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神秘的核电不神秘(1)--初识核电

2010-11-13  water4121
         核电,这个曾经被评为二十世纪人类最伟大成就之一的孩子,却是在偏见和严重的不公平待遇中度过他的童年,而且一度近乎夭折。到了二十一世纪,人类在气候变暖和能源危机两大魔鬼面前手足无措时,才想起了一个叫做“核电”的孩子在地窖里蹲着。于是,核电又重新回到了人类的视线。我们先来初步认识一下“核电”这个苦命的孩子。

  1、世界上有核电站?
  为了避免引用过多的专业词语,我们把一个大亚湾核电站当做一个单位来计算世界核电总量(大亚湾核电站有两台机组,每台90万千瓦,共180万千瓦)。截至2005年底,世界上现有运行核电站442座,总装机容量3.69亿千瓦,每年发电约占世界发电总量的17%。折算成大亚湾核电站的单位,现在世界上大约有205个大亚湾核电站,其中法国约有35个,约占全国发电总量的78%;美国约有54个,约占全国发电总量的20%;中国约有5个,约占全国发电总量的1.2%(以上数据参考《核电中长期发展规划(2005~ 2020年)》)。此外,最近岭澳二期已经开始发电,这尚未计算进去,容量相当于一个大亚湾核电站。

  2、世界上有多少个核电站正在建设?
  跟上面一样,我们还是用大亚湾核电站做单位。截至2010年1月,现在世界上在建的核电站有54台,总装机5408万千瓦,大概相当于29.5个大亚湾核电站。其中,中国在建21台,2295万千瓦,大概相当于12.75个大亚湾核电站,占世界在建核电总量的42%。(注:数据来源有些滞后,但足以定性了解核电动态)

  3、在今后10年里中国要建多少核电站?
  按照发改委2005年的规划,到2020年,我过核电总装机容量将达4000万千瓦,在建1800万千瓦,相当于10年以后,我国运行的核电有22个大亚湾核电站,在建的有10个大亚湾核电站。但最近又在报道,我国核电建设目标有可能提到7000万千瓦,甚至8000万千瓦。如果按7000算的话,我国到2020年底建有44.4个大亚湾核电站,届时已经超过了法国的35个了,距离美国的55个还差一点。

  4、建一个核电站要多少钱,要建多久,能用多久,发电成本多少?
  按中广核集团公布的数据,CPR1000(大亚湾核电站的类型)的建设周期56个月,大概4年半多一点。CPR1000的建设成本在批量建设之后据说可以降至1万元/千瓦,即建一个100万千瓦大概是100亿元(不过现阶段估计还没这么便宜,估计建一个100万千瓦的核电站需要130亿元左右);而AP1000和EPR(比较先进的核电站,还没真正建成)的建设成本现在无法估计。核电的发电成本基本已经可以跟火电竞争,在大规模建设以后,成本会更低。一个核电站设计寿命是60年,不过现在很多都可以延期。

  5、核电的环境效益
  将1个装机容量100万千瓦的核电站和一个同样装机容量的火电站相比。核电站的燃料一年大约需要25吨(氧化铀),火电站的燃料一年大约需要250万吨(煤)。核电站不会排放二氧化碳,二氧化硫,氮氧化物,灰尘等废弃废物,但有乏燃料25吨;火电站一年排放二氧化碳741万吨,二氧化硫3.8万吨,氮氧化物3万吨,漂尘1600万吨,灰渣30万吨。具体数据我们可以不计,我们只要知道,一个核电站一年用的燃料用一辆大卡车运载已经足够,还有一辆同样的大卡车建废料运走即可。一个火电厂一年的燃料需要用20列有20个车厢的火车专门为它运载燃煤(大部分都是用海运),还要用60列有20个车厢的火车来运走燃烧废物(大部分是排到大气中去)。

  6、核电的经济效益
  核电的经济效益究竟多少,我们没法确切知道。但我们可以通过外部的信息大概估算一下。
  1个100万千瓦核电站1小时可以发100万度电,一天24小时满发,2400万度电,在国家政策照顾情况下,核电上网电价大概是0.5元/度,所以1个100万千瓦核电站1天的总效益大概是1200万元。每年除去检修和计划停堆,机组可用率大概是87%,如此计算每年总经济效益是:1200万元*365*0.87=381060万元=38.1亿元。美国核电站的运行成本平均低于2.0美分每千瓦时,假设是0.2元/度,那么一个核电站一年可以赚38。1*(0.3/0.5)=22.86亿。(数据来源于互联网,不一定准确,不过相信相差不会太远)。从媒体报道中,我们了解到大亚湾核电站在2008年已经完成全部基建贷款本息还款56.74亿美元,运行15年,平均每年还贷3.78亿美元,按汇率7计算,每年还贷26亿元,每台机组每年还贷13亿元,还是比较轻松的。

      7、核电的问题有哪些?
      核燃料问题是核电面临的一大难题。据报道,全世界探明的铀资源只够人类使用75年,如果考虑未探明和核电快速发展的情况,铀燃料大概也只能使用100年左右,这完全有可能在煤和石油用完之前就出现铀资源危机。中国是一个铀资源贫乏的国家,已探明的铀资源只能够维持2500万千瓦压水堆核电站的需求,也就是相当于14座大亚湾核电站的需求。不过情况并没有那么严峻,因为从理论上燃料问题是可以解决的,快堆技术如果能够进入商业应用的话,核燃料问题就会迎刃而解了。
      核电面临的另一大难题是核废料处理。因为核电产生的部分核废料是带有放射性的,而且有些半衰期很长,也就是放了几万年后它还是有放射性。对了这部分核废料,我们必须在这一代人将它处理掉,否则将会祸害我们的子子孙孙。现在普遍采用的是深地填埋,但这毕竟不是最好的方法。所以各国都在探索一种跟为有效的方法来处理这些废料,比如前些日子报道的加速器驱动次临界堆(ADS)就是一种方法。这些技术理论是都是可行的,关键看以后的发展。
      而对于中国核电来说,还面临着人才的问题。因为以前学核电的人太少了,培养核电人才的单位也太少。现在一下子搞这么多核电站,运行,检修,安检,科研等,都需要大量的专业人员。所以,现在大部分学校都开始办核专业,虽然大部分连专职老师都还没聘请到。 
      有人说核安全也是核电面临的一大问题,不过如果你了解一点核电站的知识,你就不会觉得这个问题很严重的。关于核安全,主要还是在于运行方面和公众接受性方面。

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