◎本刊主筆 劉國偉
歐美領銜 亞洲崛起全球核電大勢盤點
◎本刊主筆 劉國偉

遠眺規模宏大的加拿大布魯斯核電站。日本柏崎刈羽核電站被暫時關閉后,裝機容量 727.6萬千瓦的布魯斯核電站成為當前世界上運營核電站中的王者。
1945年,人類研發的第一顆原子彈在美國新墨西哥州的沙漠中引爆,目睹遮天蔽日的蘑菇云,物理學家奧本海默引用梵文史詩“只有一千個太陽,才能與其爭輝”,來表達當時內心的感受。其后的70年間,人類一邊與毀滅性的核武器相伴并設法把它鎖在籠子里,一邊不遺余力地和平開發利用原子能。如今的核電與水電、煤電、可再生能源一起,構成了世界能源供應的基石,在世界能源結構中的地位舉足輕重。
核能與風電、水電和火電等能源方式相比,特別之處在于它通過鏈式反應釋放了原子核內的力量,這種特殊反應的威力遠遠超過一般意義上的化學反應和物理轉化,令人敬畏。自第二次世界大戰結束以來,在美國等發達國家的帶動下,核能開發經歷了實驗示范、高速發展、發展放緩和新世紀復蘇4個階段。核電因為環保、經濟性方面的突出表現,受到許多國家的青睞,也因其高昂的建設成本、養護成本及安全問題,讓很多國家心懷顧慮。
綜合國際原子能機構(IAEA)發布的年度報告和核電信息系統數據庫提供的資料,當前全世界運營中的核電機組有439臺,總裝機容量376934兆瓦(1兆瓦=1000千瓦),分布在30個國家,數量最多的是美國;在建核電機組69臺,分布在15個國家,數量最多的3個國家是中國、俄羅斯和印度,分別有25臺(編者注:該數據來自國際原子能機構2月8日更新的核電信息系統數據庫,涉及我國的統計數據仍應以我國國家核安全局的資料為準)、9臺和6臺;永久關停的核電機組有150臺,分布在19個國家,以美、英、德、法、日數量最多。
2013年中,全世界有4臺核電機組并網發電,10臺新機組開工建設。從在建核電機組數量和分布來看,亞洲仍然是短期和長期增長前景的中心,中國是其中的領頭羊。在目前使用核電的30個國家中,有25個正在或計劃擴大本國的核電規模。
另外,還有30多個國家摩拳擦掌,正在考慮核電計劃或正將核電納入其能源結構。2013年是有的國家在實現首座核電廠目標方面取得重要進展的一年,建設場面可謂如火如荼。這年5月,阿聯酋在巴拉卡場址為其第二臺機組澆注了第一罐混凝土;11月,白俄羅斯在奧斯特洛韋茨場址開始建造該國首臺核電機組,成為過去30年中第二個建造首座核電廠的國家。已經決定將核電引進能源結構的其他一些國家,正處于基礎結構后期準備階段:孟加拉國開始進行其位于盧普爾的兩臺核電機組的場址準備工作;約旦選擇核電建設出口公司作為其首座電廠的首選供應商;土耳其與日本簽署了關于錫諾普核電廠的兩項合作協定;越南做了寧順省兩個核電廠場址可行性研究的準備工作。

來源:國際原子能機構2013年度報告

來源:維基百科英文網
根據2013年國際原子能機構對2030年做出的預測,按低值估計全球核發電量將增長17%,按高值估計將增長94%。比2012年的預測值有所降低,原因有三:日本福島第一核電站事故在世界范圍內產生了持續的消極影響,天然氣價格低迷,可再生能源的使用率有所增多。

烏克蘭的扎波羅熱核電站是歐洲最大、全球第三大的核電站。
從現狀和趨勢來看,國際核電發展總體勢頭良好,但對數據進行進一步比對和分析,可以看出其中也有一些不樂觀的因素,在未來數年可能會對世界核電的發展造成一定影響。
隱憂之一:正在運營的核電站日趨“老齡化”,長期面對這些高齡核電機組,需要謹慎管理和應對各種挑戰。全球核電站中,運行超40年的機組有39臺,運行30年以上的至少170臺。為了讓高齡機組“延年益壽”,各國執行了不同的政策。美國有3/4的機組已經獲得可以工作到“60歲”的執照,法國則計劃只延壽10年。這種差異主要是由于延壽保障需要高額經費,根據所要達到的安全級別不同,對一個“40歲”以上的機組進行延壽的成本為14~55億美元不等。
隱憂之二:新核電站建設犯“拖延癥”,建設周期漫長拖沓。截止到2014年7月,在建的核電機組的平均建設時間達7年,至少有49臺被延期,其中有8個反應堆的“在建”狀態超過了20年。
隱憂之三:核電生產顯得后勁不足。《世界核能產業報告2014》提供的數字表明,世界核能發電量在2006年達到了峰值——2660太瓦時(1太瓦時=10億千瓦時)。幾經起落后,2013年發電量為2359太瓦時;核電在所有電力中的比例從1996年峰值的17.6%降到2013年的10.8%。之所以顯得增長乏力,福島核事故的影響不可低估,部分國家因此暫緩了核電發展規劃,日本暫時關停了核電站,德國和瑞士甚至有意棄核。核電發展地區差別大
從全球范圍看,核電發展的地區性差異非常明顯。核電對所在國家的技術實力和地理條件等指標門檻較高,迄今為止30個有核電站的國家基本都是能源需求旺盛、相對出得起錢和技術的國家,主要分布在歐洲(以經合組織國家為主)、北美(美國)和東亞、南亞一帶。
除了空間上的不均衡外,各核電發展國的核電發展條件和政策也有較大差異,這就導致了既有法國這樣核電占國家發電總量73%之高的國家,也有中國和伊朗這樣核電僅占國家發電總量很小部分的國家,即使是歐盟這樣高度一體化的國際組織,內部成員國之間也有著巨大差異。下面對歐洲、北美和亞洲三處核電站最為集中的區域分別加以介紹。
歐洲核電站占世界總量約1/3,非常密集,這些核電站集中在17個國家,大部分為歐盟成員國。50多年來,歐洲發展核電的國家對核電的優勢認同度高,已經形成了從研究、開發到生產的完整產業結構。以核電發電量計,歐洲是世界上核電發電量最大的地區。

世界核電站分布圖(截至2012年8月)

截至2015年2月8日,全球在建的核電機組有69臺,中國數量最多,為25臺。(編者注 :該數據來自國際原子能機構2月8日更新的核電信息系統數據庫,中國國家核安全局的該數字為26臺。涉及中國的統計數據應以國家核安全局的資料為準。)
但是在歐洲核電俱樂部國家里,各國在核電發展政策上的分化較為嚴重。歐盟內部有15個國家很愿意在核電方面進行投入,較有代表性的一方是以法國為代表的大力發展核電的國家。英國也表現出較強烈的發展決心,2012年4月英國能源部與商務部聯合公布《英國核未來》工業戰略文件,將核工業作為該國11個戰略發展領域,計劃將英國建設成民用核能領先的國家。2013年3月中旬,英國、法國、西班牙等12個歐盟國家簽署了部長級聯合宣言,表示將繼續維持作為重要低碳能源之一的核能發電。
其他一些國家則表現出猶豫和退縮。以德國和瑞士為代表,有意棄核。2011年福島核事故發生后,瑞士政府宣布在本國現有反應堆達到運行壽期后,不再新建替代反應堆。德國近些年來將主要精力放在可再生能源發展上,目前投運的核電站有9座,2013年發電量為97太瓦時,占德國發電總量的15%,但比2011年發電量有所減少,這和福島核事故后暫時關停8座1980年以前投運的核電站有關。2011年,德國決定在2022年前關閉所有的核電站。
北美地區,美國商業運營中的核電機組有104臺,加拿大19臺,墨西哥2臺。美國擁有世界上最多的核電站,分布在國內30個州,2013年核電產量為789太瓦時,占國內發電總量的19.4%。美國核電的運營業績很突出,核電的單位成本已經堪比煤電甚至更低。但是美國的核電機組大多已過“而立之年”,很多機組通過延壽方案繼續運營。
1979年的三哩島核事故使美國對新建核電站態度十分謹慎,但是,核電對于美國的重要性不言而喻。小布什和奧巴馬政府都通過不同的方式支持核電的發展。福島核事故后,美國能源部鼓勵創新型小型模塊化反應堆盡快實現應用。奧巴馬批準能源部撥出83億美元的貸款,用于扶持新核電站的建設融資。新的核電站將采用美國西屋電氣公司的“AP1000”設計,該設計使用的是非能動冷卻系統,通過重力和冷凝來冷卻燃料棒,可以有效杜絕類似日本福島核電站的核事故發生。
地廣人稀的加拿大雖然擁有豐富的自然資源,但加拿大政府對清潔能源和可再生能源的研發利用仍然不遺余力,水電約占發電總量的六成。核電方面,該國投運了4座核電站的共19臺機組,占發電總量的16%,絕大部分位于經濟發達、人口稠密的安大略省境內。其中,擁有8臺核電機組的布魯斯核電站是目前全世界現役核電站中最大的一座。
目前亞洲地區運營中的核電機組有120多臺,本國資源匱乏、多年來嚴重依賴核電的日韓兩國占了一多半,中國和印度的在建機組數量排名領先。根據國際原子能機構的最新預測,在未來的20年中,全球的核電使用將持續增長,亞洲地區的增長尤為明顯。國際能源署也在《2040全球能源展望》中提出,未來30年間,核電的增長主要集中在發展中國家,尤其是中國、印度這兩個最大的發展中國家。
2013年11月,根據中美兩國元首在北京發布的聯合聲明,中國力爭在2030年達到二氧化碳排放峰值并提高非化石能源的比例。除了大規模投資建造新核電站,中國還在技術領域積極投入研發,增加了超高溫氣冷堆、超臨界水冷堆和鈉冷快堆3個合作研究領域。有理由相信,未來核電將成為中國減排成功的關鍵所在。
(本文寫作過程中參考了《世界核能產業報告2014》和《國際原子能機構2013年度報告》等文獻,以及國際原子能機構、世界核能協會、國防科技信息網、維基百科、行業創新信息情報服務平臺和新華網等網站信息,特此聲明并致謝。)
本欄目責編/季天也jtyair2013@vip.163.com

福島核事故令世界核能發展受到巨大沖擊