
2014年7月12日清晨,日本福島縣近海發生了6.8級地震,并引發小規模海嘯,福島核電站的安全性再次引發人們的關注。
日本原子能規制廳很快做出表示,福島第一核電站以及東北地區其他的核電站,沒有發現異常。
發生于2011年的福島核事故,是核電發展史上最為嚴重的核安全事故之一,不僅給日本帶來了巨大損失,同時還給世界各國的核安全保障敲響了警鐘。中國高速發展的核電建設也因此降溫,核電業在反思的同時,亦在尋找更安全有效的核電路徑。
水核共建?
在后福島時代,面對日益嚴苛的發展環境,整個核電行業都在重新定位核電發展與安全性的平衡點,有關核電建設的大膽設想也不斷被提出。
2014年6月底,由長江勘測規劃設計研究院與中國核動力研究設計院共同承擔的中國工程院咨詢研究項目《核電站反應堆及帶放射性的輔助廠房置于地下的可行性研究》,通過了中國工程院組織的結題驗收。
這項于2013年2月啟動的研究項目,是中國首次就大型地下核電站建設進行系統研究。該項目設想將核島置于地下或山體內,常規島(汽輪發電機)置于地面,核島產生的高溫高壓蒸汽,通過隧道內的管道輸向常規島。
專家評審結果顯示,地下核電站的優勢突出,由于核島置于山體巖洞內,增加了屏障,提高了抵御飛射物、恐怖襲擊、臺風、海嘯等外部事件的能力。相較于地面設施,置于地下的設施受地震的沖擊相對較小,同時也增強了放射性的輻射防護能力。
該項目研究稱,國內現有的地下工程實踐和技術水平完全可以滿足地下核電建設的要求。
但建設成本不容忽視。一位參與了該項目評審的國家核安全局專家告訴《財經國家周刊》記者,“如果僅僅將地面核電站,簡單地復制到地下,就經濟性而言,非常不可取。”
中國工程院院士陸佑楣與葉奇蓁,是最早提出地下核電站設想的學者。福島事故后,國內加強了大型電站的安全檢查,原三峽總公司總經理陸佑楣在考察水電工程時,發現大型水電站的地下廠房,完全可容納第三代核電機組,提出建設地下核電站的設想。
不過上述核安全局專家指出,在地下建設同等規模的核電站,其選址要求會遠高于常規核電站。這就意味著其廠址資源會非常有限,在某種程度上限制了其發展潛力。“目前對地下核電站的可行性研究更像是一種核電技術的儲備。”他說。
“水核共建,地下核電站能利用水電站的工程資源,可實現優勢互補。”核反應堆及核電工程專家葉奇蓁告訴《財經國家周刊》記者,“地下核電研究剛剛起步,現在看投資成本過高,但并非不可解決。”正如常規核電站的經濟性在起初也有問題,但隨著技術進步成本是可以下降的。
“小型堆”解困
“水核共建”的地下核電站受到頗多爭議,小型模塊化反應堆(SMR)核電卻成為獲得共識的“潛力”路徑。
福島事故使得核電業界的目光再次從常規核電聚焦于小堆核電,幾乎所有核電國家和核電企業都在進行相關研發。
相較于單機容量在60萬?100萬千瓦之間的常規核電機組,小型堆的單機容量在30萬千瓦以下。與常規核電站需要遠離人口密集區不同,小型堆通常所需要的疏散半徑僅為幾百米。
20世紀80-90年代,工業化國家的發電容量日趨飽和,電網出現容量過剩,大容量機組并網顯得不合時宜,小型反應堆核電應運而生,能更好地適應工業國家的電力負荷需求。
中國也已加入了研發小型堆核電的行列。中核集團的壓水堆ACP100,已于2011年被列入國家《能源發展“十二五”規劃》和《國家能源科技“十二五”規劃》,2014年中核集團完成整體初步設計,并具備了2015年年底商業化建設的條件。
《財經國家周刊》記者從中核集團獲得消息,中核集團已與福建、浙江、江西、湖南、黑龍江、吉林等多個省份簽署了小型堆核電站的開發協議。按照中核集團的計劃,將在湖南建成首個中國內陸核電小堆項目。
在國內內陸核電站建設依然陷于安全性困頓的眼下,“小型堆憑借其自身優勢,很可能會成為打開內陸核電困局的鑰匙”,中電投內部人士告訴《財經國家周刊》記者。
小型堆核電的最大優勢就在于安全性能高,廠址條件要求簡單,模塊化建造更為靈活、建設周期短、成本相對較低。
目前,中電投在湖南的小型堆正在進行前期準備。中電投與國核技分別在與西屋公司合作,積極推進小型堆。“國核技在AP1000技術的基礎上,一方面形成大型CAP1400技術,同時還提出了小型堆技術CAP150。”國核技專家委委員林誠格告訴《財經國家周刊》記者。
國際原子能機構(IAEA)數據顯示,全球現有26座小型堆處于運行中,分布在十多個國家中,其用途仍以提供電力為主。其實,小型堆用途廣闊,供暖、海水淡化、制冷、工業用熱、為海上平臺提供能源等等。
2013年3月,美國能源部發布了一項新的科研資金資助計劃,資助美國工業界研發新型模塊化、小型核反應堆,6月,美國田納西州啟動了全球第一個商業化的模塊化小型核電站項目。
目前中國的小型堆主要有三種技術路線,即華能集團的高溫氣冷堆、清華大學的低溫核供熱堆和中核集團的壓水堆ACP100。
2012年12月,由華能、中核建、清華大學共同開發建設的石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程,成為中國首個展開工程實踐的小堆項目。
據了解,國家核安全局也在積極推動小堆核電站發展,2013年開始立項、調研有關小堆核電站的安全法規、安全審查、安全監管等問題。