社會發展的進步和人類福祉的提高離不開能源。各國能源戰略的調整與其各自的能源結構、能源分布、供給安全、供需關系、生態文明、可持續發展等密切相關。當我國發展到中等發達國家時,預計全國需要的發電裝機容量將超過20億千瓦。在對不斷增長的能源需求不存在不當限制的情況下實現保護人類和保護環境的目標,將是我國面臨的巨大挑戰。核電是安全、清潔、優質的現代能源。世界電力供應的約16%來自核電,2012年,法國核電占總發電量的74.8%,韓國占30.4%,美國占近19.0%,而我國僅占2.0%[1]。核電在我國應該而且完全可以發揮更大的作用。
我國核電建設一直堅持采用國際原子能機構(IAEA)推薦的先進安全標準,目前新建核電的安全技術也已處于世界核電的先進水平,核電技術完全可以滿足在內陸發展的環境標準和安全要求,我國在內陸發展核電的條件已經成熟,核與輻射安全是有保障的,環境風險是可控的。
內陸核電是我國綠色低碳能源發展的重要戰略選擇
盡管煤炭、石油等化石能源面臨著資源枯竭和環境保護的制約,但勿容置疑,在今后相當長的時期內,化石能源仍將是世界能源供應的主體,我國也不例外。我國能源結構還處于以化石能源為主(占90%以上)的階段,非化石能源占一次能源消費的比重約為8%。為實現可持續發展、保護生態環境、應對氣候變化、履行國際義務,中國政府承諾,到2020年非化石能源占一次能源消費比重將達到15%左右,單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。
目前,我國燃煤發電量占總電量的比例過高,總量過大,已經成為我國大氣污染、溫室氣體排放和多種環境生態問題的主要原因,多數地區已經難以承受煤電的進一步增加;風能、太陽能發電等可再生能源在短期內還難以成為主要能源;水電可繼續開發的潛力也有明確資源限制。為此,國務院《大氣污染防治行動計劃》要求,積極有序發展水電,開發利用地熱能、風能、太陽能、生物質能,安全高效發展核電。到2017 年,將非化石能源消費比重提高到13%,其中運行核電機組裝機容量將達到5000萬千瓦。
面對著我國逐年增長的能源需求、短缺的化石能源和環境污染物消減的巨大壓力,社會各界普遍認為核電應該而且完全可以作出更大的貢獻。首先,在節能減排方面,核電鏈排放溫室氣體的歸一化排放量(每生產單位電量所排放污染物的量)約為煤電鏈的1%,若用核電替代相同電功率的燃煤發電,一座百萬千瓦電功率的核電機組運行,每年可以節約發電用煤300多萬噸,可以減少碳排放600多萬噸,同時也可大量消減氣載污染物的排放。當我國核電規模達到7000萬千瓦時,則一年大約可減排4.2億噸二氧化碳,可為完成碳的減排目標作出顯著貢獻。其次,在燃料運輸方面,過多地使用煤炭,已給運輸帶來巨大的壓力,一座百萬千瓦電功率的核電廠和火電廠相比,核電每年耗用核燃料約25噸,僅為火電廠耗燃煤量的十萬分之一,可極大地緩解煤炭的運輸壓力。再次,從核電廠址布局上看,僅在沿海建設核電與內陸省市對綠色能源日益增長的需求不相適應。一是從核電廠址安全上考慮符合建造核電廠的沿海廠址有限,難以保障未來核電的規模發展;二是目前沿海到內陸的輸電走廊擁擠受限;此外,內陸電網安全缺乏穩定電源支撐,核電作為穩定的電源可保證電網的安全。因此,發展內陸核電是優化能源戰略布局和緩解火電燃煤運輸壓力的最有效途徑之一,也是我國保護生態環境,特別是改善大氣環境質量和治理大氣霧霾的必要措施。
國內外實踐表明,在內陸建設核電的工程技術和運行管理是完全成熟的。世界各國運行的核電機組大部分都建在內陸,如美國內陸核電廠有39個,內陸核電機組占所有核電機組的61.5%,已經有2000多堆年的運行經驗,其中密西西比河流域建有21個核電廠,而且該流域還擬新建約1000萬千瓦的5個核電項目;法國有14個核電廠位于內陸地區,內陸核電機組占所有核電機組的69.0%,已有約1000多堆年的運行經驗;中歐、東歐及俄羅斯等國的核電廠也多數分布于內陸[3]。中國核工業集團作為我國核電建設和運行的主力軍之一,在內陸已經建成和正在運行著多個核反應堆,并且成功出口巴基斯坦恰希瑪核電站,已有2臺核電機組投運,2臺核電機組在建,也都在內陸,已有內陸核電建設的經驗。
綜上所述,在能源供應安全、能源結構調整、以及改善生態環境和應對氣候變化等方面核電具有不可替代的戰略作用,成為我國安全、綠色、低碳能源發展的重要戰略選擇。目前我國的核電廠都分布在沿海地區,繼續在沿海發展核電,必然會受到核電廠址資源和輸電走廊的限制,僅在沿海布局和建設核電已難以滿足內陸省市發展對能源日益增長的需求和支撐電網安全的要求,因此,建設內陸核電成為核電進一步發展的理性選擇。
內陸建設核電可以滿足嚴格的環境要求和相應標準
國內外核電廠多年運行的實踐表明,核電廠流出物中放射性核素的排放已經控制在很低的水平,液態流出物排放對受納水體實際造成的累積影響極小,內陸核電廠運行中流出物排放對周圍公眾產生的照射低于天然輻射源照射所致公眾劑量的1%,是完全可以接受的。
現有用于核電工程的流出物消減技術表明,內陸核電廠通過采用絮凝、過濾、離子交換、蒸發、反滲透等多種組合的最佳可行技術(BAT技術),對含有放射性核素的廢水進行適當處理,實際上完全可以達到更高的水準,使得液態流出物中的放射性核素含量極低,實現“近零排放”,滿足嚴格的環境要求,并達到受納水體的環境質量標準。
我國已經建立的核安全法規、安全基本標準和多層次的安全與防護的審管要求,嚴格的許可證制度和有效的監督機制,可以確保核電廠安全運行,實現基本安全目標:保護人類和環境免受電離輻射的有害影響,而對核電廠的運行不存在不適當的限制。事實上,與我國3.1毫希弗/年的天然輻射照射平均本底輻射水平相比,我國對核電廠運行流出物排放所致公眾照射的控制是相當嚴格的。特別是,在國家標準《核動力廠環境輻射防護規定》(GB6249-2011)中,不僅規定了流出物排放的總量控制值,而且在流出物排放濃度限制方面也提出了嚴格的技術要求和管理要求。其中內陸核電廠液態流出物排放濃度的限制比沿海核電廠的限制還嚴格10倍。
對于我國運行的壓水堆核電站流出物排放,已有研究結果表明:與聯合國原子輻射影響科學委員會(UNSCEAR)2008 年報告給出的1998~2002 年期間全球所有壓水堆平均歸一化排放量(每生產單位電量的流出物排放)相比,液態流出物中,氚的歸一化排放量平均值為20.3TBq/GWa,與全球平均值(20TBq/GWa)相當,除氚外核素歸一化排放量平均值為全球平均值(8.1GBq/GWa)的70.4%;氣載流出物中,惰性氣體和碘的歸一化排放量平均值分別為6.3 TBq/GWa和0.11 GBq/GWa,分別為全球平均值的57.3% 和36.7%。
實際上,燃煤電廠煤炭燃燒排放物中也含有放射性核素,核電廠流出物排放所產生的輻射劑量也遠低于燃煤電廠所產生的輻射劑量。從對公眾產生的輻射照射看,研究結果表明,煤電鏈約為420人.Sv/GW.a,核電鏈僅為8.39人.Sv/GW.a,煤電鏈所致公眾的集體有效劑量約為核電鏈的50倍。
此外,核電如同火電一樣,都需要可靠地獲取冷卻水。在這方面,目前已有很多方案可以用來降低火(核)電廠的用水量和耗水量。其一是使用干式冷卻和干法凈化技術;其二是使水在電廠內部循環利用;其三則是尋找可資利用的水源,包括城市生活污水、農業徑流等回用,如位于沙漠的美國佩羅佛德(Palo Verde)核電廠使用了來自與其距離30英里的鳳凰城(Phoenix)的城市污水處理設施的再生水,同時在廠內采用閉式循環冷卻[6]。事實上,盡管全球每年的發電量穩步上升,但電廠的取水量從1980年就趨于平穩,這意味著發電過程中的用水效率已經提高。在1950年,每產生1000度電需消耗240立方米水,而到2000年每產生1000度電只需消耗80 立方米水。因此,采用閉式循環冷卻(濕式或干式冷卻塔)或中水再利用技術等,可進一步減少電廠的用水需求和實際水消耗量,最大限度地保護水生生態環境。
內陸核電的核安全是有保障的,環境風險可控
盡管我國核電事業起步較晚,但在核電廠的選址、設計、制造、建造和運行等方面較好地借鑒和吸收了國際上的成熟經驗,核電建設一直堅持采用IAEA推薦的先進安全標準,具備一定的后發優勢。為了保證核電廠的安全,我國已經制定了必要的核電廠選址、設計、建造、運行以及退役的安全規定,目前我國已經構建了比較完備的、與國際接軌的核安全法規標準體系,堅持“預防為主、縱深防御;新老并重、防治結合;依靠科技、持續改進;堅持法治、嚴格監管;公開透明、協調發展”的基本原則,始終以確保核安全、環境安全、公眾健康為目標,使得運行和在建核設施的安全水平不斷改進、持續提高。
福島核事故后,全國民用核設施綜合安全檢查結果表明,我國運行核電廠滿足我國核安全法規和IAEA最新標準的要求,具備足夠的應對核電廠設計基準事故的能力,也具備具備較完善的嚴重事故預防和緩解的措施,核電廠的運行安全是有保障的,安全風險可控。新建核電廠選址、設計、制造、建造的安全技術已處于世界先進水平,具備較完善的應對嚴重事故的能力,每堆年嚴重堆芯損壞事件的發生概率低于十萬分之一,大量放射性物質釋放事件的發生概率低于百萬分之一。
核電廠的選址也充分地考慮了極端外部自然災害所帶來的影響,通過核設施設計、廠址保護措施或管理程序,使核電廠具備充分抵御極端外部自然災害事件的能力,包括地震、地表斷層活動、氣象事件、洪水泛濫、土工危害、外部人為事件(飛機墜毀、化學品爆炸等),以及其他可能危及核設施安全的重要外部事件(有毒有害氣體、飛射物、電磁干擾等)。
類似福島由極端地震海嘯所致的核事故在我國不可能發生
盡管2011年3月11日日本東北地區宮城縣北部發生了里氏9.0級的大地震(即日本“3.11”大地震),超過了日本福島核電廠及其北側女川核電廠的地震抗震設計基準,但在該地震條件下都實現了反應堆安全停堆的功能,導致日本福島第一核電站核事故的直接原因是地震所引發的海嘯。迄今為止,核電歷史上尚未發生過由于地震而直接造成的核電廠不能安全停堆的核事故,但地震對核電廠運行安全的影響仍然受到高度關注,也是核電廠許可證審查的關鍵環節之一。
我國內陸核電廠址選擇在遠離地震帶的區域,避開對核電廠安全具有潛在影響的能動斷層,并考慮了廠址所在區域地震構造特征和特定的廠址條件,在核反應堆的設計中留有了充分的抗震安全裕量,地震安全是有充分保障的。
地震引發的海嘯具有顯著的地域性,縱觀大規模海嘯的發源地,均出現在海洋和陸地板塊相互碰撞的俯沖帶。日本位于環太平洋地震帶,太平洋板塊與歐亞大陸板塊在日本東部海域發生強烈碰撞形成日本島鏈,屬于典型的板塊碰撞形成的島鏈,同時太平洋板塊向歐亞大陸板塊下部俯沖形成日本東側的深海溝。伴隨板塊碰撞和俯沖運動,構造應力不斷地積累,最終造成破裂產生大地震,這就是造成日本“3.11”地震海嘯發生的構造背景。
我國的板塊構造和地震活動背景與日本顯著不同。我國距離大陸板塊邊界較遠,位于歐亞大陸板塊的內部區域,其地震活動頻度和強度遠比板塊邊界俯沖帶的要低,其次我國沿海海域屬于大陸架型海域,平緩而寬闊,水深較淺。總體而言,我國根本不具備發生類似日本“3.11”大地震引發海嘯的基本條件。因此,對于內陸核電廠址就更沒有相應可能了。
“洪水”和“干旱”不構成內陸核電廠的安全問題
1999年12月27日,在法國巴萊耶(Blayais)核電廠,狂風使河水漫過核電廠的防洪堤,淹沒了部分重要設施和廠房,導致余熱排除系統、安全殼噴淋系統、安全注入系統失靈。 2011年6月,美國密蘇里河發生大水,洪水迫使卡爾洪堡(Fort Calhoun)和庫珀(Cooper)核電廠進入洪水警戒狀態。其中卡爾洪堡核電站的充水護堤因意外原因破漏坍塌,洪水圍困了安全殼廠房和變壓器廠房,但水位尚未突破廠平標高。此外,還有應急砂袋壘砌的屏障保護了開關站和其他廠房,沒有對核安全造成威脅。
這些事件提示我們,內陸核電的選址要充分考慮洪水泛濫所帶來的廠址安全問題。
按照我國《核電廠選址安全規定》,采用防止極端洪水的“干廠址”選址理念和留有足夠安全裕度的設計防護要求,內陸核電廠選址對廠址區域可能的洪水、潰壩、泥石流、堰塞湖、極端降水等外部自然災害事件(包括地震和洪水泛濫引起的上游潰壩),以及人類活動可能導致河流流量、水文、堤岸等條件的變化對廠址安全的影響都作了保守考慮。因此,我國內陸核電廠的選址和建設,通過保守假設的分析計算和合理確定廠坪標高,可以保證內陸核電廠址不會受到流域洪水和涌浪的威脅,洪水泛濫不構成安全問題。
然而,隨著全球氣候變化,近年來內陸旱災有逐漸加重的趨勢,對于高度依賴于核能和其他熱力發電的國家,溫度升高、熱浪、干旱、河流低水位和水資源不足等可能影響到能源的安全和穩定的電力供給[10]。特別是在夏季的高溫熱浪期間,內陸熱力發電廠冷卻水的可用性及其水溫將會受到嚴重影響,運行安全也會受到直接沖擊。在某些極端情況下,核電廠將不得不降低功率運行,甚至停止發電。誠然,受長時間干旱條件或熱浪天氣的影響,國外一些核反應堆由于受取水最低水位限制被迫暫時停運,或由于排水水溫的環境管理約束而降低功率運行。例如,2003年和2006年的熱浪沖擊使得歐洲大量的反應堆被迫停堆,其它反應堆也不得不降低功率運行。法國內陸地區的反應堆因流出反應堆的冷卻水溫度超過允許范圍而被迫關閉或者降低輸出功率。類似的情況在2009年再次遭遇。鑒于熱浪期間正是用電高峰,在保證核反應堆安全運行的前提下,法國政府放寬了保障供電的相關規定。在經受一系列熱浪之后,夏季對冷卻水溫度進行測量成為一種永久性措施。放寬保障供電規定導致大量的溫排水排入環境水體,削弱了水生生態系統適應更高溫度的能力。
從本質上看,無論“干旱”還是“熱浪”均屬于緩發的自然災害,而不會成為一種突發事件,這使得核電廠的營運單位和監管部門有足夠的應對時間,必要時,通過停堆或降低功率運行,可確保核電廠的安全和環境安全。
預防和緩解并重,環境風險可控
在嚴重事故情況下,反應堆堆芯受到嚴重損傷、安全殼系統性能惡化,并最終導致大量放射性物質向環境釋放,將嚴重影響環境安全和公眾健康。盡管核電廠發生嚴重事故的概率極其微小,但考慮到事故后果的嚴重性,核能界一直對嚴重事故的預防和緩解予以高度重視,并將嚴重事故可能造成的輻射風險的評估和管理納入各核電國家的審管范圍,將環境風險控制在可接受的水平。在1979年三里島核事故和1986年前蘇聯切爾諾貝利核事故之后,我國核電站通過持續的安全改進,使得安全水平不斷提高。特別是2011年日本福島核事故后,我國環境保護部(國家核安全局)在新建核電廠設計安全要求中,提出“實際消除”所有可能導致早期或大量放射性物質釋放的事故序列,更加強調事故預防和緩解并重。
在日本福島核事故過程中有大量的高水平放射性污水泄漏入海,因此,在對內陸核電廠建設和運行是否能確保水資源安全成為各界關注的焦點,需要制定確保水資源安全的應急預案和處置程序。充分汲取日本福島核事故善后廢水處理的有關經驗教訓和所采取的措施。對于可能產生的放射性污水,利用核電廠備用儲罐(池)或安全廠房實現就地“貯存”;對于貯存的放射性污水,利用應急污水處理系統實現“處理”;對于可能出現的放射性污水泄漏,用阻水劑或其他快速凝固材料實現“封堵”;對于可能進入外部水體的污水,通過設置可及時阻斷的防護段實現與外部水體的“實體隔離”。這樣,對嚴重事故情況下可能產生或泄漏的放射性污水實現“可貯存、可封堵、可處理和可實體隔離”,確保水資源和水質安全,使得環境風險可控。
內陸核電廠周圍人口密度較沿海低,有能力作好核事故應急準備與響應
核電站周圍如果人口密度過高,一旦發生緊急狀況,如何疏散人員無疑是嚴峻挑戰。福島核事故后,國際上已開始重新評估運行核電廠的風險因素,其中廠址周圍的人口分布是重要的評價指標之一。此外,為了避免大的集體劑量,在選址時,人口分布也是其中要考慮的一個因素。
據英國《自然》雜志集團和美國哥倫比亞大學聯合調查的核電廠周圍人口分布資料統計,分布于人口數較低區間的核電廠(約占90%)中,濱海與內陸核電廠周圍的人口相當;分布于人口數較高區間的核電廠(不足10%)中,濱海核電廠周圍人口顯著高于內陸核電廠。
在廠址半徑30千米范圍內,全球211個核電廠(包括運行和已頒發建造許可證)中人口超過100萬的有21個,其中內陸廠址9個,濱海廠址12個;人口超過300萬的有6個,均為濱海廠址。我國擬建的內陸核電廠周圍半徑30千米范圍內,湖北咸寧和江西彭澤廠址周圍總人口相對較低(約為全球60~70%分位點的人口值),湖南桃花江周圍人口數相對較高(約為全球90%分位點的人口值)。
在廠址周圍半徑80千米范圍內,我國在建和運行的12個濱海核電廠址周圍的人口密度約為237~2180人/平方千米,均值為664人/平方千米;而我國擬建的三個內陸廠址,人口密度約為307~425人/平方千米,均值為354人/平方千米。濱海核電廠周圍人口密度整體上高于內陸核電廠周圍的人口密度。
我國內陸核電廠周圍人口密度并不比沿海高,基于我國多年來沿海核電廠核事故應急準備的實踐經驗,不存在實施應急計劃不可克服的困難,完全有能力作好內陸核電廠的核事故應急準備工作。
公眾對核電發展的認知程度是內陸核電建設的基礎保證
截至2012年底,全球核電機組已累計安全運行了約13000堆年。但是,核電發展史中的核事故卻給核電發展造成了很大的負面影響,包括美國“三里島事件”及前蘇聯“切爾諾貝利核事故”,以及2011年的日本福島核事故。核事故造成的經濟損失,以及對社會和環境產生的影響是巨大的,日本福島核事故雖然沒有直接的健康影響可被識別,但在心理和社會福祉方面的影響,如抑郁癥和創傷后應激反應,已在日本人群中觀察到了。事實上,在切爾諾貝利事故后,也觀察到了心理影響可能大于直接的放射性后果。核電廠核事故引發了人類社會的恐懼感,很多人對核電的發展有了不同看法。這種對核電事故所致危險看法上的差異,是由于各種社會因素引起的,主要包括:一是混淆核武器爆炸和核事故的界限,錯誤地把核事故與核武器爆炸聯系在一起;二是過分渲染核事故的影響;三是核產業長期封閉性造成的影響;四是若干核安全與輻射防護理念在理解和應用中的偏差。其中前兩個因素屬于核事故引起社會響應的外部因素,后兩個因素則屬于內部因素。
公眾對核電發展的認知程度是內陸核電建設的基礎保證。從“技術”上看,危險是一個用于表述與實際照射或潛在照射有關的危害、傷害后果的多屬性量,通常用可能產生特定有害后果的概率以及此類后果的程度和特性表述;它是衡量傷害和其概率的普遍的、基本的尺度。在這里所說的危險,實際上是危險的可接受性,而不是危險。危險是客觀的,危險的可接受性則包括許多社會的和主觀的因素。
解決核事故(事件)心理社會影響的基礎和前提就是預防與緩解并重。當公眾切身感受到核能是安全的,核能可以造福人類,在給人類帶來極大好處的同時伴隨的風險很小時,公眾對核的信任度將自然而然地會提升,恐核心理自然而然地會減輕,對核能的風險承受能力將增強,從而有助于預防、減輕和解決核事故(事件)的心理社會影響?梢姡岣吆嗽O施的安全性是十分重要的。核事故(事件)社會響應主要涉及核電廠營運單位、政府、傳媒、公眾等各個層面對社會響應所承擔的責任,提出事故發生前、發生之中和發生后應采取的解決核事故(事件)社會響應的對策。這些對策主要包括:一是提高核設施與核活動的安全性,提高公眾對核的信任度;二是制定核事故(事件)分級的國家標準;三是建立事故(事件)發生之前的信息管理機制;四是建立事故(事件)發生之中的信息發布機制;五是事故(事件)善后處理期的社會傳播機制;六是建立公眾的信息溝通機制。
公眾是核事故(事件)社會響應的主體,公眾對核事故(事件)及其后果以及如何防護自己等相關知識的了解、認知程度直接關系到心理社會影響的大小。除了應加強核與輻射相關知識的宣傳、普及,最重要的是尊重公眾的知情權、參與權。為此,核能界必須在政府的領導和支持下,與科技、教育、傳媒等相關部門密切配合,建立與公眾溝通的有效渠道和正常的溝通機制。特別是環境信息知情權、環境信息傳播權、環境決策參與權和環境政策監督權。












