不久前，日本東海岸的地震新聞，讓人們的視線又一次聚焦到福島核電站上來。
3月16日晚，日本本州東岸近海接連發(fā)生6.0級、7.4級、5.6級地震，福島、東京多地停電。此次地震，導致福島第一核電站2號機組乏燃料池冷卻系統(tǒng)停止，1000多個放射性廢水儲水罐中，有85個發(fā)生了位移。
自日本“3·11”大地震發(fā)生后，福島第一核電站6臺機組先后出現(xiàn)各種故障，已經(jīng)全部停運，進入報廢拆除和退役處置階段。核廢水的排放安全問題一直為全球各國所關注。
安全與發(fā)展并重
2011年日本大地震發(fā)生后，中國和全球其他有核電的國家一樣，提高了核電安全管理的標準，核電站安全設計也已有了極大改進。2018年6月26日，世界核電運營者協(xié)會(WANO)宣布已完成在福島核事故后明確的12個安全改進項目。這些項目涉及全球超過460臺商用核電機組,許多改進措施非常復雜且極具挑戰(zhàn)性，需要投入大量的時間和資源。
最近十年，中國核電發(fā)展穩(wěn)健，成績斐然。自主設計的“華龍一號”技術在海內(nèi)外都有機組建成投產(chǎn)，引進美國的AP1000(三代核電技術)四臺機組也已經(jīng)建成投產(chǎn)。海陽核電還實現(xiàn)了供熱改造，為周邊居民提供集中供暖服務。
我國“碳達峰、碳中和”承諾提出以來，能源領域愈來愈明確地認識到積極發(fā)展核電的必要性和重要性。國務院發(fā)布的《2030年前碳達峰行動方案》中明確指出：要積極安全有序地發(fā)展核電。國內(nèi)核電建設進入了平穩(wěn)發(fā)展階段。
自2011年日本福島核事故以來，中國政府一度暫停新增核電項目審批。2012年12月，江蘇田灣核電二期工程獲得核準。同時獲批的還有石島灣高溫氣冷堆示范工程。
2015年年初，紅沿河5、6 號機組和福清5、6號機組獲國務院批準。5 月開工的福清項目5號機組是我國首臺“華龍一號”。同年年底，防城港5、6號機組和田灣5、6號機組獲批。2019年1月30日，中核集團漳州核電一期項目1、2號機組，以及中國廣核集團惠州太平嶺核電一期項目1、2號機組獲得核準。以上機組均采用“華龍一號”技術。
2020年9月2日，國務院總理李克強主持召開國務院常務會議，核準了海南昌江核電二期工程和浙江三澳核電一期工程。兩大項目有效總投資超過700億元。此次核準的兩大核電站，均采用“華龍一號”技術。
2021年4月14日，山東榮成，國家科技重大專項“國和一號”的綜合智慧能源工程——“國和一號+”正式開工建設。項目一期規(guī)劃2臺壓水堆核電機組，機組單機發(fā)電功率為153.4萬千瓦，設備整體國產(chǎn)化率達到90%以上。
核能和平利用新趨勢
繼海陽核電站熱電聯(lián)供改造完成并投產(chǎn)之后，秦山核電站和紅沿河核電站均轉(zhuǎn)向熱電聯(lián)供，北方大型核電站發(fā)展熱電聯(lián)供成為趨勢。“國和一號”電功率太大，只有足夠大的電網(wǎng)規(guī)模才能承載接入。為了拓展市場空間，“國和一號”也轉(zhuǎn)向了熱電聯(lián)供綜合利用。
出于安全性、經(jīng)濟性和總投資規(guī)模的考慮，核電機組的小型化則是另外一個發(fā)展趨勢。
2021年7月13日，中核集團多用途模塊式小型堆科技示范工程在海南昌江核電站現(xiàn)場正式開工。至此，該項目成為全球首個開工的陸上商用模塊化小堆，它標志著我國的模塊化小型堆技術走在了世界前列。該項目采用中核集團“玲龍一號”(ACP100)技術，發(fā)電功率為12.5萬千瓦。這項技術是中核集團通過十余年自主研發(fā)并具有自主知識產(chǎn)權的多功能模塊化小型壓水堆堆型，是繼中核集團三代核電“華龍一號”后的又一自主創(chuàng)新重大成果。2016年，“玲龍一號”成為全球首個通過國際原子能機構安全審查的小型堆。
此外，高溫氣冷堆也屬于小型堆，一個模塊也是10萬千瓦。位于山東榮成的華能石島灣高溫氣冷堆示范工程是全球首座具有第四代核電技術主要特征的球床模塊式高溫氣冷堆核電站，由兩個10萬千瓦的模塊組成20萬千瓦的發(fā)電系統(tǒng)，帶動20萬千瓦發(fā)電能力的蒸汽輪機和發(fā)電機。
一直以來，中國核電運營水平全球領先。我國在運的核電機組，一直保持著較高的安全運營水平。世界核電運營者協(xié)會(WANO)公布的數(shù)據(jù)顯示，2020年11月，在滿足WANO綜合指數(shù)計算條件的中國核電21臺機組中，有15臺WANO綜合指數(shù)達到滿分，并列世界第一。滿分機組分別是：秦山第二核電廠1、2、3、4號機組，秦山第三核電廠1、2號機組，方家山核電廠1、2號機組，田灣核電廠1、2號機組，福清核電廠1、3、4號機組，昌江核電廠1、2號機組。
WANO指標是國際上衡量核電安全水平的重要指標。它以量化的方式顯示核電廠在核安全、發(fā)電管理、電廠設備可靠性、有效性以及工業(yè)安全等方面的性能狀況，用來監(jiān)視核電廠的運行狀況以及改進情況。
核電安全健康可持續(xù)發(fā)展建議
所謂安全標準，沒有最高，只有更高。選址條件要求愈高，適合的廠址就愈少，運行安全要求愈高，安全保障設施投入就愈大。在核電發(fā)展國家層面、行業(yè)層面的重大決策中，確定什么樣的具體安全標準，對于行業(yè)發(fā)展至關重要。因此，應該綜合考慮技術可行性、經(jīng)濟可承受度、安全可接受度，以及需求的迫切程度，制定適度的安全標準。
其中有兩個領域需要專門研究和決策：一個是內(nèi)陸核電，另一個是池式供熱堆。
鑒于美國和法國有超過一半的核電機組都位于內(nèi)陸，而且內(nèi)陸核電與沿海核電都有一套十分嚴格的安全標準，國內(nèi)沒有必要對內(nèi)陸核電建設諱莫如深。更何況，20世紀80年代擬建的我國首個核電站——蘇南核電站就是在長江邊上的內(nèi)陸核電站。
池式供熱堆的突出優(yōu)勢就是開口常壓，其免去了為控制壓力所需的壓力容器、穩(wěn)壓器和安全閥等復雜設備，投資成本大幅度降低，約為低參數(shù)壓力殼式核能供熱系統(tǒng)的1/3。其主體工程位于地下，混凝土澆灌的壁厚一米的池殼與土地融為一體，又有內(nèi)外鋼板包覆，只要不在地震斷裂帶上，抗震能力自然超強。只要驗證燃料組件的抗震能力即可，完全沒有必要套用核電站的選址標準，可以適度降低選址條件中對抗震標準的要求。池式堆不會發(fā)生堆芯熔化事故導致的大量放射性外泄，實現(xiàn)了固有安全。
第二，堅持自主創(chuàng)新的技術路線。
一直以來，對于我國核電技術的發(fā)展模式是以引進為主，還是自主創(chuàng)新為主，抑或引進消化吸收后再創(chuàng)新?這個問題已經(jīng)爭論了多年。無論經(jīng)驗還是教訓，都已經(jīng)成為往事。經(jīng)過四十多年的摸爬滾打，我國已經(jīng)形成了規(guī)模龐大的核工業(yè)科研設計隊伍和建設施工隊伍，配套的工業(yè)體系也基本建成，并且保持著全球最大的核電在建規(guī)模。這些資源的形成，無論代價多大，都是十分寶貴的。
目前一說起自主創(chuàng)新成果，只會提到“華龍一號”和“國和一號”，其實，我國自主建設的秦山核電站一期30萬千瓦、二期60萬千瓦，都是自主創(chuàng)新的結果，都在國內(nèi)外有著廣大的市場，比如，我國的30萬千瓦核電站已經(jīng)在巴基斯坦建成了4套。
第三，堅持設備制造的零缺陷。
核電廠的設備分為核級和非核級。核級就是核安全級設備和部件，定義是執(zhí)行核安全功能的設備和部件，簡單理解，就是這些設備和部件要起到包容放射性、控制反應性及在應對設計基準事故時要使用。其他為非核級。建造核電站的設備主要分為三類：核島設備、常規(guī)島設備、輔助系統(tǒng)(BOP)。
核島設備是承擔熱核反應的主要部分，技術含量最高，對安全設計的要求也最高。設備制造企業(yè)要充分利用人工智能技術實現(xiàn)智能制造，保證產(chǎn)品零缺陷，這是系統(tǒng)運行安全的基本前提。
第四，堅持施工安裝的高質(zhì)量。
1996年，參與日本核電建設、負責質(zhì)量監(jiān)管的高級工程師平井憲夫在《核電員工最后的遺言》中預言了福島核電事故。主要依據(jù)就是他發(fā)現(xiàn)核電廠的施工質(zhì)量不高，根本抵御不了大地震的沖擊。以史為鑒，核電站無論是核島部分還是常規(guī)島及輔助系統(tǒng)部分，都需要穩(wěn)定的施工安裝隊伍、嚴格的質(zhì)量管理、充分的經(jīng)驗分享和嚴格的安全標準檢查。類似常規(guī)建筑市場的層層分包、層層壓價、導致偷工減料的現(xiàn)象，一定要嚴格杜絕。
第五，堅持運行維護的精細化。
隨著信息技術和人工智能技術的應用，運行維護技術已經(jīng)有了長足的進步，從預防性維護，到預測性維護，再到預警性維護，目前在運行的核電站都上馬了EAM(企業(yè)資產(chǎn)管理)系統(tǒng)，只不過有些核電廠用的還是美國的軟件，需要加快實現(xiàn)國產(chǎn)化。高水平的國產(chǎn)EAM軟件已經(jīng)上市，不過還需要在應用過程中更多地融入各種專業(yè)及行業(yè)經(jīng)驗。
第六，繼續(xù)推進市場化改革。
理想的核電產(chǎn)業(yè)市場，應該是核燃料循環(huán)企業(yè)相對獨立運作，并實現(xiàn)核能(包括核能發(fā)電與核能供熱)運營企業(yè)專業(yè)化、核能投資主體多元化、核能設備制造市場化。目前我國三大核電集團小而全、自循環(huán)的現(xiàn)狀，不利于降低行業(yè)管理成本和運營成本，不利于調(diào)動多方投資核電的積極性，不利于專業(yè)經(jīng)驗的充分分享，不利于產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的加快，更不利于步調(diào)一致地開拓國際市場。所以，還是要繼續(xù)推進核電產(chǎn)業(yè)的市場化改革。
(作者系中國電力發(fā)展促進會副秘書長兼核能分會副會長)
