参与中国第一座核生产堆的设计,我国早在上世纪80年代核电发展之初就确定了闭式燃料循环的政策

摘要:我国早在上世纪80年代核电发展之初就确定了闭式燃料循环的政策。实施核燃料闭式循环,对提高铀资源利用率,减少最终需要地质处置
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摘要:20世纪60年代,参与中国第一座核生产堆的设计;70年代参与生产、发电两用堆的设计,任设计总工程师;1986年,主持筹建秦山二期60
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摘要:在中国,关于内陆核电之争从来没有回旋的余地。熟悉核电的人们分成截然不同的两个阵营支持截然相反的两个观点:存在或废弃。
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我国早在上世纪80年代核电发展之初就确定了“闭式燃料循环”的政策。实施核燃料闭式循环,对提高铀资源利用率,减少最终需要地质处置的放射性废物体积,实现核能发展与环境友好具有重要战略意义。核燃料循环后段,主要包括乏燃料运输、中间贮存、后处理和放射性废物最终处理处置等环节,是核燃料闭式循环体系的重要内容,是实现我国核能安全有序发展的重要基础和保障。

20世纪60年代,参与中国第一座核生产堆的设计;70年代参与生产、发电两用堆的设计,任设计总工程师;1986年,主持筹建秦山二期60万千瓦核电站工程,并担任工程总设计师……

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第一,加快核燃料循环后段发展,是我国建立完整、先进、自主的核燃料循环体系的战略选择。目前,我国核燃料循环体系尚未实现闭合,后处理能力缺失,高放地质处置处于科研阶段,一些关键技术和设备不能自主,受制于人,较法、俄、英、日等核大国尚有较大差距,尤其在后处理方面,甚至落后于印度。

每当提起中国核能事业从无到有,从小到大的发展历程,人们总会自然而然地想到他——中国工程院能源与矿业工程学部院士叶奇蓁。

在中国,关于内陆核电之争从来没有回旋的余地。熟悉核电的人们分成截然不同的两个阵营支持截然相反的两个观点:存在或废弃。
(CFP/图)
 

第二,加快核燃料循环后段发展,是我国核电发展的现实需求。后段能力与核电发展是紧密相关的,属于相互依存关系。目前,我国大陆投入的商业运行核电机组20台,总装机容量1807万千瓦,在建核电机组28台,装机容量达到3000万千瓦以上,在建规模保持世界第一。核电的快速发展对后段能力的匹配提出了很高的要求。核电运行20多年来,已产生了大量的乏燃料,按照核电发展规划测算,到2020年我国当年卸出的乏燃料将近1500吨重金属,累计近10000吨重金属;与核电基地配套的中低放处置场目前仅建成了大亚湾北龙处置场,其他核电基地的废物处于暂存状态;由于商用后处理厂厂址至今没有确定,乏燃料中间贮存能力建设滞后,部分核电厂产生了在堆乏燃料水池满储的风险。另外,循环后段特别是后处理和高放地质处置环节,技术十分复杂、投入巨大、工程建设周期长,且厂址稀缺,甚至“一票难求“,政府作为乏燃料处理处置基金的收取和使用的管理者,正面临越来越大的各方压力。

他不仅参与技术路线、堆型选择、主要技术指标确定工作,还主持可行性研究及总体设计,组织并实施自主设计及其重大技术方案的审定。可以说,叶奇蓁是中国核电事业奠基发展和自主创新的见证者和亲历者。

尽管内陆核电重启的前景还未明朗,但争议又再度炽热。这一次,国务院发展研究中心研究员王亦楠的反对声尤为突出。

第三,加快核燃料循环后段发展,是促进核能发展与环境友好的重要保证。核能以其清洁、环境友好的比较优势,成为我国清洁能源谱系的重要战略选项。加快核燃料循环后段发展,是充分体现核能环境友好特征的战略要求。我国核文化科普基础薄弱,公众对核的科学认知面较窄,短期内消除公众的“恐核”情绪难度很大。尽快消除放射性废物和乏燃料的暂存风险,消除社会公众忧虑,提升社会的“亲核力”,真正解除各界对发展核能的后顾之忧已成当务之急。

困难重重

2014年4月14日,她在《中国能源报》刊文,认为无论从安全性、清洁性还是经济性上来说,核电都不应该是中国能源结构转型的战略选择,更不应该冒巨大风险发展根本不适于中国国情的内陆核电。

目前,为加快核燃料循环后段发展,提出如下建议:

1949年年末到1950年年初,来自台湾的战机对上海进行轮番轰炸。1950年2月6日,更是集中火力重点“关照”上海市主要的电力、供水、机电等生产企业。当时上海最大的发电厂——杨树浦发电厂受到的破坏最为严重。厂区共遭到15枚炸弹袭击,其中有9枚命中发电厂的厂房及设备,输煤设备全部被炸毁;另有13台锅炉和6台汽轮机受到不同程度的损坏,其中一台主发电机严重受损,电厂当时15万千瓦的正常负荷迅速下降至零。

十几天后,还是《中国能源报》刊发匿名文章予以反驳,认为中国有必要适时启动内陆核电,文章以美国密西西比河流域核电站布局的经验为例,称内陆核电总体的安全要求和滨海并无差别;正常运行对环境的影响非常小并且不影响流域的其它功能需求。

一是坚持政府主导,加快顶层设计。后段发展具有很强的公益属性,政府部门要坚持问题导向,及早谋划对策,特别是要加快制定后段发展的中长期战略规划、法规标准等,强化后段发展的宏观管理和政策制定。

空袭过后,上海市的发电能力从25万千瓦下降到4000千瓦,由此造成上海市区工厂几乎全部停工停产,大多数街区电力供应中断,高层建筑电梯断电悬空,许多商场关门停业,大上海陷入一片黑暗。经过40多个小时的抢修,上海市基本恢复正常供电,然而上海的工业生产和市民的正常生活仍然受到了较大影响。

王亦楠自此成为“挺核”派们的批驳对象。一个多月过去,她没有任何回应,直到5月25日接受了南方周末记者采访。本报刊发对话内容,提供一方见解,并欢迎各方争鸣。

二是坚持政企合力,加快项目推进。后段各环节建设厂址难觅已成为发展不畅的重要因素,从核企与地方政府的“柏拉图”式的厂址谈判的实践看,后段厂址问题需要中央政府进行协调和干预。各核企应积极主动配合政府,科学论证,尽快选择符合科学规律、我国国情、技术成熟度高、与后处理发展易协调的项目建设方案,加快后段能力建设进程。

当时,正在上海同济附中念高三的叶奇蓁亲身经历了这场灾难。“从那时起,我明白了电力对国家的重要性。”这一年,他报考了上海交通大学电力工程发电专业,投身中国电力事业。

**不反对核能发展,反对核电大跃进

三是坚持百年大计,持续核文化宣传。我国应积极借鉴法国等国家的经验,既要扎实、深入推进核文化宣传,在公众意识上形成对核项目的支持,更要注重核企与地方经济的包容性发展,强化对区域基础设施建设支持、公益项目支持、地方公众就业解决等。

1955年7月,21岁的叶奇蓁从上海交通大学毕业,由于品学兼优,于次年被选派往苏联莫斯科动力学院攻读研究生学位。在那里,中国和发达国家在电力工业上的巨大差距强烈刺激着叶奇蓁,他如饥似渴地钻研电力知识,想着回国后一定要学以致用报效祖国。

**  南方周末:您为什么选择此时发声,坚持反对核电呢?

四是坚持以法为纲,强化立法执法。目前,我国针对核行业的法律只有《放射性污染防治法》,难以满足后段发展的需要。我国应加快制定《原子能法》和《核安全法》,对长期制约影响后段发展的一些重要问题,例如乏燃料铁路运输、后处理回收铀和钚的核电站再利用等,进行明确立法,以法制形成对后段发展的制度保障。(作者:中核技术经济总院核工业发展研究中心
闲云)
 

1960年,中苏关系开始紧张,叶奇蓁在苏联获得电力系统专业副博士学位,论文一答辩完,他立即启程回国,参加祖国建设。

王亦楠:我并不反对核能要发展,也不是“反核人士”,但是我反对“中国核电大跃进”——不控制总量规模和建设速度,因为我国现有的技术水平、人才培养、安全监管体系等都难以支撑核电“大干快上”。但现在力主核电大发展的舆论一边倒,这种急躁的心态很可能造成严重后果。我们需要理性地、实事求是地探讨和面对问题,而不是淡化和回避矛盾,不能掩耳盗铃、自欺欺人。

回国后,叶奇蓁被分配到核工业第二研究设计院。当时,学电力系统专业的叶奇蓁从没想过要去做核能,一切只能从头学。而此时,苏联政府停止了和中国的核能合作项目,撤走在华专家,带走了重要的资料和图纸,关键设备的供应也已中断。

南方周末:《内陆核电不适合中国国情》引起很大争议,预料到了吗?

现有设备原始落后,关键技术受制于人。面对重重困难和巨大压力,叶奇蓁更加坚定了发展核电工业要走独立自主道路的决心。他与我国第一代核工业人一起,开始了走上了自力更生之路。

王亦楠:2012年7月,当年是否启动内陆核电也争论得很激烈,我们给温总理呈送了一份政策建议,即《我国启动内陆核电还须十分审慎》,当时我们不主张启动内陆核电。三个月后也即10月24日,温总理批准的《核电中长期发展规划(2011-2020年)》明确指出“十二五”时期只在沿海安排少数经过充分论证的核电项目厂址,不安排内陆核电项目。应该说,我们的建议和国务院的最后决策是基本一致的。

20世纪60年代,叶奇蓁参与我国武器级钚生产堆控制和仪表的研制项目,主持运行、事故动态分析、运行及事故处理规则、调试启动大纲的编制,为生产堆按时建成和安全运行做出了贡献。70年代,他担任生产发电两用堆设计总工程师,主持制定了工程总体方案、洞体内主厂房布置方案、低参数汽轮机方案及技术规范、两用堆控制及保护方案、洞体内防原子弹冲击波袭击等方案。80年代初,叶奇蓁主持筹建核工业计算机应用研究所,组织计算机管理信息系统的开发。其间,他还主持编制了秦山核电一期工程的计划网络及计划管理软件的开发。丰富的经历,出众的才华,让叶奇蓁理所当然地成为我国自主设计、自主建造、自主管理、自主运营的第一座商用核电站——秦山核电二期工程的技术负责人。

南方周末:这一次发声,哪些人在反对你?哪些人在支持你?

“以我为主”

王亦楠:站在企业角度,我很能理解,例如桃花江核电站一搁三年,几十亿投资下去,如果打了水漂,企业损失很大。但是,不能为了企业挣钱,而置国家安全、百姓安全于不顾。核电发展必须要“对国土负责、对人民负责、对历史负责”。

秦山一期30万千瓦核电站,是中国成功建成的首座原型核电站,实现了我国大陆核电零的突破。叶奇蓁立下了汗马之功,做出了突出贡献。1986年,国家提出了发展核电要“以我为主,中外合作”的八字方针。首先要“以我为主”,同时在改革开放的条件下争取国外合作。在此背景下,秦山二期则被看作我国核电发展的又一座里程碑,要实现商用核电站的建设,不但要有自主技术,还要采用国际先进标准,与国际接轨,经济上又要具有与常规火电的竞争力。

我一直在就核反应堆设计、核废料处理、核电站退役、核辐射防护等一系列关键问题,直接找国内这方面最权威的院士和身处第一线的专家们请教,我欣慰地发现,一些资深院士并未因置身核电利益之中而“只唱赞歌不说麻烦”、“只报喜不报忧”,他们依然保持着实事求是品格,他们都对当前我国核电建设的急躁情绪以及部分学者、院士频频见诸媒体的一些不负责任的言论,表示了深深的担忧。

“尽管有国外百万千瓦核电站设计作参考,也有秦山一期30万千瓦核电站的设计经验,但秦山二期60万千瓦核电站与之相比,设计上仍然存在很大差异,涉及反应堆堆芯、主回路系统布置及相关辅助系统的改变,许多参数需要经过专门试验或计算得到。”而与此同时,20世纪80年代末,西方国家对我国进行制裁,迫使我国由引进技术、联合设计改为自主设计、自力更生。“起初,大家打了许多问号,秦山二期能不能建成,建成了能不能发电,发电了能不能持续……”面对压力和困难,叶奇蓁深感责任重大。

南方周末:您是否看过那些反驳您观点的文章?您对他们的反驳有什么看法?

为了掌握核心技术,设计出符合国际先进标准和具有自主知识产权的核电站,叶奇蓁组织核电秦山联营有限公司和核工业二院、中国核动力研究设计院等单位的科研人员开展合作,引进了上百个设计分析软件,收集了全套参考电站的图纸资料和标准。他们对核电站的几百个系统、几十万个部件、上百万张设计图纸反复分析、磨合、实践,并先后进行了300多项涉及核心技术的创新和改进,使反应堆本体安全性能、安全系统可靠性和冗余度、防范和缓解严重事故能力等得到全面优化,并使自主设计率达到90%。

王亦楠:质疑和讨论很正常。我看过一篇与我商榷的文章,作者承认核电是“恶魔”,只是他认为这个恶魔是“必要的”,而我认为“完全不必要”。我发现,“挺核”派们是自动做了三个前提和假设之后,或者说“选择性忽视一些重要事实”之后大谈中国发展核电的道理:

对叶奇蓁来说,秦山二期核电站的成功,不仅是技术和建设上的成就,更重要的是,不仅使我国实现了由自主建设小型原型堆核电站到自主建设大型商用核电站的重大跨越,而且锻炼和培养了一批又一批优秀的技术和管理人才,为我国核电事业的发展打下了坚实基础。

第一个前提和假设是:世界还停留在上世纪六七十年代也即核电大发展的时代,并且发达国家几十年实践之后对核电的认识和决策至今没怎么变化。比如,典型说法是“发达国家建设了很多内陆核电站”、“世界核电比重如何”、“美国密西西比河沿岸如何”等。完全忽视发达国家对核电看衰、要逐步减少核电比重,甚至弃核的最新动向以及国际社会抵制核污染的高涨呼声。比如,美国1979年三里岛事故后至今未建一座核电站,虽然这35年来美国几度陷入经济和就业低迷,但从未把核电作为刺激经济增长和拉动就业的手段。德国在日本福岛事故后坚决“弃核”并着手进行能源大转型,法国总统奥朗德上台后明确表示不希望法国继续保持对核电的依赖,承诺在2025年之前将核电比重从75%降到50%等等。此外,发达国家已经通过实践认识到“内陆核电因为水资源短缺前景黯淡”。

作为秦山二期的技术负责人,叶奇蓁回忆起那一段时光,很是感慨,也止不住地自豪:“建造时我们遇到了很多困难,通过调查分析、实验研究、反复实践,集合了全国各方面的力量,最终克服了所有的困难。秦山二期建成后运行良好,而且投资特别低。这给我们自主设计建造百万瓦级的核电站打下了技术基础和设备国产化的基础。”

第二个前提和假设是:风能、太阳能等还停滞在上世纪八九十年代的发展水平,因此中国除了核电就没有其他办法解决减排和雾霾问题。要知道,发达国家是在清洁廉价的水能资源基本“吃干榨尽”(法国水能开发程度92%,日本和英国90%,美国82%),而风能太阳能还未成熟的情况下,才选择了核能。然而,可再生能源的发展早已今非昔比,技术进步使其成本已低于核电(算上核废料处理和退役成本),而且还有成本进一步下降空间。德国正在着手“以风能太阳能决定一切”为基本理念的能源大转型,美国等其他发达国家亦然,虽然具体情况不一,但无一例外地有个共同点——保障能源安全都是尽可能地转向技术难度更小、环境代价更小、建设周期更短、成本也并不比核电高的能源品种。

在叶奇蓁眼里,面对激烈竞争,核电自主创新耽误不得,更耽误不起,不掌握关键技术、核心技术,始终要受制于人。他始终致力于核电的推广,时刻关注着我国第三代核电技术ACP1000和我国自主核电技术CAP1400的发展。他不仅积极参加核电科普活动,为普通大众讲述中国核电基础知识和发展的历程,而且依然在为我国核电工业取得新突破,迎来大发展孜孜不倦,努力钻研。
 

第三个前提和假设是:核能只有优点而没有缺点,或者缺点很小而且可控。“挺核”派只看到核能低碳、高能量密度的优点,并直接把“低碳”和“绿色”画上等号,而完全忽视核事故的极端严重后果、核事故处理的极端复杂性、核废料处理和核电站退役的难度及高昂成本等重大缺陷。如果说重大核事故只是小概率的极端恐慌事件,那么核废料污染则是难以卸掉的危险重负。迄今为止,全世界还没有一个国家找到绝对安全、永久处理高放射性核废料的方法。用更棘手的核废料污染来解决雾霾和减排压力,无异于“饮鸩止渴”。

所以,在讨论核电是否必要时,一是出发点不能局限于核电企业利益,而应该从国家整体利益和长远利益出发;二是应充分关注时代的变化和动向,切忌把人家已经得到教训、证明是弯路的路再重走一遍。

**内陆核电的风险

**  南方周末:您为什么那么反对内陆核电?

王亦楠:因为我们人口稠密的内陆无法承受核事故的巨大风险,而现阶段核电技术做不到100%不出事故,而且一旦出了重大核事故,最先进的核国家也没有什么好办法!连阻止核污染扩散都是那么艰难,更别提彻底消除核污染了!

切尔诺贝利事故已过去28年,至今还是方圆30公里、总面积约3000平方公里的无人区,当年的石棺已无法阻止核污水流入湖泊,今天的乌克兰不得不斥巨资建造一个更大的拱顶来包裹石棺。要想让这座放射性灾难遗址真正安全,工程人员预计至少需要100年。

而日本福岛核事故已过去整整3年了,至今无法止住核污水以每天400吨速度激增的态势(厂区核污水已高达52万吨),在日本东电公布的事故处理时间表上,真正搞清反应堆内部情况至少要到2020年以后,“取出燃料碎屑”这一处理核事故的核心工作至少要到2045年才可能完成,电站退役则至少要等到2050年以后!为何如此糟糕?不是日本政府和东电公司不作为、低效率,而是现阶段全世界在应对核事故后的污染控制上,还有太多的科技空白和无奈!

 所以,我们绝不能低估核事故处理的极端复杂性,高估我们驾驭核电这一“恶魔”的能力。核能在现阶段之于人类,“可以做到安全”不等于“已经做到安全”,“可分析、可认识”不等于“已分析、已认识”,“可驾驭、可控制”更不等于“已驾驭、已控制”!

南方周末:这么说来,核电要达到哪一步才能算实现了安全?

王亦楠:考虑到核事故后果之严重非任何其他能源事故能比,我认为核电技术如果能做到两点,才可谓有了基本安全保障:一是重大核事故发生后能及时有效地控制并彻底消除污染,而不是像今天的切尔诺贝利和福岛核电站那样陷入“终点遥远的马拉松”。不能仅强调“核事故概率已经多么小”,请同时告诉我们“黑天鹅事件”一旦发生,你怎么让居民环境不受影响;二是致命的高放射性核废料污染不再是“世界性天价难题”,再也不用担心核废料泄漏。而这两点,全世界没有一个国家能做到。

南方周末:您一直在强调内陆核电的危险性,它和沿海核电是否存在本质区别?

王亦楠:技术上没有本质区别,都存在发生核事故的风险,只是后果严重程度不同。内陆人口稠密,且所有核电都在大江大河沿岸!一旦出事,必然污染关系着几亿人生命安全的水源,后果不堪设想。所以,在核污染控制、核废料处置、核电站退役等重大安全问题得到彻底解决之前,在内陆上马核电站是非常危险的行为。如果说不能因噎废食,那么可以到海上去积累经验,同时提升我国海洋力量。沿海省份已有48座核电机组,能把这些机组建设好、运行好、管理好,平平安安地度过核电机组的40年寿命期,对我国现有人才队伍和监管能力而言,已经是挺大的挑战。

**核废料处理难题

**  南方周末:您刚刚提到核废料是极大的威胁,现在世界上都是如何处理核电站产生的民用核废料的?

王亦楠:核废料处理越来越成为发达国家的危险重负,所以国际社会公认“全球核电复苏能否成功,一个先决条件是乏燃料安全处置”。遗憾的是,国际科学界至今也未能找到应对办法,核废料泄漏事故更是时有发生。今年2月14日美国一座位于地下655米深处的军用中低放核废料储藏室就发生了一起严重的泄漏事故,如果是温度更高、放射性也更高的核电站废料,后果就更严重了。

目前全世界已积累了36万吨致命的高放射性核废料,而且还在以每年1.2万吨的速度增长。已经后处理的乏燃料大约有10万吨,其余26万吨都处于临时存储状态。

南方周末:我国核电站产生的核废料处理能力和处理状况如何?

王亦楠:我国在运核电机组只有19台且大部分投运时间不长,所以目前核废料数量有限,都暂存在各个核电站的乏燃料池中。但是在建29台机组在2020年全部投运后,乏燃料处理压力将马上凸显出来。根据中国核能协会的数据,2020年我国乏燃料将达到7700吨,并以每年1200吨的速度继续增加,而我国乏燃料的运输能力仅为每年需求量的35%。虽然我国计划2030年建设一个年处理能力800吨的核废料储藏水池,但这远不能满足需要。

此外,将乏燃料从东部沿海地区长途运输到西北地区,是一件非常棘手和危险的事情,必须确保运输容器在任何情况下都不受影响。我国目前还没有相应的技术和设备来满足这种极高难度的运输要求。如果去购买国外技术,又要面对成本奇高的问题。所以,2020年已经离我们很近,48台机组的乏燃料处理已是无法回避、迫在眉睫的问题,谁来取、怎么取、运到哪、怎么处理,亟须得到国家层面的关注。如果核电规模继续扩大,该是何种压力呢?

**核电发展的当务之急

**  南方周末:除了核废料处理难,您一直强调安全监管,我国目前的监管存在什么问题?

王亦楠:核电天使与魔鬼身份的突变,关键因素之一是安全监管系统。根据环保部核与辐射安全中心的数据:1990年我国每个核电机组监管人员33人,达到国际平均水平,2009年降至3.8人,仅为国际水平的1/10。此外安全监管经费投入严重不足,2009年我国单台核电机组的监管经费是233万元人民币,而法国是983万美元、日本678万美元、美国788万美元。从中可见我国与国际的差距!亟须高度重视并大力加强我国核电安全监管体系的建设。由于人才培养和安全监管能力的提高不是一朝一夕之事,所以要严控我国核电发展规模和建设速度,“稳中求进”要落实到行动上。

南方周末:公众对于核电还有很多误区,最大的问题不是技术性问题,而是公众反对的压力,您如何看这种压力?

王亦楠:核电发展的最大阻力在于核事故处理、核废料处理、核电站退役等种种技术性难题,而非“公众对于核电的误解”。这与公众对PX项目、垃圾焚烧厂等项目的恐慌有着本质区别。因为PX、垃圾焚烧厂的污染是目前技术能驾驭或避免的。而在核污染面前,科技还有太多的无奈和空白,人类的科技使命还任重而道远。

南方周末:核事故毕竟是很小概率的事件,死亡人数也比其他能源安全事件少得多。

王亦楠:核事故的严重后果不能拿当时死多少人来衡量!其致命的、长期持续的放射性污染是人类无法承受之重。核事故概率虽小,但后果却极端严重。评估核安全风险,不能看概率,而要看“概率×后果”!

南方周末:您如此反对核电,是希望我国也逐渐弃核吗?

王亦楠:如果核电无法以合理的经济成本彻底解决自身的安全问题和核废料问题,我国将来应该逐步弃核,也有条件弃核。但是,当务之急是必须做好目前48台机组的建设和运行管理工作,严加防范核电“恶魔”面孔在我们国土上亮相。此外,要严控核电发展规模,设定核电装机“天花板”,以免核电包袱越来越大、“绑架”我国的能源安全和环境安全。我们有世界上最多的可再生能源资源,但水电开发程度仅为35%,而发达国家平均是70%。我国风能、太阳能、生物质能三者合计的能源贡献只有1.2%,与其自身资源量相比更是潜力巨大。唯有大力开发可再生能源才是根本出路,这不是未来的美好图景,而是发达国家正在转型的现实可行路径。核电并不是“必要的恶魔”!

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