核能是唯一可大規(guī)模替代化石燃料的清潔能源,在能源需求居高不下的年代,在科學家們看來,核能需要更多人的理解;而在惶恐的民眾看來,核能、核工業(yè)無異于河豚:好吃是一回事,敢不敢吃是另一回事。
糾結的核能
福島核電站1971年開始運行,這座世界上規(guī)模最大的核電站,卻連接著日本電網(wǎng)系統(tǒng)中最老的供電系統(tǒng)。福島核電站一號核反應堆本應在2010年2月報廢,卻被延長了10年使用壽命。而就在接下來的一個月里,這場史無前例的地震給了年屆不惑的它一個驚天動地的毀滅。
反應最快的是德國民眾,第二天,數(shù)萬人走上街頭,要求德國政府中止一切核電設施、美國多數(shù)參議員也呼吁暫緩本國核電建設。其實,核工業(yè)的發(fā)展,從來就是和疼痛與苦難相伴隨的。
1896年天然放射性的發(fā)現(xiàn),揭開了現(xiàn)代科學技術嶄新的一頁。世界核高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展起始于20世紀30年代到40年代初,那時,核物理學的一系列重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)展開辟了人類利用核能的新紀元。
第二次世界大戰(zhàn)初期,美國猜測希特勒德國在研制核武器,決定趕在德國之前研制出核武器,為此投入了巨大的人力物力,開展了空前規(guī)模的研究工作。1942年6月,當科學研究確定有可能造出用于戰(zhàn)爭的核武器時,開始了初步工程的建設。為了保密,整個工程系統(tǒng)被稱為“曼哈頓工程區(qū)”,科研和建設以非常的戰(zhàn)時速度進行。
這個艱難的歷程最后以1945年8月6日8時15分美軍于日本廣島市區(qū)投擲了一顆代號為“小男孩”的原子彈而告終。爆炸的巨大威力加速了蘇聯(lián)對核彈的研究進程,盡管這個超級大國在1943年就已經(jīng)決定研制原子彈。
1949年蘇聯(lián)第一次原子彈試驗成功,美國核壟斷被打破后,美國決定擴大易裂變物質(zhì)的生產(chǎn),在1951~1956年間,擴建了和新建了三座氣體擴散廠。1953年12月8日,艾森豪威爾總統(tǒng)發(fā)表了“和平利用原子能”的演講,正式宣告美國核工業(yè)開始向民用方面轉移。1954年美國頒布了新的《原子能法》,以法律形式確定了核能的和平利用,此后美國開始利用軍用核技術著手建造發(fā)電用的反應堆,1957年,美國第一座核電站——希平港壓水堆核電站投入運行。此后一系列示范核電廠相繼建成,60年代后期和70年代,美國核電工業(yè)迅速發(fā)展并商業(yè)化。
1979年三里島核爆炸是美國第一起也是最嚴重的一起商業(yè)核事故,它改變了此后美國核工業(yè)的中心和方向,使得美國人民強烈呼吁政府采取行動停止建設核電站,并且廣為宣傳用原子燃料發(fā)電的危險。但是即便如此,到了1982年,美國擁有核動力船艦約128艘。到1985年,擁有核電站93座。
蘇聯(lián)也沒有放慢腳步,1954年,蘇聯(lián)利用石墨水冷生產(chǎn)堆的經(jīng)驗,在奧布寧斯克建成了世界上第一座核電站。此后,蘇聯(lián)就一直在開展有關大型的、具有經(jīng)濟效益的核電站建設的研制開發(fā)工作,并以較快速度建設了一批核電站。從40年代后期至50年代初,它建立了易裂變物質(zhì)生產(chǎn)工業(yè)。到1985年,擁有核電站51座。蘇聯(lián)解體后,大多數(shù)主要的核燃料循環(huán)設施和為核武器計劃生產(chǎn)的大量儲存的核材料都留在了俄羅斯。
能源和安全哪個重要?
核電發(fā)展五十年來,從技術指標來看,一般可以分為三代,同時將目前正在進行概念設計,預計二三十年后才能投入商業(yè)運行的核電站稱為第四代。第一代核電站主要是五六十年代開發(fā)的原型堆和試驗堆。第二代核電站指70年代至現(xiàn)在運行的大部分商業(yè)核電站基本堆型,它們大部分已實現(xiàn)標準化、系列化和批量建設,主要有壓水堆、沸水堆、重水堆和蘇聯(lián)設計的壓水堆和石墨水冷堆。第三代核電站一般指符合美國“用戶要求文件”或“歐洲用戶要求文件EUR”的先進核電反應堆。
英國于第二次世界大戰(zhàn)后建立了自己的核工業(yè);法國于50年代建設了钚的生產(chǎn)工業(yè),六七十年代初,建設了大規(guī)模的鈾同位素分離工廠;聯(lián)邦德國和日本引進美國的核電技術,于60年代建設了一批核電站(福島核電站正是這個時代的產(chǎn)物),掌握了核電站設備制造和工程建設技術,建立了核燃料元件制造工業(yè);加拿大有自己的核燃料工業(yè)和重水反應堆核電站。印度也建設了較小規(guī)模的核燃料生產(chǎn)企業(yè)和核電站。一些發(fā)展中國家和地區(qū),也引進或以引進為主建設了核電站,有的也在積極發(fā)展自己的核工業(yè)。
當前世界上已有450多座核反應堆電站并網(wǎng)發(fā)電,核電總裝機容量已達3.5億千瓦以上,約占世界發(fā)電總量的17%。盡管迄今核電站主要分布在產(chǎn)業(yè)化國家,但是目前正在建設的32個核電站中有31座分布在亞洲、中歐和東歐地區(qū)。
西歐將少量建設核能及燃煤電廠,在一定程度上限制對自然氣的過度消耗。發(fā)展中國家的核能增長最快,根據(jù)統(tǒng)計和預算,1999到2020年間將增長4.7%,尤其是發(fā)展中的亞洲,全世界在建的33個反應堆有一半在亞洲。固體燃料仍作為主要燃料,燃煤比重從1999年44.7%下降至2020年37.6%,由于中國自然氣的市場還在開發(fā)之中,大量的自然氣尚待開發(fā),目前一個從燃煤發(fā)電廠到燃氣聯(lián)合循環(huán)正在進行之中,大量小型低效燃煤電廠將封閉。
此外,這些核電站采取了各種措施減少了發(fā)電本錢并進步了安全性。其中,阿根廷、巴西、捷克、德國、印度、韓國、西班牙、俄羅斯、瑞士、烏克蘭和美國都增加了各自的核電發(fā)電量并達到創(chuàng)紀錄的水平。國際原子能機構日前公布的一份報告顯示,2002年立陶宛核能發(fā)電在全國發(fā)電總量中所占的比重為80.1%,甚至一度超過了法國,成為世界上最高的。但隨后因為關閉了數(shù)個核電站,從而使比重下降,并發(fā)生電荒。
核能發(fā)展看亞洲
核能在過往10年中的發(fā)展速度明顯放緩,遠遠落后于石油甚至煤炭。而核電設備在東西半球正面臨不同的發(fā)展際遇,美國近年來一直致力于核電站的維護,而非新建;在歐洲,很多國家正在討論如何迅速封閉其核電廠。
亞洲是唯一的核電產(chǎn)業(yè)興盛地區(qū),但也面臨著公眾日益強烈的反對。究其原因,高本錢和核恐懼是核電的致命弱點,影響了核電的市場遠景。
而核產(chǎn)業(yè)的支持者以為,核電廠可以避免燃煤發(fā)電廠大量溫室氣體的排放,也不必像水電那樣占用寶貴的耕地和進行大規(guī)模的移民,新一代核反應堆還將在建設本錢和安全控制方面取得歷史性的突破。一些國家降低了對核能發(fā)電機和燃煤發(fā)電的依靠,然而不會像過往兩、三年那樣迅速減退,很多運行商更多的是在考慮如何延長核電廠的使用壽命,畢竟他們在沒有放射性物質(zhì)意外泄漏的條件下是無污染的。
但是,加快核電站建設的速度依然是列國能源擴充的主色調(diào),如印度就非常注重發(fā)展自主核能技術。在核能研發(fā)盈利用領域,在第三世界中位居前列。除了若干當年美國和加拿大援建的核能電廠外,絕大部分是印度自行設計建造的。美國國會批準的美印核能合作協(xié)定也為印度的核能發(fā)電發(fā)展注入了新的動力。
至于亞洲其他國家,中國計劃在2020年前將核電廠總發(fā)電裝置容量提高至4000萬千瓦,屆時核能發(fā)電占總發(fā)電量比例將達4%。韓國計劃在15年內(nèi)再建設8座以上的核能發(fā)電廠,將核能發(fā)電比例增加到43.4%。越南、馬來西亞、印尼等國目前也都在考慮興建核能電廠。日本能源經(jīng)濟研究院的一份報告指出“2030年時,亞洲地區(qū)的核能發(fā)電裝置容量將由目