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(shè)初期的“萬國牌”局面到敢為天下先上馬三代技術(shù)，中國創(chuàng)造的自主化核電技術(shù)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(diào)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(shù)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(shù)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(shù)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(yīng)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(shù)、高起點起步，通過技貿(mào)結(jié)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(shù)。”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(shè)備研發(fā)機構(gòu)，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(shù)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(shù)“萬國牌”的局面，給實現(xiàn)核電技術(shù)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(wù)院和中核集團、中電投、中廣、中國技術(shù)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(shù)公司。
據(jù)了解，國家核電技術(shù)公司將在國務(wù)院授權(quán)下，代表國家對外簽約，受讓第三代先進核電技術(shù)，并實施相關(guān)工程設(shè)計和項目管理，通過消化吸收再創(chuàng)新形成中國核電技術(shù)品牌的主體，是實現(xiàn)第三代核電技術(shù)引進、工程建設(shè)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(shù)轉(zhuǎn)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(shù)落戶中國。
國家核電技術(shù)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(lǐng)先約兩個數(shù)量級。在經(jīng)濟性方面，A P1000核島系統(tǒng)設(shè)計簡化，廠房建筑和設(shè)備配置都大幅減少；其次，A P1000采用模塊化設(shè)計和模塊化建造技術(shù)，可有效控制、縮短建造工期；A P1000的核燃料采用簡化設(shè)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(shè)計壽命為60年，比二代核電的設(shè)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(shù)的招標和A P1000技術(shù)分轉(zhuǎn)讓的實施，中國創(chuàng)造的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的第三代技術(shù)開始浮出水面，如國家核電技術(shù)公司研究開發(fā)的C A P1400技術(shù)，在今年5月提交國家能源局評審，并開始施工圖設(shè)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(shè)，計劃于2017年建成發(fā)電。而中核的A CP1000技術(shù)，中廣核的A C PR 1000技術(shù)也進入了整體設(shè)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(shè)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(diào)自主創(chuàng)新，設(shè)計建設(shè)運行管理自主化，設(shè)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(shù)等。我國自主建設(shè)了30萬千瓦，60萬千瓦級核電站，并在引進技術(shù)的基礎(chǔ)上，批量化地自主建設(shè)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(yīng)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(yīng)堆動手術(shù)，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(yīng)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(nèi)構(gòu)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(shè)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(fù)國外早期在設(shè)備與系統(tǒng)設(shè)計、材料選擇等方面的失誤，吸納各種先進技術(shù)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(shè)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(shù)，采用最新的標準規(guī)范，以確保生產(chǎn)設(shè)備的性能和質(zhì)量。
“世界上共有8臺三代壓水堆核電站在建設(shè)，其中6臺在中國建設(shè)，可見經(jīng)過一定時間的努力，我國核電將處于國際領(lǐng)先地位。”葉奇蓁對于中國未來核電技術(shù)的發(fā)展充滿了信心。
而且，自主設(shè)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(yù)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(shè)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(yù)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(shù)能力基礎(chǔ)，中國核電發(fā)展的康莊大道只能是自主路線。”北京大學(xué)政府管理學(xué)院企業(yè)與政府研究所所長路風(fēng)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(gòu)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(wù)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(gòu)。隨后，陸續(xù)頒布了《中華人民共和國民用核設(shè)施安全監(jiān)督管理條例》及相應(yīng)的核安全法規(guī)、導(dǎo)則等文件。這些法規(guī)文件以國際原子能機構(gòu)的相關(guān)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(shè)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(yīng)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(shè)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(zhì)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(shè)。此外，抗震標準都是以當?shù)厝f年一遇的最大地震來設(shè)定的，在防洪和防水淹設(shè)計標準上，會根據(jù)海嘯、最大風(fēng)暴潮、最大降雨量、最大臺風(fēng)等綜合因素，按照千年一遇標準設(shè)立一個最高洪水位，而廠坪要高于洪水位，還預(yù)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(shè)計師，葉奇蓁向記者詳細介紹了我國核電廠設(shè)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(shè)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(nèi)部設(shè)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(zhì)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(yīng)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(shè)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(shè)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(zhì)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(shè)計上能動與非能動相結(jié)合。“在我國目前采用的第三代核能技術(shù)中，反應(yīng)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(zhuǎn)時，它會為核反應(yīng)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(shè)、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(dān)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(shè)備，組織檢查和分析人員赴美培訓(xùn)，并得到美國專家的現(xiàn)場支持服務(wù)，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(nèi)窺鏡對這幾根管進行錄像檢查，事實證明這幾根管內(nèi)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(diào)在核電廠的設(shè)備制造過程，必須真正嚴格地執(zhí)行質(zhì)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(guān)數(shù)十名院士、專家組成檢查團，照國際原子能機構(gòu)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(yù)防和緩解、環(huán)境監(jiān)測和應(yīng)急體系有效性等11個領(lǐng)域進行綜合檢查。
檢查結(jié)果顯示，總體上講，我國核設(shè)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(yīng)對極端自然災(zāi)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(yīng)對超設(shè)計基準事故安全技術(shù)研發(fā)計劃。首批設(shè)立項目共計13項，力求將福島核事故的經(jīng)驗反饋轉(zhuǎn)化為能夠切實提高我國核電機組安全性和極端災(zāi)害抵抗能力的先進核電安全技術(shù)。
而在5月底國務(wù)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(yù)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(yù)防環(huán)節(jié)的考慮，能源工程的問題。而內(nèi)陸的核電站在選址標準上將更為嚴格，要考慮到內(nèi)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(gòu)代表團團長、中國核學(xué)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(guān)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(jié)。
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(guān)閉兩座核電機組，德國預(yù)計在2022年關(guān)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(dān)保業(yè)主80億美元開始建設(shè)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(nèi)重新建設(shè)22座反應(yīng)堆，以替代目前正在運行的20個反應(yīng)堆。
一邊是核電重啟，一邊是核電關(guān)閉，中國該選擇什么樣的核電發(fā)展路徑？“我們應(yīng)該從事故中吸取教訓(xùn)，改進和進一步提高核電安全水平，使核電重新復(fù)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(xùn)應(yīng)成為建設(shè)更安全核電的動力和契機，而不應(yīng)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(shè)核電，而且也是決定在2022年底前分階段關(guān)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(shè)，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(yīng)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(dǎo)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(yīng)堆開始恢復(fù)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(jié)束。
“中國能源貧乏，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)給環(huán)境帶來大量問題。要保障能源的安全，改變能源結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)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(fēng)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(xué)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(nèi)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(nèi)陸發(fā)展，內(nèi)陸能源需求和結(jié)構(gòu)的問題也會凸顯，我國內(nèi)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(zhuǎn)供中部地區(qū)，東部沿海多余的核電也去支援中部。這樣?xùn)|西聯(lián)手，既可解決中部省份的電力供應(yīng)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(fēng)險。等到先進核電技術(shù)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(nèi)陸核電的建設(shè)問題更加妥當、更可持續(xù)。
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