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核能专家拉玛纳谈核电之现状与未来

2018-12-12 08:44admin中国电力时空网

核能专家拉玛纳谈核电之现状与未来

拉玛纳

核电之现状与未来

自2011年日本福岛核电站事故以来,全球核电工业一直是外界关注的焦点,普林斯顿大学科学和全球安全项目的物理学家、美国西格马赛(Sigma Xi)自然科学学会杰出讲师拉玛纳(M. V. Ramana)在接受《美国科学家》杂志主编费尼拉•桑德斯的视频采访中,以能源生产为背景,探讨了世界核能发展趋势和公众对能源产业的看法,以下为采访摘要。

与之前其他核反应堆事故相比,福岛事件产生的影响如何?

2011年3月11日,一场海啸袭击了日本沿海,导致福岛核电站正在运行中的3个反应堆失去了冷却能力。任何核电站的难题之一是:即使反应堆关闭,燃料还在继续产生热量,这些热量必须不断被传送出反应堆。因为反应不再发生,就存在着熔化的危险,结果之一是在反应堆中产生氢气,最终氢气爆炸,导致核反应堆内产生放射性同位素,放射性同位素被排出进入大气中。在这次福岛事件中,释放出来的放射性物质在周边农村地区和太平洋海域造成了污染。

福岛事件与切尔诺贝利核电站事故相比,产生的放射性铯-137可能是其八分之一至四分之一,导致放射性同位素对环境的长期严重污染。但是大多数放射性物质都转移到了太平洋上空,所以并没有给人类健康造成太多损害。三里岛核事故中释放的放射性物质则少得多。

世界核能开发利用的现状如何?

据国际原子能机构统计,目前运行中的核电站约有450个,其中43个在日本,但日本目前只有2个核电站还在运行之中。目前尚不清楚的是,目前停运的核电站中有多少还会东山再起,这些停运核电站中的大多数是在福岛事件后关闭的。同样,在美国虽然有100家核电站,但有相当多数量的核电站将在未来几年内关闭。

与其他所有能源相比,核电站能产生多少电力?

2016年,核电占世界发电量的11%,这个数字一直在持续下降。最高的是1996年,核电占世界发电量的约17.6%,自那时起,核电减少了约39%。

是因为经济原因、公众反应或多种因素的综合性影响吗?

我认为有很多因素。经济无疑是其中非常重要的一个因素。核电站造价昂贵,建造时间长,所以核电站不能很快建立起来。公众认知也起到一定作用,但这是一个难以量化的因素。另外,在过去一些年里,世界电力消耗少于预期。人们曾认为能源需求将持续增长,但这种情况在世界各地并没有真正发生,包括美国在内的许多国家能源消耗增长甚至停滞不前。

鉴于福岛核电站事故的教训,新建核反应堆会有哪些新的安全措施?

全世界大多数国家的核反应堆建造都做了安全评估,因此新建核电站的核反应堆会更安全。我认为问题在于,我们真的可以确保这些反应堆不会有意外发生吗?我想没有人可以做出确定的回答。意外发生的可能性总是存在的,无论是什么样的反应堆。

其他能源技术对核能发电的经济可行性会产生什么样的影响?

在美国除了进行调控的少数几个州之外,投资新的核电站没有任何经济上的意义。如今要建造一个新的核电站,比如在佐治亚州和南卡罗来纳州建造的2000兆瓦发电能力的核电站,投资成本约在150亿至200亿美元之间,核电站的发电成本远高于其他替代能源,天然气的价格非常低,可再生能源在过去几年里也变得极为便宜,而核电站的发电成本大约是光伏发电的两倍。

可再生能源的碳足迹较小,但也有投资小型模块化反应堆的,核反应堆规模大小也是影响因素之一吗?

风能和太阳能发电能力的建设往往更趋向于模块化,核反应堆也可以更趋于模块化,事实上最早核电站的规模都很小。核电站规模变大的一个原因是,核电站造价昂贵,降低成本的唯一方法就是形成规模经济。产生两倍的电力并不需要两倍规模的厂房或两倍规模的人工。很难想象一个小型反应堆在经济效益上能够胜出。

对核电站与使用化石燃料的电厂导致的潜在风险(如灾难性气候变化等)如何进行比较?

风险比较一直是一个非常棘手的问题,核能产生的综合风险让人们很难接受,这是人们不熟悉的风险,其产生的灾难性后果有可能延续几代人,这也是人类难以控制的一种风险。核事故风险与交通事故风险进行比较,人们的反应会是非常不同的。

如果我开车,我知道会有发生意外的风险,但是我也知道,如果我系好安全带,将车速控制在限速范围内,遵守交通规则,不在周六午夜时分在大街上开车;与许多酒后驾车者相比,我出意外车祸事故的几率会大大下降。但核电站的事故风险与车祸等风险是非常不同的,对其风险进行数字上的评估没有多大意义。

气候变化与核电站的相似之处就是都不在个人能力控制之内,但区别是,气候变化可有多种可能的解决方案,关注气候的人会大力支持可再生能源和能源效率,但核电站不存在这样的选择。

利用核能缓解气候变化的支持度有多普遍?

在某种程度上,人们支持核能更多是出于对气候变化的忧虑,这是一种非常不情愿的支持。关注气候变化的人同时也会对核废料、核电站事故风险等产生担忧,因此他们会说,“如果没有其他选择,也许我们只能赞成开发核能;但如果可再生能源和其他能源有了新的发展前景,我们宁愿选择支持后者。”在美国,坚决支持核能的许多人否认气候变化或认为气候变化不是大问题。

认为开发可再生能源需要很长时间,而核能技术因为已经成熟,所以是更好的选择,这样的观点有道理吗?

我认为这个观点没有什么道理。增加可再生能源并不需要花费更多时间,而核电站的建设却要花费很多时间。最近加州决定在未来10年内关闭魔鬼峡谷核电站(Diablo Canyon plant),当地电力则以可再生能源和能源效率取代之,这样的模式似乎更为可行。建立一个新的核电站取代它吗?我想任何考虑赢利能力的公用事业部门都不会做出这样的决定。

政治领导人对核电站的支持会改变公众对核能技术的看法吗?

在民意调查中,如果你问人们是否支持建设新的核电站,他们的回答在很大程度上取决于你提问的方式、措辞或事先提供的信息。如果你对人们说,“开发核能是减缓气候变化的一个好办法,请问你会支持建设新的核电站吗?”如此你会更容易得到肯定回答,但如果你这样问,“核电站建造需要花很多钱,请问你会支持核能开发吗?”显然你会得到相反的回答。从这个意义上来说,如果有很多名人支持核电,可有助于获得公众认可,但仅仅如此不会从根本上改变核能开发的前景。

对科学和专家的不信任与反对开发核能之间存在联系吗?

我认为绝大多数对核能产生担忧的人,通常也是对科学有所了解的人,也正是因为他们相信科学,基于一些科学研究的结果导致他们对关于核电站如何安全的说法产生不信任。我认为在很多情况下是核工业自己的态度所致,例如,印度原子能委员会在福岛核电站事故发生后宣布,在印度发生像福岛那样核事故的概率接近于零,正是由于这一过于自信的声明导致人们对这样的科学家充满了不信任。

中国也是如此宣传核电站安全性的吗?

与世界上任何地方相比,中国拥有增长速度最快的核电工业,但却要面对一个重要的决定:在何处建造核电站。到目前为止,中国所有的核电站都建在沿海地区。福岛核事故之前,曾有过同时在内陆地区附近有大型河流湖泊的地方建造核电站的计划,因为所有的核反应堆都需要大量水源用做冷却水,但这一计划遭到了公众和一些高层决策者的强烈反对。中国的核工业部门也是一直在说,“大家不用担心,我们正在建造的新设计的核电站是完全安全的。”另一方面也有一些人却在说,对于核电站的安全性,“我们仍然不能确定,我们不想冒污染农田和河流的风险。”

在建造反应堆时就考虑到了核废料的处置问题了吗?

核废料管理是从一开始就有的吗?我想答案是否定的。不管是在美国还是在其他地方,许多国家都认为,在几十年里,或者在他们建造第一个核电站时,就会开始考虑地下核废料储存的地质勘察工作了,但实际上到目前为止,还没有人这么去做。我们都知道关于核废料处理的尤卡山提议几经波折却一直没有实际行动。事实上根本没有运营中的永久性地下放射性核废料处理和储存设施。

大多数人认为,建立核废料储存地的主要问题是要找到地质上合适的地点。但事实证明,主要问题不在这里。主要问题是核废料储存地附近的社区是否愿意承担随之而来的风险,难的是要找到这样一个地方。他们说,“我们需要先找到一个同意这么做的社区,然后才能建立一个储存地来安置核废料。”

这么说来,核电将会被淘汰吗?

预测未来是一件高风险的事情。但如果你看趋势,确实是一个在走下坡路的行业。同时,核工业在不同国家里都得到了政治上的高度支持,因此短期内不会消亡。我认为我们将看到的核电的未来就像是缓缓落下的夕阳,除非在未来10年或20年取得一些突破性的进展,关于核能源我们仍然要面对众多的技术挑战。

方宇宁/编译 世界科学

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