核專家：給“核電的未來”算命

預(yù)計(jì)近期和中期全球核工業(yè)的"未來"如何發(fā)展? 英國(guó)《國(guó)際核工程》雜志采訪了某些核工業(yè)專家[1]，請(qǐng)他們談，受哪些"因素"驅(qū)使，今后幾年能"看到"什么。英國(guó)的前景也值得關(guān)注.

2015年12月巴黎COP21氣候談判后，對(duì)如何轉(zhuǎn)向"低碳未來"有許多討論。發(fā)電是改變世界的關(guān)鍵因素。很顯然，世界某些地方關(guān)閉燃煤電廠是個(gè)"趨勢(shì)；但還不清楚對(duì)核工業(yè)有何影響。

美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）進(jìn)行過"核電的未來"研究[2]，斷言核電要大發(fā)展，核工業(yè)必須克服四個(gè)難題：成本、安全、廢物處置和核擴(kuò)散?，F(xiàn)今又添了"公眾認(rèn)知"。正如德國(guó)和瑞典證明的那樣，它可導(dǎo)致某些國(guó)家"放棄"核電。MIT的報(bào)告說，限制核電擴(kuò)大的因素如下：

" 成本：在解除管制的市場(chǎng)上，核電沒有成本競(jìng)爭(zhēng)力。然而，這個(gè)行業(yè)會(huì)合理地減少基建成本、運(yùn)行維修成本以及建設(shè)周期，縮小差距。

" 安全：現(xiàn)代反應(yīng)堆設(shè)計(jì)的嚴(yán)重事故風(fēng)險(xiǎn)非常小，重要的是不斷改進(jìn)和完善"良好實(shí)踐"。對(duì)公眾有影響的事故非常少。然而公眾對(duì)切爾諾貝利和福島事故的"認(rèn)知"，意味著核工業(yè)必須證實(shí)，相對(duì)其它任何燃料資源，在確保安全方面做了更大的努力。

" 核廢物：地質(zhì)處置技術(shù)可行，但還有待"實(shí)施"驗(yàn)證。

" 核擴(kuò)散：擴(kuò)大核電必然擴(kuò)大燃料處理和運(yùn)輸，而這可能含有"額外"的核保安挑戰(zhàn)。

這些憂慮有何根據(jù)是個(gè)有爭(zhēng)議的問題，但就全球?qū)穗娬J(rèn)知而言，差別極大。瑞典和德國(guó)決定分階段關(guān)閉核電，而中國(guó)和印度發(fā)展核電非常積極。

MIT的研究斷言，擴(kuò)大核電，公眾贊同至關(guān)重要。作為低碳電源，核電或許呈現(xiàn)更"正面"的觀點(diǎn)；但作為解決全球變暖的一種方法，似乎還沒有獲得足夠廣泛的公眾支持，表明可能需要更進(jìn)一步的公眾教育。

核工業(yè)內(nèi)部有什么觀點(diǎn)，能觀察到什么趨勢(shì)？采訪了這個(gè)行業(yè)不同領(lǐng)域的專家，搜集的他們的觀點(diǎn)見附錄1-4。

國(guó)際能源署的核能技術(shù)路線圖

國(guó)際能源署（IEA）2015年發(fā)表的報(bào)告談到今后20年內(nèi)核能的發(fā)展[3]。它說："在能源供應(yīng)和利用方面，當(dāng)前的趨勢(shì)不可持續(xù)。沒有果斷的行動(dòng)，2050年能源相關(guān)的二氧化碳排放量幾乎要加倍，化石燃料能源需求的增長(zhǎng)會(huì)加劇供應(yīng)安全的擔(dān)憂?？梢愿淖兦斑M(jìn)的道路，但需要能源革命，低碳能源技術(shù)要發(fā)揮重要作用。每個(gè)大國(guó)和部門都要全力投入。如果確信，現(xiàn)在做的投資決策不讓我們長(zhǎng)期用'次佳?技術(shù)，那么任務(wù)非常緊迫。"

該報(bào)告接著說，核能的近期前景受福島事故影響，引起對(duì)核電廠安全的擔(dān)憂，導(dǎo)致"公眾認(rèn)可"率下降。這與全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)結(jié)合，質(zhì)疑資金密集項(xiàng)目的籌資，致使最近四年建設(shè)開工和并網(wǎng)率整體下降。但從中、長(zhǎng)期看，核能的前景依然是正面的。2014年初，總計(jì)72個(gè)反應(yīng)堆在建，是25年內(nèi)數(shù)量最多的。

中國(guó)可能是核電增容的"老大"，從2014年17GW到2050年250GW。2050年，中國(guó)將占全球核電裝機(jī)容量的27%。其它核電增長(zhǎng)的市場(chǎng)包括印度、中東和俄羅斯。

核安全仍然是核能部門的當(dāng)務(wù)之急。雖然核安全的首要責(zé)任在運(yùn)營(yíng)者，監(jiān)管部門在確保所有操作在最安全水平上實(shí)施起重要作用。福島事故的教訓(xùn)強(qiáng)調(diào)，監(jiān)管機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)堅(jiān)強(qiáng)而又獨(dú)立。必須提升各級(jí)部門的安全文化，特別是"后起"國(guó)家。

模塊式小堆（SMR）能給較小電網(wǎng)或不適合大型核電機(jī)組的孤立市場(chǎng)提供電力，擴(kuò)大核能市場(chǎng)。這種設(shè)計(jì)的模塊性質(zhì)或許還有助于突破融資屏障。該報(bào)告強(qiáng)調(diào)的一個(gè)因素是，如果核能的部署為實(shí)現(xiàn)部署目標(biāo)需要提供低碳能源，那么供貨商應(yīng)證實(shí)，能按時(shí)、按預(yù)算建成，而且新設(shè)計(jì)能降低成本。必須整合最近的首臺(tái)機(jī)組在項(xiàng)目管理和規(guī)劃、人力資源配備、供應(yīng)鏈設(shè)置、資格與監(jiān)督，以及反應(yīng)堆設(shè)計(jì)、建造簡(jiǎn)化和優(yōu)化方面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

這個(gè)報(bào)告雖然沒有直接與項(xiàng)目聯(lián)系，參考項(xiàng)目如芬蘭的奧爾基洛德3#機(jī)組是不言而喻的。這個(gè)項(xiàng)目2005年8月開始建造。最初定于2009年并網(wǎng)發(fā)電，但經(jīng)歷了許多推遲。最近宣布，預(yù)期2018年開始運(yùn)營(yíng)。一個(gè)為期四年的工程，比預(yù)定計(jì)劃晚了九年。這不是理想的、說服買主核電有生命力的方式。因此，這種趨勢(shì)說明，核供應(yīng)商必須確保有效的項(xiàng)目管理。

華爾街日?qǐng)?bào)

2013年華爾街日?qǐng)?bào)發(fā)表報(bào)告[4]，"什么阻礙著核能？"，涉及核工業(yè)面對(duì)的挑戰(zhàn)以及潛在的、應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)解決方案。它們包括經(jīng)濟(jì)、公眾的安全認(rèn)知和核廢物。

核電廠建造時(shí)間長(zhǎng)，成本比其它主流電力資源高。美國(guó)能源情報(bào)署（EIA）估算，美國(guó)建造一個(gè)新核電廠要六年。很長(zhǎng)的建造時(shí)間導(dǎo)致更加苛刻的融資條件，在部件和工程成本方面導(dǎo)致更嚴(yán)重的通脹。估算的核能基建成本是$5429/kW。相比之下，煤電$2883，煤氣化$3718，而煤電+碳扣押為$5138。后者被視為非常昂貴的技術(shù)，允許用來滿足新的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)此的解決方案，包括通過各種機(jī)制如碳稅或限額交易計(jì)劃，對(duì)碳排放設(shè)置標(biāo)價(jià)。頒證和批準(zhǔn)過程機(jī)構(gòu)改革能降低成本，然而這一舉動(dòng)的公眾認(rèn)知也許"適得其反"。

SMR提案能加快建設(shè)、降低成本和融資風(fēng)險(xiǎn)。迄今為止，美國(guó)核管理委員會(huì)（NRC）還沒有給任何SMR出具證明文件。

福島和切爾諾貝利事故成了公共意識(shí)，核能"風(fēng)險(xiǎn)"成了"負(fù)面"觀念。

對(duì)此的解決方案是非能動(dòng)安全。反應(yīng)堆依賴常設(shè)冷卻水以防過熱，總有個(gè)公眾"認(rèn)知"：不管多么遙遠(yuǎn)，水泵總會(huì)故障并使冷卻水供應(yīng)中斷。任何機(jī)械系統(tǒng)都可能發(fā)生故障；然而物理定律總是那么安全。必須應(yīng)用自然規(guī)律如重力、傳導(dǎo)和對(duì)流做出判斷，而不靠包含多少冗余系統(tǒng)的機(jī)械裝置。

1982年國(guó)會(huì)決定，美國(guó)需要深層地質(zhì)存儲(chǔ)核廢物。超過30年了，核工業(yè)還在等待必要的監(jiān)管步驟使之成行。深地存儲(chǔ)設(shè)施花費(fèi)了幾十億美元，但還不會(huì)建成。

說起來解決方案很簡(jiǎn)單，需要一個(gè)深地存儲(chǔ)設(shè)施，但在可用之前，核廢物仍然是個(gè)問題。

有什么可"覺察"的趨勢(shì)？

核供應(yīng)商、國(guó)際能源署、華爾街日?qǐng)?bào)，以及英國(guó)能源部長(zhǎng)都提到SMR，因?yàn)橛袠O好的潛質(zhì)，暗示到2020年代中期，就應(yīng)看到投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。

受訪者普遍認(rèn)為，世界各地的核能增長(zhǎng)不會(huì)很均衡。某些國(guó)家從政治上決定分期關(guān)閉核電，而其它國(guó)家有雄心勃勃的"擴(kuò)容"計(jì)劃。印度和中國(guó)很可能非常積極，而英國(guó)的計(jì)劃如按英國(guó)政府的預(yù)期進(jìn)展，也能成為令人振奮的市場(chǎng)。英國(guó)退出歐盟、法國(guó)和中國(guó)聯(lián)合投資欣克利角C項(xiàng)目出現(xiàn)某些反復(fù)，也是可以理解的[5，6]，中廣核集團(tuán)的反映禮貌、適當(dāng)[7]。

應(yīng)對(duì)氣候變化導(dǎo)致減少化石燃料使用，這將驅(qū)使核能與可再生能源成為"發(fā)電組合"。如果這樣發(fā)展，將迫使核電廠做"負(fù)荷跟蹤"運(yùn)行，因此面對(duì)的是用核電"調(diào)峰"。不久的將來，靈活運(yùn)行至關(guān)重要。

核能發(fā)展的關(guān)鍵障礙是公眾對(duì)安全的"認(rèn)知"。這迫使核能轉(zhuǎn)向"非能動(dòng)安全"。借此，即使有重大的自然事件如海嘯，所有后備系統(tǒng)發(fā)生故障，反應(yīng)堆靠物理規(guī)律確保安全。切爾諾貝利和福島事故之后提出的問題是："如果絕對(duì)會(huì)發(fā)生最嚴(yán)重的事件組合，有什么后果？"如果答案是解釋怎樣地不可能，公眾將不會(huì)"心悅誠(chéng)服"?；卮鸨仨毷牵?quot;如果發(fā)生絕對(duì)嚴(yán)重事件，那時(shí)反應(yīng)堆是安全的"。因此，可以期待本世紀(jì)中期會(huì)看到，非能動(dòng)安全成為"標(biāo)準(zhǔn)"。