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核电专家热议我国核电发展规模和安全风险

2011-04-10 中国核能杂志 3
·对当前我国 核电发展的总体形势评价

·我国核电发展规划的调整

·西方发达国家在核电技术方面的改进和发展

·我国二代改进型的安全水平到底怎么样

·切尔诺贝利事故是怎么回事

·三代与二代技术的安全性差别真有那么大吗

·我国核电发展的前景展望

2011年1月6日-7日,全国能源工作会议在北京召开。会议总结了我国“十一五”期间坚持科学发展、着力推进能源结构调整取得的成就,充分肯定了核电等清洁能源快速发展的良好势头,提出了“十二五”期间加快开发新能源和可再生能源,在确保安全的基础上高效发展核电的发展思路和发展目标。与此同时,有期刊载文对我国核电发展的规模和长期安全风险问题提出了质疑,引起了国内外舆论和相关机构的广泛关注。为此,《中国核能》记者就相关问题采访了中国核能行业协会理事长张华祝和副理事长赵成昆。

记者(以下简称记):张理事长,赵副理事长,非常感谢二位领导在春节即将来临之际接受我们的采访!首先,我想请张理事长评价一下当前我国核电发展的总体形势。

张华祝(以下简称张):众所周知,“十一五”期间,我国核电事业在党中央、国务院的领导下取得了举世瞩目的成就。

从秦山和大亚湾 核电站开工建设算起,我国核电走过了20多年的发展历程。通过工程建设和电站运行,培养了一大批核电专业人才,并在设计、制造、建设和运行等方面积累了丰富经验。2005年中央提出了“积极发展核电”的方针,2007年10月国务院颁布了《核电中长期发展规划(2005-2020年)》。从此,我国核电进入了一个快速发展的新时期。

2010年有2台新的核电机组建成,我国投入商运的核电机组数增加至13台,总装机容量达到1080万千瓦,占世界核电总装机容量(3.75亿千瓦)的2.88%;2010年我国新开工建设10台核电机组,在建核电机组数达到28台,总装机容量为3097万千瓦,占全球在建核电总规模的40%以上。

我国核电机组运行业绩良好,运行水平不断提高。世界核电营运者协会(WANO)的统计分析结果表明, 中国核电厂不仅完全满足国际核安全要求,而且运行业绩指标总体处于世界先进水平。

核电建设总体进展状况良好,工程管理和现场施工专业化水平不断提高;天然铀资源开发顺利推进,核燃料循环领域相关环节的产能和技术水平不断跃升;核电领域国家科技重大专项取得新进展,中国实验快堆实现首次临界,高温气冷堆示范工程即将开工建设;二代改进型核电关键设备国产化率达到80%以上,三代核电部分关键设备或重要部件能够自主制造;人才队伍建设受到政府、企业和社会各界的高度重视,一大批优秀人才在核电的建设和运行实践中迅速成长。

总之,在积极发展核电方针的指引下,我国核电正按照安全、高效的要求,稳步有序地推进,取得了很好的成效。

当然,在快速发展过程中也存在一些这样或那样的问题,例如人力资源紧缺状况依然存在,部分设备或重要部件的制造能力尚不能满足工程建设的要求,等等。这些问题已经引起政府主管部门和业界的高度关注,正在采取一系列积极有效的措施加以解决。我相信,通过努力,这些问题都能得到妥善的解决,我国核电将会继续保持快速、稳步、健康发展的大好形势。

记:两年以来,我国核电发展规划调整一直是业界热议的话题,请问张理事长,您对此有什么看法?

张:首先让我们看一看核电发展规划的执行情况。目前在建的28台机组在“十二五”期间将陆续建成,届时我国投运核电总装机容量将超过4000万千瓦。也就是说,核电中长期发展规划所确定的目标提前5年实现已没有太大的悬念。那么,今后5至10年核电如何发展?当前的发展速度是否应当保持?新的规划目标如何确定?势必成为政府主管部门考虑的重点,成为业界热切关注的话题。

其次,从调整能源结构、应对气候变化的要求来看,要实现非化石能源争取到2020年占一次能源消费比重达到15%左右的目标,继续保持核电快速发展是十分必要的。目前我国核电装机只占全国电力总装机的1.1%,规模实在太小。即使今后5至10年大致保持目前的发展速度,2020年核电装机容量达到7000-8000万千瓦,核电占一次能源消费的比重也只能达到3.5%左右。因此,从大力调整能源结构,加快新能源开发的要求来看,调整核电发展规划目标,保持核电快速发展的势头也是势在必行。

再从可能性来看。经过近几年的快速发展,我国核电从研究设计到工程管理、从设备制造到现场施工,能力和水平显著提升;天然铀供应和核燃料保障工作得到加强;企业内部资源整合力度加大,人才迅速成长。总的看,各方面保障条件日臻完善,为核电快速发展提供了有力支撑。核燃料供应、设备制造、人才队伍建设等方面存在的问题,带有明显的阶段性特征,在各方面的高度重视下,也不会成为制约核电快速发展的因素。我认为,经过各方共同努力,保持目前的发展速度, 2020年建成7000-8000万千瓦核电的目标是可以实现的。

记:我想请问一下张理事长,在过去20多年时间里,西方发达国家在核电技术方面有哪些重要的改进和发展?

张:在世界核电50多年的发展历史上,发生了两起严重事故。一起是1979年3月美国 三里岛核电厂2号机组的堆芯严重损坏事故,另一起是1986年4月前苏联切尔诺贝利核电厂4号机组的放射性大量释放事故。这两起严重事故对世界核电的发展造成了严重的负面影响。

为了使核电摆脱这两起严重事故的阴影、重新走上复苏的道路,由美国核电界牵头,持续不断地做了两件事:一是改进投运核电厂的安全性和经济性;二是研发新的核电技术。

首先,在三里岛事故发生后,美国针对提高核电厂运行安全可靠性,在技术改进和提高核电机组运行管理水平两个方面进行了大量卓有成效的工作。美国投运核电厂的运行安全可靠性得到全面提升。实际上,现在世界上正在运行的二代机组,通过持续多年的技术改造,已在不同程度上进化为二代改进型技术。一些预防和缓解严重事故后果的措施已在二代机组上得到应用。国际核电界人士普遍认为:二代改进型压水堆的安全性是有保证的,是完全可以接受的。

以美国为例。美国核管会(NRC)通过对核能与全社会其它行业发生事故的深入比较分析,得出二代核电是足够安全的结论。NRC据此接受现役核电机组寿命由40年延长到60年的申请,将来还准备进一步延长到80-100年。截至2011年1月底,NRC已完成了61台机组的运行执照延期审批,正在审评延期的机组还有21台,将要申请延期的机组有14台。这就是说,92%以上的美国核电机组都可能延长运行寿期,其中不少机组还通过技术改造实现了增容。意味深长的是,三里岛核电厂未发生事故的1号机组也获准延期运行到2034年。

其次,研发三代核电技术。自上世纪90年代开始, ABWR、系统80+、AP600、AES-92、EPR、AP1000等三代核电技术先后推向市场,其中部分技术被业主采用。由于三代核电技术全面考虑了预防和缓解发生频度极低的严重事故后果的安全措施,在设计理念上也更加先进,安全性能更好。与此同时,三代核电技术大量吸纳了二代机组在长期改进中开发的技术和先进管理手段。因此,三代技术实际上是二代技术的发展和延伸。割裂二代、三代核电技术上的连续性,看不到二代核电的技术改进,既不符合客观事实,也不利于核电的健康发展。

记:有一种说法认为,“中国二代核电机组设计安全水平较低”,将使我国核电的“安全风险远高于其他国家”,有些人甚至担心,我国二代改进型机组上的过多,会“带来长期的风险”。那么,请问赵副理事长,我国二代改进型的安全水平到底怎样?

赵成昆(以下简称赵):任何事物,包括“安全水平”都是一种相对概念,核电也一样。我理解,所谓“中国二代核电机组设计安全水平较低”是相对于目前正在开发的俗称“三代”的先进型核电机组而言,如AP1000、EPR等。其中,一个大家都熟悉的技术指标就是堆芯严重损伤频度(CDF),还有一个就是预防和缓解严重事故的措施。

先说目前世界上正在运行的441台机组,包括美国的104台机组,除去几台ABWR以外,绝大部分属于二代技术或二代改进型技术,其堆芯严重损伤频度约在10-4∕堆年。这些堆的安全水平完全符合国际原子能机构对现有核电厂的安全要求,也符合美国核管会对现有美国核电厂的安全要求。美、法等核电先进国家对其在运核电厂的安全是有充分信心的,并在经验反馈的基础之上,通过技术改造,加强管理(包括普遍制订严重事故管理措施),经过严格的安全审查,相当一部分建于上世纪70年代的核电机组获准延长运行寿期,取得了良好的经济效益和社会效益,大大增强了公众对核电安全的信心和可接受性。当然,上世纪发生的三里岛核事故和切尔诺贝利事故,的确向核电界敲起了警钟,要关注以前认为不太可能发生的严重事故,并要求采取预防和缓解严重事故的措施,以确保核电安全。基于此,1986年,美国核管会确定了未来先进型核电厂的定量安全目标。其中,对发生严重事故概率风险评估方面提出了两个目标指导值,即堆芯严重损伤频度应低于10-5∕堆年,由于反应堆严重事故所导致的向环境大量释放频度应低于10-6∕堆年。IAEA也于1999年提出了同样的要求。此后,法国等许多国家也都采用了这两个目标指导值。

从上世纪90年代初开始,美国、法国等核电先进国家开始致力于先进核电站设计,先后推出AP1000、EPR等三代核电技术,其设计安全水平得到了较大提高,CDF可降到10-6~10-7∕堆年。目前,除我国率先开始建造4台AP1000以外,美国人自己尚在审查之中,EPR也只有4台在建,包括我国2台。这些采用新技术的核电工程,特别是革新型核电工程,基本属于“首堆工程”,建成后需要对其安全性、经济性、可靠性进行全面的验证和评估,才能在取得经验后逐步推广,实现商业化。

记:那么,我国二代改进型核电机组的安全情况如何呢?

赵:核电业界都清楚,我国的核电二代改进机型,是在从法国引进机型的基础上,经过消化吸收和大量的技术改进,特别是采取包括部分严重事故预防和缓解措施在内的一系列安全改进措施后,逐步发展起来的。这种机型成熟、安全、经济性好。所有投运核电机组运行良好,没有发生国际核事件分级2级和2级以上的运行事件,放射性排出物剂量水平远低于国家标准。我国二代改进机型的先进性、安全性,应该说比美国正在延寿和技改的大部分机组更好一些。2007年8月,国家环保总局核与辐射安全中心与清华大学核能院联合完成的《第二代改进型核电厂安全水平的综合评估报告》指出,我国大亚湾、岭澳、岭澳二期3个核电厂发生堆芯严重损坏事故频度(CDF)分别为2.13×10-5∕堆年、1.94×10-5∕堆年和1.53×10-5∕堆年。这个值虽然与三代技术有些差距,但已经与美国电力公司用户要求文件(URD)对三代核电技术的要求非常接近了。当然,评价一个核电机组的安全性不光是CDF一个指标,还有许多其他重要指标。就总体安全指标而言,其安全性处于当今世界在运核电机组的先进水平,完全符合我国和国际核安全标准的要求。

所以,为了适应我国能源结构调整的迫切需要,在我国三代核电具备商业化推广之前,抓紧建造一批成熟的、安全的、经济的、设备国产化程度高的二代改进型核电机组,不存在“安全风险远高于其他国家”的问题,也不用担心会“带来长期的风险”。否则就很难解释目前美国将二代核电厂延寿至60年甚至80年的政策。另外,即使到2020年,我国二代改进型核电机组充其量也只有50来台,不到届时世界在运核电机组的十分之一,只有美国的二分之一。美国人对自己上世纪70年代建造的100来台核电机组的安全运行都充满信心,我们似乎没有过分“担心”的理由。只要我们始终坚持“安全第一、质量第一”的方针,确保建造质量,做好安全运行管理,核电安全是有保障的。

记:刚才您提到了切尔诺贝利事故,广大公众也对此十分关注。赵副理事长能否简单介绍一下,切尔诺贝利事故是怎么回事?我国核电厂会发生类似的事故吗?

赵:好的。1986年4月26日前苏联乌克兰地区切尔诺贝利核电厂4号机组发生了一起严重的核事故,它是世界核电历史上最严重的一次事故,一段时期内对世界核电造成极大负面影响。

切尔诺贝利事故发生的原因很多,国际公认的主要原因,一是切尔诺贝利核电厂采用的石墨水冷堆,堆设计本身就存在一些安全缺陷;二是运行人员严重违章操作,致使反应堆跌入失控状态,造成堆芯严重烧毁。与此同时,由于缺少安全壳这道最后的安全屏障,事故过程中产生的大量放射性物质直接进入环境。

我国核电发展的主力堆型是压水堆,堆芯设计不存在类似的缺陷,从机理上根本排除了发生类似事故的可能性。

其实,在我国国家高层领导和核电界,对此早已有了明确的结论,这在《起步到发展——李鹏核电日记》一书中有详细的记载。否则,我国核电不可能在全球核电跌入低谷的上世纪80年代中后期,迈出了最初的发展步伐。

记:据有些专家说,三代比二代“安全100倍”。请问赵副理事长,三代与二代技术的安全性差别真有那么大吗?

赵:首先谈谈我对核电安全的理解。我认为构成核电安全有3个主要因素。其一为设计安全水平,其二为核电建造质量,其三为核电厂的安全运行维护水平。此外,当然还离不开国家核安全监管部门的严格监督与管理。但就从承担核电厂全面安全责任方面而言,主要是做好前三条,从核电厂选址开始,到设计、建造、运行,直至退役,要全过程自觉接受国家核安全监管和相关政府部门的监督与管理,保证核电厂的设计,特别是安全设计符合国家相关法律法规的要求,保证建造质量符合设计要求,并通过严格培训运行人员,确保安全运行所需的各类资源,确保核电厂所有系统和设备处于最佳状态,加强全员的核安全文化教育等方面的工作,以确保安全运行。所以,核电厂的设计安全水平是核电厂安全的一个基础或前提。一个设计安全水平低的核电厂很难达到高的安全水平,但这不是全部,确保建造质量和核电厂的安全运行水平同样重要。

前面谈到,就设计安全水平面言,我国二代改进型机组的堆芯严重损伤频度已接近10-5∕堆年,而有的三代机组可达10-7∕堆年。我想所谓“三代比二代安全100倍”的说法也许是由此而来。基于我对安全的认识,通过单个概率指标的比较就得出“100倍”的结论,这种说法似乎很不全面,也欠科学。

另外,在这里我还要指出,如果核电不能以我们所能承受的经济代价提供可靠的能源供给,即使它的安全水平再高,人们也不会选择它。所以“安全”与“价格”之间有一个平衡点,而不是“安全水平”越高越好。就堆芯严重损伤频度面言,国际上推荐10-5∕堆年是有科学依据的。目前美国三代核电(他们称之为“先进堆”)也是雷声大、雨点小(甚至还没有雨点)。据美国一家相当有影响的机构分析,其主要原因有三:一是价格高,企业普遍难以接受;二是主要设备要求高,市场能力缺乏;三是采用三代技术的核电机组还未建成,更缺乏建造与运行经验反馈,铺开了风险大。中国走在前面,他们很高兴。但他们这种风险意识是不是也值得我们学习呢!

记:常听到一些人说,当前国际上新建核电大都采用三代技术。请问张理事长,事实是这样吗?

张:这种说法与事实出入很大。这里我引用一下国际原子能机构的最新统计数据:2010年并网发电的5台机组,全部都是二代机组;2010年开工建设的15台机组中,属于三代的有日本1台ABWR、俄罗斯1台AES-2006、中国台山1台EPR,以及中国海阳1台AP1000;其余11台均属二代机组,包括印度2台、巴西1台,俄罗斯1台,以及中国的7台二代改进机组。

截至2010年底,全世界在建的66台机组中,可以归入三代的有19台,占29%,其中发达国家仅有4台:芬兰与法国各1台EPR,日本2台ABWR。特别要指出的是,世界最发达的美国三代机组一台也未建,美国正在建设的1台117万千瓦的压水堆也是二代机组。

记:能否请张理事长概括性地展望一下我国核电发展的前景?

张:好的。在党中央、国务院的领导下,过去五年,我国核电建设取得了举世瞩目的成就。在以科学发展为主题、以转变发展方式为主线的“十二五”期间,核电将会继续保持快速发展势头,在清洁能源发展中扮演更加重要的角色。全国能源工作会议对如何在确保安全的基础上高效发展核电,提出了总体发展思路和具体的发展目标,对今后5年我国核电健康有序发展具有重要的指导作用。

展望今后5年我国核电发展前景,令人振奋!今后5年,将会有30台左右核电机组建成投产,我国核电总装机容量将达到4000万千瓦,核电年发电量将达到3200亿千瓦时,核电占一次能源消费比重将达到2.2%,就运行核电规模来说,我国将进入世界核电大国行列。首批三代核电机组建成投产,标志着我国三代核电技术的引进,成功地走过了消化吸收全过程,对顺利推进后续项目建设和增强自主创新能力意义重大。

今后5年,将新开工建设3800万千瓦核电,每年新开工8台左右机组。特别重要的是,从2013年开始,每年开工的与建成投产的机组数量大体相当,在建规模将进入一个相对平衡的状态。“十二五”期间开工建设的核电项目,为实现2020年建成7000-8000万千瓦的目标打下了坚实基础。

此外,天然铀供应与核燃料保障能力将得到进一步加强;国家科技重大专项和其他一些重大科研项目将取得新进展,核电研发能力得以提升;设备制造与供应更加适应核电发展需要,三代核电关键设备国产化将成为攻关重点;人才紧缺状况可望缓解,人才建设的重点将更多地转向注重提高人员素质。

安全是核电的生命线。要保持我国核电稳定、健康发展,必须紧紧抓住核电安全运行,抓好核电建设质量,不能有丝毫的松懈,这是我国核电发展的根本。

记:谢谢张理事长和赵副理事长接受本刊的采访。我谨代表《中国核能》编辑部,祝二位领导工作顺利,春节快乐!
标签: 核电
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