當前,中國核電發(fā)展總體形勢良好,雖然存在一些安全風險,但不能因噎廢食。
福島核事故的發(fā)生,將核電安全推至輿論焦點,安全問題也成為核電發(fā)展關鍵。福島核事故一周年之際,我國核電安全所面臨的挑戰(zhàn)有哪些?又需采取什么措施予以應對?國務院研究室綜合司副司長范必提出了他的觀點。
一、確保核電安全必須采用先進技術
從表面上看,福島核事故的起因是九級特大地震引發(fā)的海嘯,是不可抗力造成的。但國際原子能機構認為,任何事故都是可以避免的,關鍵是要采用先進技術與進行科學的管理。因此,對核事故原因分析,不應停留在自然災害層面,而應當從核電站安全系統(tǒng)技術特點等方面進行深刻反思。
造成這次福島核事故,有企業(yè)應急措施遲緩、政府監(jiān)管和反應不力等原因,但從根本上看,能動型安全系統(tǒng)失靈是主因。按照核電站的運行規(guī)則,出現(xiàn)事故后首先要實現(xiàn)停堆,然后將堆芯余熱導出,這是確保核電站安全最關鍵的一步。如不能及時導出余熱,就會發(fā)生堆芯熔化,嚴重的會引發(fā)爆炸、泄漏。在解決余熱導出問題上,有兩種技術路線,一種是能動型安全系統(tǒng),一種是非能動型安全系統(tǒng)。能動型系統(tǒng)主要依靠外部電網(wǎng)或備用電源驅(qū)動,一旦全廠失電,冷卻系統(tǒng)即告失效;非能動系統(tǒng)不依賴電源,而是依靠重力、對流、蒸發(fā)、凝結等物質(zhì)固有的自然規(guī)律來帶出余熱。福島核電站使用的是能動型余熱導出系統(tǒng),地震后反應堆實現(xiàn)了自動停堆,并利用柴油機驅(qū)動冷卻系統(tǒng)工作。然而一小時后,海嘯摧毀了柴油發(fā)電系統(tǒng),導致其后一系列嚴重事故。
上世紀六七十年代全球開發(fā)的核電站,包括壓水堆、沸水堆、重水堆、石墨堆等,使用的都是能動型安全系統(tǒng),這些電站占世界在役核電站的絕大部分。核電界早已認識到,“能動型”安全系統(tǒng)在失去電源時存在“不能動”的隱患,雖然出現(xiàn)的概率很低,但必須予以解決。前蘇聯(lián)切爾諾貝利和美國三哩島事故后,美國和歐洲分別制定了核電用戶要求文件(URD和EUR),明確要求新建核電站堆芯熔化概率和大量放射性物質(zhì)向環(huán)境釋放的概率,要比原有核電機組降低兩個數(shù)量級,以預防和緩解嚴重事故。符合這一標準的核電技術被稱為三代核電技術。
經(jīng)過長期探索,科學家對能動型安全系統(tǒng)作了很大改進,有的新建機型達到了三代標準,如法國的EPR。同時,科學家開發(fā)出了不依賴電力的“非能動”核電技術,極大地提高了核電站的固有安全性,成為第三代核電技術的重要發(fā)展趨勢。目前,具有代表性的機型有美國西屋公司開發(fā)的非能動先進壓水堆AP1000,以及GE與日立聯(lián)合開發(fā)的經(jīng)濟簡化型沸水堆ESBWR,俄羅斯開發(fā)的半非能動型壓水堆等。中國在第三代核電招標中,經(jīng)過多方比選,引進了AP1000機型。一旦發(fā)生事故,可以在72小時內(nèi)無需電源和人工干預而自動冷卻,遇到類似日本這次自然災害能夠避免發(fā)生重大核事故。同時在抵御恐怖主義、人為破壞核電站方面也有相當優(yōu)勢。這次事故表明,以非能動技術代替能動技術將是核電發(fā)展的主要方向,我國應當統(tǒng)一技術路線,堅持引進消化吸收AP1000技術,并自主開發(fā)新的機型。
一些人士擔心,AP1000雖然安全理念先進,但最早也要在2013年建成發(fā)電,在首堆沒有建成、其它國家沒有運行經(jīng)驗的情況下,我國批量建設AP1000是否可行。經(jīng)專家研究認為,這是完全可行的。因為AP1000的核蒸汽供應系統(tǒng)(除主泵外)都是基于二代的成熟技術,AP1000與二代的差別主要是安全系統(tǒng)。AP1000的非能動安全系統(tǒng)已在美國經(jīng)過嚴格的臺架實驗驗證,獲得了美國核管會的審查批準,二代技術能動型安全系統(tǒng)也是采用同樣的方法進行驗證。所有的核電安全系統(tǒng),不論是傳統(tǒng)的能動型的還是新的非能動型,都無法進行事故實況下的破壞性試驗。即便AP1000運行若干年,對驗證非能動的安全系統(tǒng)也沒有實質(zhì)意義。國際上以往推出的新機型,都是在首堆建設的同時梯次推進、批量化建設。如法國的EPR,在芬蘭首堆建設的同時,在法國、中國、美國、印度進行批量化建設。我國AP1000依托項目一次建設4臺,事實上已開始批量化。目前,美國已有6臺AP1000項目簽訂了EPC總包合同,14臺正在申請建造許可證。隨著主泵耐久性實驗的完成,AP1000進行批量化建設時機已經(jīng)成熟,條件完全具備。
二、我國核安全面臨的挑戰(zhàn)
經(jīng)過長期努力,我國建立了符合國際標準、比較完善的核安全管理和核事故應急體系,核電建設和運行總體上保持了安全穩(wěn)定。但是對安全問題仍然不能掉以輕心。近年來,我國核電呈快速發(fā)展態(tài)勢。與日本相比,我國在役機組數(shù)量較少,但在建、擬建機組數(shù)量較多,安全質(zhì)量控制壓力持續(xù)加大,核電發(fā)展配套能力、核安全監(jiān)管和應急體系亟待加強,長期安全隱患不容忽視。
第一,采用能動安全系統(tǒng)的二代核電機組上得過多。在這一輪核電發(fā)展中,從2005年至今,國家已核準核電機組34臺,裝機容量3702萬千瓦,其中28臺是二代機型。另有16臺機組已批準允許開展前期工作,其中12臺是二代機型。其它上報國家能源局待批項目也大部分采用這類機型。這些二代機組經(jīng)過改造,與大亞灣最早使用的原型堆M310相比,安全性有所提高,但仍無法解決全廠失電后會出現(xiàn)的嚴重安全事故。這些機組開工時間晚,運營周期可長達40—60年。如果在2020年建成,要到2060—2080年才能退役。在這期間,不僅二代核電已經(jīng)被淘汰,三代核電技術也會逐漸落后,第四代具有固有安全性的核電技術將成為主流,甚至第五代可控核聚變核電技術也可能投入使用。由于世界各國現(xiàn)役二代機組大都在未來20年左右退役,之后的40—50年中,我國將成為世界上核電安全風險最大的國家。
第二,核電安全狀況與最先進的標準仍存在差距。今年3月16日,國務院第147次常務會議決定,要按照最先進的核電安全標準進行檢查。這一標準應當是國家核安全局發(fā)布的《核動力廠安全設計規(guī)定》(簡稱HAF102)以及相關的19個導則。該標準與國際原子能機構和歐美現(xiàn)行的核電安全標準同步。對照HAF102,除已開工建設的4臺AP1000和2臺EPR機組外,其它所有的核電機組均不同程度地存在差距。在正常條件下,大部分機組能夠?qū)崿F(xiàn)安全運行,但需要持續(xù)加強監(jiān)督管理,區(qū)別不同情況進行處理。
第三,核電研發(fā)、制造、建設和監(jiān)管力量跟不上。由于近年核電發(fā)展較快,容易造成安全隱患。主要是,有限的核電研發(fā)設計分散,影響了先進安全技術的標準化和推廣應用。既使是二代加機組,也存在技術標準不統(tǒng)一,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。一些工程建設和裝備制造企業(yè)安全意識不夠強,質(zhì)量保證體系不健全,重大質(zhì)量問題時有發(fā)生。高端人才和專業(yè)人才不斷稀釋,有經(jīng)驗的技術和管理人才陸續(xù)退休,新人成長需要較長時間。乏燃料后處理能力薄弱,把過多的乏燃料儲存在核電站,會面臨福島第一電廠4號機組乏燃料池放射性泄漏的潛在風險。尤其是核安全監(jiān)管能力嚴重滯后,國家核安全局和國防科工局從事安全監(jiān)管的人員數(shù)量不足,監(jiān)管人員待遇遠低于核電站工作人員,增加了吸引人才、穩(wěn)定隊伍的難度。
三、當前面臨的緊迫任務
從核電發(fā)展歷程看,每一次重大核事故都帶來了核電技術的升級,日本福島核事故也完全可以成為開發(fā)應用更安全、更先進核電的動力和契機。當前,中國核電發(fā)展總體形勢良好,雖然存在一些安全隱患,但不能因噎廢食,應當堅持“十二五”規(guī)劃確定的“在確保安全的基礎上高效發(fā)展核電”的方針,堅決貫徹落實國務院第147次常務會議決定精神,按照安全第一、質(zhì)量第一的原則,用最先進的標準對所有的核電設施進行安全評估,加強核電設計、建設、運營的全過程管理,消除一切隱患,確保萬無一失。
第一,合理控制核電發(fā)展規(guī)模和節(jié)奏。經(jīng)過這幾年發(fā)展, 核電在建和核準項目規(guī)模已突破2006年制定的規(guī)劃,核電企業(yè)爭廠址、爭項目的現(xiàn)象十分嚴重。各方面對2020年核電裝機規(guī)模的預期普遍超過7800萬千瓦,大多數(shù)核電業(yè)主和配套企業(yè)是按照裝機1億千瓦以上制定自身發(fā)展規(guī)劃。即使在福島核事故后,國務院常務會決定暫停核電審批的情況下,有的核電企業(yè)仍在策劃繼續(xù)大上二代項目,這種做法有違核電安全發(fā)展的方針。在目前國家編制核電安全規(guī)劃與調(diào)整核電中長期規(guī)劃中應當明確,核電發(fā)展中應當把安全放在第一位,而不是把規(guī)模、速度放在第一位。“十二五”期間應當集中力量建設已經(jīng)核準和開展前期工作的項目,不再批準開展新的前期工作項目。“十三五”期間再視情況決定是否恢復審批,防止過多過快上馬核電機組帶來長期安全風險。
第二,用最先進的標準對核電站進行安全審查。我國核電最先進的標準應當是《核動力廠安全設計規(guī)定》(HAF102)及相關19個導則,這一標準與國際上最先進的標準是一致的。對核電安全的評估,除了運營安全和建設安全外,更重要的是對核電站的設計進行對標審查,這樣才能從根本上摸清核安全家底。對于存在嚴重隱患的核設施,應當立即停建或關閉;存在一定隱患,可以改進的核設施,要限期整改。此外,應對在役、在建、擬建核電站廠址發(fā)生極端災害事件的概率進行評估,提出應對措施。
第三,適時調(diào)整未建成核電項目的機型。為了從整體上提高核電安全水平,應當對所有未開工的核電項目進行一次評估。只要條件允許就要堅決改用AP1000機組,這類機組估計有十多臺。今后新開廠址和現(xiàn)有廠址的后續(xù)項目,均應采用非能動安全AP1000系列機組。同時,加強大型先進壓水堆重大專項研發(fā)和示范工程建設力度,盡快批準CAP1400開展前期工作。
第四,強化核電配套能力建設與核安全監(jiān)管。統(tǒng)籌考慮核電發(fā)展規(guī)劃與人才、燃料、制造等方面的關系,促進核電裝機與相關產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。充實國家核安全局力量,使其成為具有權威性的監(jiān)管機構。加快核電應急管理體系建設,核事故應急系統(tǒng)與核電日常管理工作應當在機構和人員上統(tǒng)一起來。定期開展應急演練,確保所有應急對策與措施始終處于有效狀態(tài)??偨Y這次事件中日本的經(jīng)驗教訓,結合我國實際情況,修訂完善《國家核應急預案》。