【编者按】日本福岛核事故发生后,公众对核电的安全性十分关注,也对是否还要继续发展核电提出了某些质疑。本网站记者就核安全与核电发展相关问题,采访了身在国外的原中国核工业总公司科技局副局长、核电专家陈世齐。
本网站记者采访核电专家陈世齐
记者(以下简称记):2011年3月11日,日本东北部海域发生里氏9.0级地震,地震引发了海啸。在地震和海啸的共同袭击下,福岛核电站受损,造成放射性物质外泄的严重事故。这一事故又一次引起全球对核电是否安全的关注。请问您对这个问题有什么看法?
陈世齐(以下简称陈):世界上没有绝对安全的事物,安全是相对的,有条件的。第一个条件是客观因素的影响不超过设计、建造所依据的规范标准;第二个条件是使用过程中不违反事先制定的技术规范和管理规定。核电和其他行业,如海陆空交通运输等一样,同时满足这两个条件才是安全的。
记:交通运输业事故频频,但没有人质疑交通运输工具本身的安全性,为什么核电一出事故,人们就立即怀疑核电本身是否安全呢?
陈:这是核电行业独有的现象。我以为产生这一现象的客观原因是海陆空的交通事故是分散发生,每一次事故的规模小,影响小,公众可以接受。核电则不同,核事故是“不鸣则已,一鸣惊人”,好比地震,要么不震,一阵就是8级或9级,事故的影响集中而严重,超出了公众的承受范围。主观原因是人们普遍存在的对放射性、对核的恐惧心理。无论是发达国家还是发展中国家,也无论是知识水平高还是知识水平低的群体,这种恐惧心理都普遍存在。西方有一句话“别把核电建在我家后院”。公众在心理上是拒绝核的。公众只要电,不要核。对核的恐惧心理有时会使部分公众宁可相信传闻,而对权威机构正式发布的信息则持怀疑态度。这是核电发展中面临的一个巨大的无形障碍。
记:您说得在理。那公众为什么会对核如此害怕呢?
陈:我觉得核恐惧心理的产生有三个原因:第一个原因是公众第一次接触核就是1945年在日本广岛、长崎爆炸的原子弹,其灾难性的后果让公众心理上留下的烙印至今记忆犹新。后来又有一些涉及放射性危害的影视作品,其中的细节描述,进一步加深了这个烙印。加上各种真假难辨的传闻影响,综合形成了先入为主的核恐惧心态。第二个原因是公众无法感知自己身边是否存在放射性,是否处于辐射的危境中。放射性看不见,摸不着,要用复杂的仪器才能测知它是否存在,是否有危险。只有专门的机构才有监测放射性的能力。生活的经验告诉我们,越是无影无踪、高深莫测、不知底细的事物,人们对它就越是恐惧。第三个原因是多数公众对核知识比较陌生,知之甚少。核知识是一门综合性学科,涉及核科学、核医学、核生物学等诸多学科。公众要了解有关核危害方面的问题,需具备多方面的知识,知道一两个实测数据消除不了心头的疑虑,恐核心理很难消除。它和核电的关系将如影随形,同生同灭。
记:既然公众这样害怕核,为什么还要发展核电呢?
陈:这个问题问得非常好。这正是一个根本性的问题。如果能放弃核电,核安全问题、对放射性的担忧问题就不存在了。这不是很好吗?可惜做不到。为了人类的发展,明知核电具有巨大的潜在风险而去发展它,这实在是一种无奈的选择,是不得已而为之。
记:很少有人像您这样评价核电的,能说得细点吗?
陈:好,这是我个人的观点。人类的生存、发展,离不开能源的支持,要消耗大量的电能。使用化石燃料(煤、石油、天然气)会带来两大问题,一是污染环境,产生烟尘、二氧化硫、氮氧化物等。这个问题有办法得到解决,不过要增大发电成本。二是排放二氧化碳,这个问题目前尚无法解决。每发一千瓦时的电,以300克标煤计,就要产生1.1公斤的二氧化碳。大量的二氧化碳排放到大气中产生了温室效应,使全球气候变暖,高山积雪消融,冰山冰川萎缩,海平面上升,灾害频发。这个问题越来越引起全球的关注与担忧。国际上已经达成了限制、减少二氧化碳排放量的协议并制定了量化指标。而要保证人类发展的需要,就必须找到一种能替代化石燃料发电的方式,在诸多候选方式中,唯一现实的替代者就只有核能。
记:为什么这么说呢?
陈:要替代化石燃料发电必须具备三个条件:一是能提供长期的、稳定的、可靠的供应;二是能满足大规模的电力需求;三是电价能为用户接受。三者缺一不可。
核电可以满足这些条件。首先是核燃料的能量密度高,1公斤标煤的发热量是7000千卡,相当于8.14千瓦时的电;而1克铀-235完全裂变产生的热量为24000千瓦时,约为煤的 300万倍。因此,核电厂可以储备几年的燃料,不像火电厂那样需要连续不断地供应燃料。其次,核电厂的可用率高,火电厂利用小时数一般为5500,核电厂可达7500以上。第三,在合理利用天然铀(即把快中子堆对增殖核燃料的贡献考虑在内)的前提下,铀资源可以支持核电的大规模发展。第四,核电的电价与除硫火电以及其他能源相比有竞争力。其他能源,如水能、风能、太阳能等都不能同时满足替代能源的三个必要条件。
水能,在电价上有优势,但受季节影响,有丰水期、枯水期之分,不能提供稳定的电力,水电的年利用小时大约为3000,难以担当电力供应主力的任务。水电也是有安全问题的,一旦大坝坍塌,也会酿成灾难性的后果。
风能,和水能一样受季节影响,不能保证长期稳定的电力供应,其年利用小时数大约在2000 -3000之间。风电厂占地面积大,一台1000千瓦的风力发电机,仅叶片长度就达37米,风机的直径估计在80米左右。1000台这样大的风力发电机和1台百万千瓦的核电容量相同,而所占地面积不知要大多少倍。此外风电厂噪音很大,噪音扰民是建风电厂不得不考虑的问题。
太阳能,发电成本很高。据加拿大媒体提供的数据,每千瓦时的成本,太阳能是火电的20倍,这个电价是用户难以接受的。此外,太阳能发电环节虽然是绿色环保的,但太阳能电池板的生产却是高耗能、高污染的。
水电、风电、太阳能发电可以作为补充、调剂的辅助能源,挑大梁则不行。工程问题的决策依据的是综合指标,而不是单项指标的优劣。核电之所以被选定为替代能源就是因为它的综合指标优于其他。
记:您说得虽有道理,但人们对核事故的灾难性后果非常惧怕,听说有个别的国家已经表示放弃核选择了,您觉得弃核可行吗?
陈:我也听说了。个别国家、个别地区弃核是可以做到的。从全球来看,如果弃核将面临两种可能的前景:第一种,维持现有的碳排放水平,大幅度地降低用电量。近几年来,全世界的核发电量占总发电量的比例一直稳定在16%左右。如果弃核,这么大的发电量缺口只能靠削减相同比例的用电量来平衡。显然,其结果是对社会发展、公众生活造成极大的消极影响。第二种,保持目前的用电水平,大幅度增加碳排放量。弃核以后造成的发电量缺额由新建的火电厂填补,这必然导致碳排放量的大幅度增加,温室效应带来的一系列恶果将比现在严重得多。我想这两种前景公众都不愿意接受,那末,核电就成了必然的选择。既然选择了核电,也就必然要同时接受核电带来的利和弊,这是不得已的事情,是无可奈何的选择。倘若能找到一种综合指标优于核电而又不带来危害的替代能源,我相信不会有人反对弃核的。
记:听您这么一说,确实有些“无奈”,核电真是既让人讨厌又让人离不开的东西。
陈:是这样。
记:不过,在接受核电的同时,不能把核电搞得更安全些吗?
陈:当然可以。事实上世界核电业内人士为提高核电安全性而作的努力一天也没有停止过,他们为此所作的努力用“呕心沥血、绞尽脑汁”来形容也不过分。但核电不是国防事业,可以不计成本,也不是慈善事业,只求施舍,不求回报。核电是产业,讲究经济效益是很自然的事。光考虑经济性,安全上不满足要求,是死路一条;光考虑安全性,电价高得卖不出去,也是死路一条。必须同时考虑安全和经济两个方面,找到他们的平衡点,订出合理的安全目标。这是一项非常艰难的任务。在这种“两难”的情况下,业内专家们确定了现行核电站的安全目标要求是“两个千分之一”。
记:什么是“两个千分之一”?
陈:一个是是核电厂事故对地区造成人员死亡概率低于其他事故造成死亡概率总和的千分之一;另一个是对周边地区引发癌症的概率低于其他因素引发癌症概率总和的千分之一。这两个千分之一是根本的安全指标。由此计算出当堆芯熔毁概率为10-4/堆年时可以满足安全目标的要求,这是现行的标准。目前正在建设中的三代核电站,堆芯融毁概率可达10-5/堆年,其安全性要比现有核电站提高一个数量级。但这毕竟只是设计目标,有待实践验证。无论是二代核电技术,还是三代核电技术,所有能想到的、可能引发核事故的自然和人为因素都考虑到了,都有防范措施。在技术上可实现的前提下,防范的程度要适当,不是越高越好。满足很高标准的防范要求是要付出代价的。要进行一系列的科学研究、试验验证、工程考核,乃至建造原型堆。要研究开发新技术、新材料、新装备、新工艺,这些都需要投入大量资金,这些投入最后都会反映到电价上来,影响核电的经济性。如果防范标准高到使核电丧失经济竞争力的程度,就无异于把核电送上了死路。这样说并不是拒绝提高防范标准,而是强调适度,不能刻意追求绝对安全。事实上,只要利用核裂变能,谁也不能保证今后再也不会发生核泄漏事故。
记:难道人类注定要生活在核泄漏威胁的阴云笼罩之下吗?
陈:不是这样的,前途还是光明的。这就是核聚变能的开发利用。核聚变不像核裂变那样产生大量的放射性物质,不必担心核泄漏。而且所需的原料大量存在于海水中。能源界几乎一致认为聚变能是解决未来人类能源需求的希望。到了聚变能成为提供能源的主力时,我们现在的忧虑就可以消除了。
记:这一天什么时候到来?
陈:聚变领域的专家很自信,他们认为2050年左右有望实现聚变能的商业应用。我没那么乐观,能在本世纪末实现这个目标就已经很了不起了,因为掌握核聚变的难度实在太大了。聚变与裂变的科学研究几乎同时起步,聚变还略早一点。上世纪70年代,裂变的商用已成规模,而聚变至今仍处于实验室的研究阶段。要实现规模化的商业应用还有很长一段路程要走。这一段路程所需的时间可以视为一个过渡期。过渡期中还离不开裂变能,唯一的办法是管好用好裂变能。核泄漏是一种概率,概率讲的是或然,并不是必然。这好比在风浪中航行。风浪是不可避免的,但风浪并不注定要沉船。核电业内人士好比这艘船上的工作人员,只要大家忠于职守、敬业工作、团结一致去战胜风浪,就能安全地到达彼岸。当然,在这段航程中,全体乘客也不得不忍受航船颠簸带来的眩晕、呕吐等不适。核泄漏给人类带来了灾难,大家都很悲痛。悲痛之后,人们总得面对现实,回到对核能利用的理性思考上来。