目前施工力量和人才数量仅够支撑每年建设4~5个机组。人才培养不是一朝一夕之事,如果跟不上核电发展速度,没有足够合格的管理人才上岗,无异于给核电安全埋下了巨大隐患。

  4、天然铀资源严重依赖国际市场使我国受制于人。目前全世界可经济开采的铀资源(开采成本低于130美元/公斤)仅够530座百万千瓦级核电机组运行60年,而我国铀资源情况更不乐观,已探明的经济可开采储量仅供40座核电机组使用60年。目前48台核电机组已经使我国天然铀资源年需求量的对外依存度超过85%,远远超过了当前石油进口依存度和50%这一国际公认的安全警戒线。虽然利用海外铀资源发展本国核电是目前国际通行做法,但在国际铀资源储量有限且市场一直供不应求的情况下,核电规模继续扩大将使我国的资源能源安全严重受制于人。天然铀是稀缺的战略资源,我国有限的铀资源应优先保证国防舰艇、海岛防御所需的核动力,而没必要像法国等国家那样,为核电背上沉重的包袱。

  四、我国不应冒内陆核电建设的巨大风险

  目前除新疆、内蒙古、青海、西藏等7个边远省份外,我国所有内陆省份均已部署了核电站(总共26座,其中长江沿岸有22座),福岛核事故使这些项目审批在十二五期间搁浅,我国核电发展也从之前的追求规模与速度转向安全与质量。但是,核电企业希冀重启内陆核电的呼声却从未停止,甚至有意无意地通过舆论把这种希冀演绎成国家既定战略方针。

  尽管李克强总理和习近平主席分别在今年4月的国家能源委员会会议和6月的中央财经领导小组会上,讲的都是在东部沿海地区启动新的核电项目建设,并特别强调在确保安全的前提下,但却被力主内陆核电大发展的人士曲解为内陆核电项目建设迎来新的曙光、核能产业新一轮快速发展定调,甚至7月14日媒体发布了中广核集团与贵州省发改委、能源局签订投资意向协议,拟投资380亿元在贵州铜仁等地建两座核电站,建设时间从2014年至2020年的重磅新闻。内陆核电破土动工俨然已迫不及待!

  从安全性、清洁性、经济性任何一个角度来说,发展内陆核电都不是我国能源结构转型的优选,而且与欧美相比,我国内陆省份发展核电有三大先天缺陷:

  1、我国是世界上地震灾害最为严重的国家。中国地震局地质研究所的地质研究和历史记载表明,我国是三大板块交汇地,是世界上地震灾害最为严重的国家:20世纪以来共发生6级以上地震近800次,破坏面覆盖到除浙江、贵州、香港特别行政区以外的所有省、自治区和直辖市。我们以占世界7%的国土承受了全球33%的大陆强震,是全球大陆强震最多的国家。福岛核事故后,国内外核电专家都认同日本的地质条件不适合建设核电站,同理,在地震频发的我国内陆,核电站也将面临同样的危险。很多业内专家现在主张核电厂选址应该在1000年历史上没有4级以上地震的地方,按此标准,则更没有适宜建设内陆核电的场址。

  2、我国是水资源严重短缺的国家。我国人均淡水拥有量只有世界平均水平的1/4,近些年旱情范围和程度愈发加大,江西、湖南、广西、云南等多地大旱,很多湖泊出现干裂。发展内陆核电必须万无一失、绝对可靠地保证源源不断的冷却水供应(为火力发电站的数倍)。即便停止运行,核能热量仍然在释放,仍要不断注入冷却水。一旦断水,就可能发生福岛那样的重大核事故,且放射性污染物只能排向附近的江河湖泊,污染几亿人赖以生存的水源。在缺水地区,第三代核电技术并不比当前依靠电源驱动的第二代技术更安全。欧美国家水量充沛、风调雨顺尚且出现内陆核电的水资源困境,我们不应重蹈覆辙。

  3、我国内陆核电厂址的大气弥散条件比美国差得多。大气弥散条件是核电环境影响评估的重要方面之一,风速和静风频率则是与之最相关的两个气象要素。美国内陆核电厂址的年平均风速几乎都在3米/秒以上,年静风频率仅为1%~2%(即每年无风期仅1周左右),大多数内陆核电厂方圆80公里内人口较少,与我国人口稠密度相差甚远。根据中国核能行业协会2013年5月发布的报告《内陆核电厂环境影响的评估》,我国目前选定的26个内陆核电厂址中,15个厂址的年平均风速不到2米/秒(其中包括湖南桃花江和湖北咸宁),14个厂址的年静风频率高达10%~30%,相当于每年无风期长达37~100天。与美国相比,我国大部分内陆核电厂址的大气弥散条件太差,美国的高斯烟流模式也并不适合我国小风速条件下的环境评价和风险分析。因此,拿美国密西西比河建有核电厂来佐证我国长江沿岸布局22座核电厂的合理性,是站不住脚的。

  三次重大核事故残酷地证明了墨菲定律只要发生事故的可能性存在,不管这种可能性多么小,这个事故迟早会发生、灾难的发生往往不是在意料之中而是在意料之外。在我国内陆核电问题上,不能因为第几代技术发生事故概率已低至而心存任何小概率事件的侥幸。

  核事故的严重后果非任何其他事故可比,所幸苏联地广人稀、日本福岛地处海边,如果发生在我国内陆地区,灾难性后果不堪设想!严重而持久的放射污染和心理恐慌,将是我们政治稳定、经济繁荣、生态保护所无法承受之重。

  因此,在人类对核能还未达到已控制、已驯服、已安全的现阶段,在发达国家已认识到内陆核电运行困难的今天,在可再生能源已能做到物美价廉的形势下,我国不应冒内陆核电建设之巨大风险。

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