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尊重科学、统筹规划、合理布局发展核电

发布时间：2016-4-26 10:54 原作者:李玉崙

四中国核电发展面临的若干主要问题和对策

1. 中国核电界的困局

福岛核事故发生后至2012年10月24日国务院对核电发展严肃、慎重地做出科学部署以来，监管机构和核电界对诸多热点问题很踌躇，大干快上和领跑全球核电的心态使之在面对国务院决定总是显得很犹疑，即所谓困局。主要表现在以下几个方面：

⑴ 国务院“3·16决定”后，对欧盟和美国已是强制性的安全要求，如抗大飞机撞击能力的要求，中国核安全监管机构和核电界则强调中国“HAF102没有规定”；IAEA公布新标准后，国务院“10·24决定”中也有明确要求，对不合时宜的HAF102等系列法规应不拖延地修改或升级。

⑵ 新标准实施后，在建核电项目和恢复开工的项目，除少数是Ⅲ代技术外，其余压水堆项目都是Ⅱ代改进的技术，它们建成伊始就要面临按新标准要求、常态化的定期安全评审（显然，这些机组不满足新标准、法规要求），并应实施合理可行的实体改进，是扩张性建设的诸多机组全寿期的一种“纠结”。

⑶ 即便Ⅲ代AP1000也因面临有重要物项的后顾之忧（有的已得到证实），从一开始就留下“遗憾”。中国从美国引进首批4台AP1000依据的是DCD15版。引进合同签约前，西屋公司已知会中方，该公司已有重要设计修改的升级版DCD16。为工程尽快上马的需要，中方坚持以DCD15签约。美国核管会（NRC）于2012年2月9日按多次升级的设计控制档DCD19版（比DCD15版有重大设计修改）批准了美国本土新建的2台AP1000。所以，西屋公司很清楚，中国在建的AP1000不同于美国本土的，并不能满足美国的核安全标准。

成为中国核电发展很重要的警醒的是，作为成熟技术引进（但在世界上从未建设过）的首台AP1000三门1号机组，目前面临的困局，包括关系到核电厂安全可靠性的核心设备之一、AP1000首次采用的免维修的大型屏蔽电机泵，未充分在试制中、更未经在核电厂实际运行证实其成熟性。这涉及如何评价安全可靠性的问题。

全球关注中国核电，中国核电界也要放眼全球核电，尤其是核电安全。英国核设施监察局称，对西屋公司向英国投标AP1000的审查中，由于有未解决的技术问题，西屋公司也未能提供足够的技术支持材料，还不能认可，其中包括屏蔽厂房、爆破阀、建议的反应堆冷却剂泵设计变更等。关于AP1000的外部事件，英国已明确要求“飞机撞击评估的批准分析报告”。英国于2011年6月27日正式通知西屋公司，AP1000从英国安全评审中出局。当时西屋公司Mike Tynan（项目负责人）先生不得不承认，在安全方面还有大量工作要做。西屋公司推出比中国采用的DCD版本高的AP1000在英国投标，遭安全评审出局，而中国核安全监管当局却能在英国评审几年前顺利通过评审，这值得深思。

从应用主观概率的角度审视AP1000的PSA分析及其数据库，对首批AP1000机组，基于安全可靠性相关的核心设备主循环泵——“首次采用的免维修的大型屏蔽电机泵”的上述实际状况，尚未有在核电厂实际运行的经验，是如何选取其失效概率的？美国本土要求抗击大型飞机撞击和提高抗震能力，屏蔽厂房采用修改设计的SC结构，而首批AP1000却仍采用RC结构，显然应对大飞机撞击能力与SC结构不同，这样的外部事件怎样影响PSA逻辑分析计算出的概率？这些都决定了主观概率分析的结果有更大的不确定性。对于中国AP1000核电项目，要勇于面对多得令人难以置信的设计变更，严重延误工期，和反应堆冷却系统核心设备试制过程中一再出现问题的现实，期待中外及中国国内各方“合力”解决问题，不留隐患于主回路产生放射性之前。中国首台AP1000应少商运一年并把经验教训回馈到设计修改中，切实达到技术来源国的法规要求和中国国务院决定要采用的最新标准要求，再开工AP1000新机组建设，保证中国核电健康发展。

⑷ 新标准适用所有新电厂的设计，不论是建在沿海还是内地。中国内陆地域辽阔，应能选出适合的核电厂址，焦点在长江流域。目前中国内陆核电的“纠结”不在于简单地说“美国、法国都有内陆核电”，而在于要对中外内陆核电厂址重要“环评”指标、参数（人口密度、水源、年均静风天数、平均风速的对比）向公众公开；不在于向媒体简单地宣传内陆核电“零排放”（2012年）和内陆核电排放标准严于沿海核电（2013年6月），而在于要提出达到这一目标的技术措施及支持性技术数据，证明在核电厂常规运行、发生严重事故致使大量放射性向环境释放以及在核电厂址放射性废液长期贮存的可靠性和可信性，使得政府和公众可接受。因地制宜采取技术措施能否达到新标准的安全要求，应当记住中国的经验教训。25年前党和国家最高领导人为保护长江流域不受放射性污染亲批关闭821厂反应堆等核设施。此后，国务院一直高度重视并给予大力支持处理放射性废液历史遗留问题及退役工程，但长期未能妥善解决。近来，媒体报导国务院领导又有重要批示，有关部委领导在三个多月时间内三次赴821厂视察、指导工作，指出“核设施退役和放射性废物治理是国家的大事”、“关系到国家安全和政治安全”，“要尽快消除隐患风险”。风险隐患久攻不克，至少表明在技术上也有亟待提高水平的期待。目前，中国三个内陆核电厂址均地处敏感的长江流域，是跑马圈地扩张性选址的结果。前期已非正常大量投入，“弃之可惜、取之烫手”。OECD/NEA于2012年6月22日发布的《核能在低碳能源未来中的作用》中对内陆核电在某些气候变化呈干旱趋势的区域产生的新问题，亦应注意。

⑸ 引进多国多堆型，增加了监管机构的难度和要求。中国核安全监管机构自身也亟待提升独立评审能力和水平。

⑹“技术路线”和堆型的博弈。政府部门指定的“技术路线”、堆型首先已被EPR和AES-91突破。美、法、俄的核电反应堆技术成为掌控中国核电技术的“三强”。“自主研发Ⅲ代”品牌堆型ACP1000和ACPR1000等虽然步履蹒跚，但已破茧而出，或将跻身于“Ⅲ代堆型”的技术经济性竞争之列。

⑺“安全至上”要覆盖核电产业链，NRC执行美国哥伦比亚特区巡回上诉法院裁决、处理汉福特禁区放射性液体贮存罐泄漏引起的社会关注，为确立玻璃固化方案并实施，美国能源部（DOE）付出成本代价和耗费时间是对核电界的再提醒。

⑻ 中国已具备Ⅱ代改进型百万千瓦级核电工程的设计能力，自主设计Ⅲ代也取得了进展；核电设备企业制造的Ⅱ代改进型设备国产化率达80%以上，具备每年生产10-12套关键设备的能力。核电厂设备制造厂的产能过剩已现端倪。中国若按新标准设计Ⅲ代，核心软件（包括数据库）受制于人，核心制造技术也不易摆脱受人制约的局面。若不加大自主创新力度，难以改变局面。

⑼ 核电先进大国基于单机容量效益因子推出大容量品牌堆型（容量范围：1000- 1750MWe），中国跟进大容量；近年来美国DOE推动研发小型模块反应堆方案，各国小型堆研发紧跟，包括行波堆在内，不完全统计达十多种。中国各核电企业也在以发电、供热、海水淡化、化工工艺热等“综合利用”为由推出小型堆或将推出小型堆方案（与国外比都有滞后相位差）。然而，核燃料资源怎么用才是经济合理？就放射性源项而言，大机组集中，小机组是“分布式”。经济性前景分析如何？中国各种小型堆发展跌宕起伏的历史经验值得注意。

⑽ 中国第IV代核能系统走什么路？DOE于2000年1月发起九国“联合声明”，到2002年9月东京GIF-IV从94个IV代反应堆系统概念选出6个进行开发，拟到2030年向世界主要是向发展中国家推荐安全性、经济性、废料少、能可持续发展、防止核扩散的核能系统——气冷快堆、液态钠冷快堆、液态铅合金冷快堆、超高温气冷堆、超临界水堆和熔盐堆。主要核电国家会从中选择1-2项进行研发。目前，中国的钠冷快堆、高温气冷堆、超临界水堆、熔盐堆都在开发研发，有的已进行示范工程项目建设。实际上，就这些堆型本身而言，都是20世纪五六十年代就已提出并有不同程度研发，甚至已有建成并运行多年的百万千瓦级钠冷快堆核电站的经验。现在强调的是核能系统，第IV代核能系统不只是反应堆而是燃料循环体系的问题。反应堆型开发到商业规模应用需25年左右，燃料循环体系的建立和转换要50年以上，周期长、耗资大，要认真研究发展战略。

⑾ 核电自主创新空间小，长期连续引进，无自主开发的品牌，缺少核心竞争力和国际竞争力。自主研发的III代品牌已有长足进展，但在短期内要达到可供在国际市场经济条件下公开参与竞争尚需时日（个别地缘政治项目除外）。要给核电界更多的自主创新空间，包括上网电价的公平公正市场机制，以改变长期引进与自主创新的“失衡”状态。

美国20世纪六七十年代大规模建设核电站之后，仍然重创新、开发新品牌，是以面向海外为主，赚“智力钱”。引进西屋技术后，法、日两国核电规模达到50GWe左右时，已成为核电主要出口国。韩国在引进美国ABB-GE公司2环路百万千瓦级技术和加拿大Candu技术后，国内核电规模达到20GWe左右时，已成功推出自己的品牌打进国际市场。源自发达国家的“核电复苏”已名不副实，“核电转移”更确切。按IAEA、OECD/NEA关于核电发展的预测，发达经济体新建核电机组充其量是替换将退役的旧机组，绝大部分新机组将建在新兴经济体或欠发达地区。不管怎样，这对全球减少CO₂排放有重要贡献。然而放射性源项也转移到这些国家和地区了，一种‘新传统工业’的转移。按调整后的《核电中长期发展规划（2011-2020年）》的规划目标，到2020年在役核电装机达58GWe在建30GWe。中国在引进多国技术、建设规模超过88GWe时再创新的品牌恐怕也要待以时日。因为，虽然中国首次就引进4台AP1000，不要求有参考电站，但当中国在国际市场（地缘政治项目除外）推销中国“Ⅲ代品牌”时，不见得“上帝”不要求有参考电站（这是国际惯例，美国对西屋AP1000也如此）。

⑿ 目前核电体制已不适应安全高效发展之需，深入改革，势在必行。仅就核电走出国门而言，需要NSSS集团，需要金融资本的密切合作，形成既有利于自身发展又有利于参与国际市场竞争的体制、机制。

2. 中国核电发展要走生态文明之路

核电安全事关中国生态文明建设，勿使核电潜在风险演变成核事故危害公众和环境，坚持有利于核电自身可持续发展的原则，是生态文明之路，也是应对热点问题之策。习近平主席郑重、明确地指出“节约资源、保护环境”是基本国策，国务院也两次对核电发展做出明确规定。中国核电能否健康发展，要害在核电界，尤其是能源和核安全监管部门要正视中国核电发展中的重大问题，不折不扣地执行习主席“最高安全标准”的指示和国务院的决定。

2.1 可持续地发展核电四要素

⑴ 核安全文化的核心是“安全至上”、“安全第一”，这超越于任何其他目标，包括经济高速发展目标和企业利益增长指针。当务之急是不折不扣地执行国务院“10·24决定”，新安全标准已有，过时的“HAF102”等系列法规要及时修正升级。恪守“安全至上”要从法规、标准做起。摒弃侥幸，从源头上提高核电的安全水平，核安全监管机构责无旁贷。

⑵ 铀资源的可持续保证供应。天然铀是宝贵的不可再生资源，2011年全球探明的开采成本低于260美元/千克的天然铀总储量709.66万吨，一个百万千瓦级核电机组60年全寿期需1.1万吨天然铀。核电规划的装机容量必须建立在先进核电机组60年寿期的资源需求基础上，而不是“可以保障供应到某年”，2020年中国就将进入天然铀消费大国行列。根据中国工程院能源中长期发展战略研究的预测，到2030年中国核电装机容量达2亿千瓦，到2050年达4亿千瓦，届时天然铀需求将达全球已探明储量的60%。天然铀是比石油更重要的战略资源，在将“国际采购、国外采矿”的资源量计入“供应”时，必须考虑“政治风险”。要合理高效利用铀资源。

⑶ 要着力提升自主创新能力，不回避自主创新能力不强的现实。中国核电和中国汽车惊人的相似，在国内建的、跑的都是外国品牌，缺少的是中国自主品牌。要不失时机地争取自主创新的空间，重在提升核心技术的竞争力，自主创新要有实质性的突破，“价格优势”等低档竞争意识要改变，才能成为核电强国。

在大型轻水堆核电的前沿技术先进技术中，除各种提升安全性的技术进步外，应着力提升电厂热效率和改进堆芯物理设计增加转化比。前者可节省铀资源和减少热污染，后者可提高铀资源利用率和增加对传统燃料循环的认知，促进燃料循环解决方案的进步。

⑷ 凝聚有创新思维的优秀的高端人才是关键的关键。“两弹一星”的历史经验、载人航天和北斗通信卫星的现实成就、航空业各种战机的新突破都是证明。发展核电必须有创新的高端人才队伍保证，高核安全文化素质人才是核安全治本，是提升核电技术能力和水平之本。

2.2 确立国家核燃料循环体系的战略规划

核电界表现出的“困局”，犹如发展核电驶入公路的“环岛”，哪个路口都有点堵，如何疏导？核电要放在有利于生态文明建设的多元化可持续能源体系内考虑，反应堆的研发要放到核燃料循环体系内考虑。这样做，一些“纠结”就可化解。

当前美国仍然引领世界核电发展潮流。近年来中国核电界出现的多种堆型齐头并进的开发局面，事实上是跟风国外者多，自主创新者少。要在前端铀资源保障供应方面有长足进步。加大资源开发力度，扩展国际合作，重视自主创新，探索探矿理论已有实绩。而燃料循环“后端”一直是中国核工业体系中的薄弱环节，尤其是大型商用后处理厂滞后核电的发展，自主研发能力弱，从国外引进又被“天价”困扰，两者进退维谷，长期难有实质性进展。

中国亟须有一个从国家根本利益出发、以核燃料循环体系为基础的国家级未来核电、核能发展战略规划，而此规划应是跨学科、有充分依据、科学合理利用资源、符合国情的规划。这样才有利于核电产业链“前端－核电厂－后端”的协同发展，特别要提升“后端”研发能力，改变后端跟不上的局面。

2.3 依法保证核安全监督部门的独立性

中国核安全监管机构承担着核安全的国家责任，要着力提升独立评审能力并切实保持其独立性，不受任何形式的来自经济部门、企业商业利益压力的影响，确保重要安全事项的真实性，包括Ⅲ代项目。核监管机构的专家委员会应由独立专家组成，是防止监管失效的重要组织措施，也区别于同行专家评议。目前评审程序中，对核电项目多采用临时组建项目专家委员会负责评审，并不承担任何实质性责任。宜逐步采用由有资质的法人单位承担评审，对评审结果负法律责任。

关于“独立性”之重要的两个最好例证是：1979年3月三里岛核事故发生后，当月卡特总统委派独立的“凯梅尼委员会”负责调查三里岛事故，查清发生部分堆芯熔化的原因和后果；2011年3月11日福岛核事故发生后，东电公司的报告受到诸多质疑，日本国会福岛核事故独立调查委员会向参众两院提交正式调查报告，与东电得出完全不同的结论。

增加安全监管透明度和公众参与的机会，例如核电厂环境评价报告和安全分析报告的公开至少有两个好处：表明项目自信，在公众参与下不乏更广泛专家等有识之士提出建设性意见（正反意见都有助于当事者更深入思考）能促使报告水平提升。

2.4 新安全标准下的安全性-经济性平衡点

建立核安全技术队伍和研究体系，依靠科技创新寻求新安全标准下的安全性-经济性“平衡点”。因为“安全标准”一端没商量，不能降低标准，要靠科技创新达到标准，调整天平另一端的砝码，势必导致核电成本上升。安全系统和设施越来越复杂，要靠科技进步改进设计，使成本代价合理可接受。福岛核事故提供的大量教训大大地超出了三里岛和切尔诺贝利核事故所揭示的范围，面对日益频发的极端自然灾害和人为伤害的小概率高危害事件对核电厂构成的安全威胁，除强震、海啸外，也必须能够抵御大型飞机冲撞。坚固的安全壳、屏蔽厂房是抵御大量放射性向环境释放的最后有效屏障，是核岛最重要的安全设施。现代技术能力可以做到把安全壳和屏蔽厂房做得更结实，尽力让“肉烂在锅里”，勿使大量放射性外泄。这也是三次重、特大核事故最主要的启示之一。

重温《核动力厂的基本安全原则》（No.75-INSAG-3）是有益的，“无论怎样努力，都不会有绝对的安全。这些安全原则并不保证将绝对排除核动力厂的风险。但是，在适当实施这些原则时，动力厂应该是十分安全的。”

美国核管会主席Gregory B. Jaczko于2012年2月9日在核能年会上对核电史上三次重、特大事故进行了精辟分析，从中或许可以得到提示。他认为，有很多方法足以防止三里岛式的事故，但是，这（与三里岛不同的切尔诺贝利和福岛核事故）告诉我们并展示给我们的是，我们所做的尚不足以防止更重大的严重事故。而2012年3月9日IAEA总干事天野之弥说，福岛核事故后，建有核反应堆的国家对核电项目“更加谨慎”。天野之弥承认，无法完全排除今后发生类似事故的可能。无论各国核电界怎样看待他们的提示或判断，这总是有利于恪守“安全至上”的原则，有利于核电成为生态文明的一部分，而不是相反。