在看到如今中國核能事業(yè)發(fā)展地蒸蒸日上,周刊不由想起了一篇舊文。是中國工程院院士杜祥琬撰寫在《中國核電》上的,今天刊出來,以饗諸位。
目前我國能源結(jié)構(gòu)處在以化石能源為主(占90%以上)的階段。如果以非化石能源所占比例超過10%作為進入多元結(jié)構(gòu)的標志,則我國可能在2015年前后進入能源多元結(jié)構(gòu)階段。
在這個階段初期的幾十年中,化石能源仍將占大頭,但煤炭和石油年消耗總和的量在持續(xù)一段時間(約20年左右)的增加并達到歷史性的峰值后,將緩慢減少。
這個變化趨勢的必然性由三個原因所決定:一是煤炭、石油帶來的環(huán)境問題必須得到控制;二是更根本的原因在于煤炭、石油的不易再生性;三是潔凈能源(包括可再生能源、核能及天然氣)的替代能力將逐步提高,在我國一次能源結(jié)構(gòu)中的占比將逐步增加。這個多元結(jié)構(gòu)階段大約會持續(xù)百年左右,然后進入非化石能源為主的第三階段,這個新階段的標志是非化石能源將占到一次能源總量的90%以上。
涉及一個世紀以后的事,很難定量說準。然而,討論這個長達百年以上的“能源結(jié)構(gòu)三階段”的戰(zhàn)略意義在于,它可以使我們從方向上定性判斷各類能源消長的大趨勢,從而增強戰(zhàn)略謀劃及政策制定的穩(wěn)定性。
例如,包括非常規(guī)天然氣在內(nèi)的天然氣屬于較潔凈的化石能源,從資源和開發(fā)潛力看,應(yīng)成為我國能源發(fā)展的重點和亮點之一。但定量而言,即使通過努力到本世紀中葉,天然氣的供應(yīng)能力比現(xiàn)在增加一倍甚至兩倍,也只能占到一次能源總量的百分之十幾。到那時,它將成為一個綠色能源支柱。
但是,不能只靠天然氣替代煤炭和石油,必須加上可再生能源和核能的貢獻?梢钥隙ǎ诙嘣Y(jié)構(gòu)階段,天然氣將為能源結(jié)構(gòu)的改善起到重要作用,但它和可再生能源及核能的發(fā)展并不是相互排斥的。三者共同努力,一個也不能少,才有望使?jié)崈裟茉丛?050年的中國一次能源結(jié)構(gòu)中占到半壁江山(中國工程院的研究報告),并進一步增加。而非化石能源為主的階段,則須靠可再生能源和核能二者的合力才能較早到來并穩(wěn)定發(fā)展。
人類不可能棄核必須馴服核能。非化石能源包括可再生能源和核能。可再生能源中的太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可看做是廣義的太陽能。而太陽能源于核能,是太陽內(nèi)部發(fā)生的核聚變釋放能量的一種形式?梢哉f沒有核能就沒有人類,人類與核能天然地結(jié)下了不解之緣。
另一方面,地球上可控的核能發(fā)展,大體上將經(jīng)歷由利用核裂變能走向利用核聚變能兩大階段,目前是利用核裂變能,而未來的核聚變電站將為人類提供可永續(xù)發(fā)展的核能,成為受控核能的歸宿。從以上兩重意義上說,人類無法棄核。
現(xiàn)階段有現(xiàn)實意義的是核裂變能。在它發(fā)展的幾十年歷程中,曾發(fā)生過三里島、切爾諾貝利和福島三次大事故。
盡管因核電事故死亡的人數(shù)遠少于煤炭的礦難事故和交通事故,但由于核事故具有一定的后效性和擴散性,每一次事故都增加了人們對核電安全的擔(dān)憂,甚至使人談核色變,因而給核電的發(fā)展勢頭帶來負面的沖擊。福島事故后,德國、瑞士等國宣布逐步棄核,但這些國家的棄核對世界核能的全局影響不大。
美國對本國核電安全性重新進行了評估,美國核管會評估的結(jié)論是:像福島事故這樣的事件序列在美國不可能發(fā)生。因此,在役核電機組繼續(xù)運行,并繼續(xù)進行核電站延壽和新建核電站的審批。
我國在福島事故后,及時開展了核電安全大檢查。檢查結(jié)果一方面肯定我國核電站具備對嚴重事故的預(yù)防和緩解能力,應(yīng)對極端外部事件具有一定安全裕度,安全風(fēng)險處于受控狀態(tài),同時指出,要充分吸取各次核事故的教訓(xùn),采取進一步加強核安全的措施,改進和提升安全水平。
英、法、俄及韓、印等國和國際原子能機構(gòu)也對福島事故進行了認真分析,對核電的安全性重新進行了評估,作出明確結(jié)論,確認了繼續(xù)發(fā)展核電的方針。世界核能發(fā)展的基本格局是穩(wěn)定的。
這種戰(zhàn)略上的穩(wěn)定性,有以下三方面的深層次原因:
,發(fā)現(xiàn)和認識核能是20世紀人類偉大的科學(xué)成就之一。人類既然認識了核能的巨大潛力和價值,就不可能把它鎖在抽屜里,必然會努力使之成為人類的馴服工具,不駕馭核能才是真正的危險。
第二,實踐已經(jīng)證明核裂變能是可以駕馭和控制的。至2010年底,全球共有441座運行的核裂變反應(yīng)堆,總裝機3.75億千瓦,年發(fā)電量占全球電力的15%。30個擁有核電的國家累計已有1.4萬堆年的運行經(jīng)驗。實踐證明,裂變核電站是可以做到安全的。
第三,三次事故分別從內(nèi)部風(fēng)險和外部風(fēng)險不同角度提供了互相補充的豐富經(jīng)驗教訓(xùn)和啟示,深化了人們對核安全的理解。這表明:核事故是可分析、可認識的,而且每次核事故都帶來了核安全技術(shù)和核安全管理水平的提高。馴服核能必然是一個在實踐中不斷總結(jié)、提高、改進的過程。馴服核能,確保安全,是人類的歷史使命和責(zé)任。
百年大計穩(wěn)扎穩(wěn)打:核電在戰(zhàn)略上具有競爭力源于它有著不可替代的優(yōu)點:它是高能量密度的能源,輸出功率穩(wěn)定;它是比較清潔、低碳、環(huán)境友好的能源;這些優(yōu)點的展現(xiàn)又是以核電可以做到安全為基礎(chǔ)和前提的。
我國發(fā)展核能和可再生能源是為了逐步替代化石能源,而高比例的替代要求其終必然發(fā)展到一個相當大的規(guī)模。同時,核能是一個科學(xué)技術(shù)要素很多的產(chǎn)業(yè),其安全和規(guī);陌l(fā)展必將帶動多方面的科學(xué)、技術(shù)和工程領(lǐng)域的進步。對國家來說,這是一個搶占科技優(yōu)勢制高點的大戰(zhàn)略,也是創(chuàng)新型國家的重要標志之一。
我國已運行15臺核電機組,裝機1257萬千瓦(2012年數(shù)據(jù)),幾代核電人的卓越努力,使之保持著良好的安全記錄。
這既是發(fā)展的基礎(chǔ),也是信心的根據(jù)之一。核電目前在我國電力中占比不足2%(目前只有百分三點多),有著很大的發(fā)展?jié)摿。在這個戰(zhàn)略必爭的領(lǐng)域,保持指導(dǎo)思想和方針政策的穩(wěn)定性和持續(xù)性是重要的。
歷史地看,我國核能事業(yè)還很年輕,處在發(fā)展的初級階段。需要清醒地認識到,我國核能基礎(chǔ)研究薄弱,技術(shù)儲備不足,對長遠發(fā)展目標和路線圖的論證還不夠深入,全產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的發(fā)展尚未協(xié)調(diào)配套,核能發(fā)展的法制建設(shè)和管理體制有待改進完善。
在堅定發(fā)展核能的同時,需強化風(fēng)險意識,努力夯實各方面的基礎(chǔ),有一個“百年大計、穩(wěn)扎穩(wěn)打”的心態(tài)和安排。
“不要大躍進”的意見是對的。在我國的發(fā)展史上,未曾有過因頭腦冷靜、穩(wěn)步發(fā)展造成的失誤,倒是有狂熱的“大躍進”使國家損失慘重的深刻教訓(xùn)。我國核能迄今的發(fā)展是比較健康的。中央提出,國民經(jīng)濟要穩(wěn)中求進,核能今后的發(fā)展也應(yīng)該是這樣,為此,需認真做好一系列工作。
一、切實落實安全大檢查提出的各項整改措施,提升核安全文化素養(yǎng)和水平;研究和制定更高的核安全標準,從選址、設(shè)計、堆型選擇、建造、運行、管理等各環(huán)節(jié)確保運行安全,提高預(yù)防或緩解事故的能力,使放射性釋放的潛在風(fēng)險切實可控。
二、科學(xué)制定我國核能發(fā)展戰(zhàn)略,并在戰(zhàn)略的指導(dǎo)下調(diào)整和制定核能發(fā)展規(guī)劃及實現(xiàn)規(guī)劃目標的路線圖和具體措施。
中國工程院核能研究課題組建議,在2015年裝機約達4000萬千瓦規(guī)劃的基礎(chǔ)上,2020年我國核電運行裝機達6000萬~7000萬千瓦,在建約3000萬千瓦,可供研究和決策參考。對進一步實現(xiàn)更大規(guī)模核電的目標和時間表,有關(guān)單位和專家已有一些定量的研究和建議,盡管各家的估算存在著差異,卻有一個共同點,即規(guī)模與時間表要和鈾資源的可供性相匹配。
獲取鈾資源有幾種途徑,完全可以通過對情況的科學(xué)調(diào)研與分析,對技術(shù)可行性、市場可能性、供應(yīng)安全性、經(jīng)濟性及提高鈾資源利用率的途徑,得到更中肯的認識,并使相應(yīng)的研發(fā)投入和政策措施的制定,也建立在更充分的科學(xué)論證的基礎(chǔ)上。
三、沿海和內(nèi)陸核電站都要做到安全。對內(nèi)陸核電站確定嚴格的設(shè)計標準,且對排放約束更嚴是必要的。在場址的選擇上須作更充分的論證,特別是對避開地震帶和水源的穩(wěn)定可供性應(yīng)予以高度重視。歐美60%的核電機組建在內(nèi)陸;美國104座運行中的反應(yīng)堆,100個在內(nèi)陸;我國可充分借鑒其經(jīng)驗。
四、關(guān)于核能長遠發(fā)展的技術(shù)路線,涉及到熱中子堆以后如何發(fā)展的問題。我國目前啟動了實驗快堆的研究,但快堆的發(fā)展戰(zhàn)略尚不清晰,商用快堆采取何種技術(shù)路線,后處理技術(shù)如何選擇,其他堆型(包括裂變—聚變混合能源堆、小型核反應(yīng)堆、核動力堆等)前景如何……這些問題,宜多作研究,多進行論證。與此相關(guān)的是,需加強與核能有關(guān)的基礎(chǔ)性研究,如與反應(yīng)堆質(zhì)量和壽命有關(guān)的材料學(xué)研究,核反應(yīng)堆新概念、新技術(shù)、新工藝研究,從海水中提取鈾的研究等。我國未來的核能規(guī)?赡苁鞘澜缟洗蟮模仨毥⒃谙冗M而又可靠的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)之上。
五、高放廢物的分離—嬗變技術(shù)和核廢物的終處置問題,需早作研究和工程技術(shù)上的準備。高放廢物的地質(zhì)處置,須保持長期與生物圈隔離,避免對環(huán)境的危害。在已有工作的基礎(chǔ)上,應(yīng)加強研究和部署。
六、發(fā)展核能是國家行為,須更好地理順和完善管理體制和機制。發(fā)展核能的根本目的是造福人民,有關(guān)的科學(xué)普及工作和公眾參與需要制度化、常態(tài)化,這對贏得公眾的信心和支持是重要的。
從杜院士的這篇文章,我們可以看到,對中國核能的發(fā)展,觀點是一脈單傳的,國內(nèi)對其也是足夠?qū)徤骱涂陀^的,我們需要做到的是,堅定地走下去,以實現(xiàn)安全地發(fā)展。
原標題:對我國核能發(fā)展戰(zhàn)略的幾點思考