核电反应堆改进革新论文

一、核能发电一直在进步

上世纪80年代中期以后,由于三哩岛和切尔诺贝利事故的影响,西方世界的核电事业经历了一个缓慢发展阶段,部分国家取消或减缓了反应堆的建设。不过也就在这一时期,东欧和亚洲的一批核电站相继建成并投入商业运行。统计数据表明,全世界的核能发电量和核电占总发电量的比例,基本上没有减少过。从上世纪80年代中期开始,伴随着世界电力消费的增长,全球核能发电也一直同步增长,始终保持占总发电量16%的份额[1]。

也就在这个所谓的缓慢发展阶段,核能界仍然做了很多有益的工作,为现在核能事业发展打下了基础。首先,西方核能界为提高现存的核电站的安全性和经济性进行了一系列的改进工作。以美国为例来说,衡量有安全隐患的“异常事件”大幅降低,核电机组容量因子大幅提高,机组输出功率明显增加,停堆换料和检修时间显著减少,机组寿命普遍由40年延长至60年[2]。这些努力保证了核电从上世纪80年代后期起,始终成为价格最低的电能[3]。反应堆的改进和革新设计也在这一时期取得了重大进展。

二、世界核能发电现状

根据世界核能协会(WNA)2009年4月的数据:世界核能发电量居前三位的国家依次是美国、法国和日本;美国拥有104个运行反应堆,居世界第一;法国2006年核能发电量占总发电量77%,核能发电比例是世界第一;全世界核能发电量2007年占世界发电总量的15%;世界正在运行的反应堆有436个,分布在30个国家,机组容量3722亿瓦;全世界正在建设的反应堆有44个,已落实资金待建的反应堆有110个,还有272个反应堆正在报批和筹措资金,计划在2030年前建成;全球2009年铀燃料需求是65405吨[4]。

三、支持核能发电的因素

首先是全世界能源增长的强劲需求。金融危机之后世界经济还会继续增长。以中国和印度为代表的一批发展中国家的经济持续高速发展,将很快完成向工业化国家的转变。全球的工业化发展、人口增长与人民生活水平的提高,将导致2030年前世界电力消费的翻番。

切尔诺贝利事故的阴影正在逐步散去。切尔诺贝利惨案发生的原因是核电站的设计和建设标准在西方核安全的绝对底线以下。事故发生时,核电站不称职管理人员的再三违规操作又导致了危害增大。二十年过去了,2006年由8个联合国专门机构(国际原子能机构、世界卫生组织、开发计划署、粮食和农业组织、人道主义事务协调厅、环境计划署、原子辐射效应科学委员会、世界银行等)和白俄罗斯、俄罗斯、乌克兰3国政府共同组成的联合国切尔诺贝利论坛[5]报告:至2005年只有不到60人是直接因为事故的辐射而死亡;有4000例甲状腺癌发病者,不过99%的病例都能治愈;没有发现任何证据表明受影响居民的白血病和其他癌症发病率上升;估计切尔诺贝利事故的高度暴露人群中总计将有近4000人死于辐射[6]。

反应堆实际安全状况的稳步提高。过去20年来核工业的安全记录已经帮助公众重新树立了对核能的信心。这一阶段,核电站的安全操作实践时间增长了3倍,从当时的4000反应堆·年,到现在已经超过13000反应堆·年。

核能发电的价格优势。由于化石燃料价格的不断高涨,加上世界核能界的不懈努力,核电将在今后的若干年内保持最低电能价格的优势。

减少温室气体排放的需要。大量使用化石燃料造成的严重环境污染有目共睹。我国南方的大片酸雨区就是过度依赖燃煤发电厂,但是又没有实现有效除硫的直接后果之一。减少以二氧化碳为主的温室气体排放成为世界各国的努力方向。太阳能、风能、海洋能等不直接排放二氧化碳的新能源可以替代化石能源。可是目前新能源的技术还没有完全过关,转化成电能后的成本偏高。当今既能大规模持续生产,又能做到少排放温室气体的替代能源,只有核能。

确保能源供应安全的政治需要。建立可靠的能源供应体系,是所有国家关注的共同政治问题。近几年俄罗斯出口西欧的天然气过境白俄罗斯和乌克兰,和这两国由于种种原因摩擦不断。俄罗斯多次威胁要减少过境天然气的数量。西欧一直担心俄罗斯的天然气供应由于某种政治原因而突然中断。和伊朗、俄罗斯等石油、天然气储量大国相比,加拿大、澳大利亚等主要铀资源储量国似乎更令许多国家放心一些。而且相对于石油天然气而言,全世界一年才消耗6万多吨铀燃料,数量少,体积小,很容易运输和储藏。世界天然铀的充沛储量,也使核能从确保能源供应安全的角度看起来更加长期可靠。

由于上述原因,有约400多个反应堆将在今后二十年间建设并投入使用。世界核能发电正面临一个发展高潮。

参考文献:

[1]WorldNuclearAssociation,NuclearPowerintheWorldToday[EB/OL]

[2]臧明昌、阮可强,世界核电走向复苏[J].核科学与工程,2004,24(1):1-5.

[3]WorldNuclearAssociation,TheEconomicsofNuclearPower[EB/OL].

[4]WorldNuclearAssociation,WorldNuclearPowerReactors2006-08andUraniumRequirements[EB/OL].