核電——世界三大電力支柱之一

發(fā)布時間:2016-09-07   來源:嘉興日報

  核能的和平利用在世界上已有60多年的歷史。如今,核電與火電(包括煤、天然氣、石油)、水電并稱為世界三大電力供應(yīng)支柱。目前核能發(fā)電約占世界總發(fā)電量的10.8%,核電是當(dāng)今世界上大規(guī)模可持續(xù)供應(yīng)的主要能源之一。各國核電裝機(jī)容量的多少,很大程度上反映了各國經(jīng)濟(jì)、工業(yè)和科技的綜合實(shí)力。

  當(dāng)今世界能源形勢 

  目前的世界面臨著三個相互聯(lián)系的主要問題:自然資源短缺(主要指能源、糧食和水)、人口增長迅速、環(huán)境污染生態(tài)破壞。而嚴(yán)重的問題是潛在的能源短缺,因為能源是滿足人類一切物質(zhì)需要的基礎(chǔ),是衣、食、住、行和娛樂的基本保障。

  人要一代一代繼續(xù)生存下去,必須為長遠(yuǎn)的未來作考慮。一定要認(rèn)識到地球上的資源是有限的,而人類對資源的需求卻是無限制的。因此對各種資源狀況需要作全面的了解。當(dāng)世界上的石油用完之時,以石油產(chǎn)品為燃料的汽車、輪船、火車、飛機(jī)就將失去動力,這就需要對運(yùn)輸事業(yè)進(jìn)行控制,對能源作調(diào)整??茖W(xué)工作者已越來越認(rèn)識到,要找到克服能源短缺的出路,核能可以為人類解脫困境。

  我們知道,世界上有機(jī)燃料的儲量是有限的,總有一天要用完。全世界石油、天然氣和煤炭的已探明儲量,按目前的消耗水平來看,少則幾十年,多的(如煤炭)也只能開采幾百年。而且,全世界對能源的需求量逐年在增加,照目前能源需求的增長勢頭,如果我們僅依賴于石油或煤炭這樣一些化石燃料,終將會發(fā)生能源危機(jī)。這決非是危言聳聽。

  1970年,石油在世界能耗中的比重已達(dá)43%(煤只占35%)。1979年石油生產(chǎn)的比重又進(jìn)一步上升到49.l%。況且,石油還是一種十分重要的化工原料,用石油來制造化工產(chǎn)品,如化肥、農(nóng)藥、醫(yī)藥、潤滑劑、塑料、合成纖維、合成橡膠等,其價值比用作能源的要高得多。

  因此,由于石油儲量有限,并且越來越多地轉(zhuǎn)作化工原料,在世界能源消耗不斷增加的形勢下,不久的將來,石油就無法挑起世界能源主要支柱的重?fù)?dān),在能源中將處于越來越次要的地位。

  那么,再度依賴煤是否可行呢?作為石油的姊妹能源,煤也有類似的問題存在,其儲量雖比石油豐富,然而也相當(dāng)有限,它也是無法再生的化工原料,人類必須加以珍惜,不要讓它付之一炬,白白浪費(fèi)。而且煤不比石油,它的開采成本高,燃燒效率低,燃煤所造成的污染問題又嚴(yán)重。所以煤作為能源的衰落周期盡管會長一些,但也必將步石油的后塵。人類必須從長遠(yuǎn)利益制定當(dāng)前的能源政策。

  溫室效應(yīng)的危害 

  1988年7月4日,美國的一家很有影響的雜志《幸?!钒l(fā)表了一篇引起世界矚目的文章。作者認(rèn)為,21世紀(jì)將出現(xiàn)非常惡劣的氣候,氣溫上升比任何一次都更高更快,全球氣候?qū)⒊霈F(xiàn)混亂反常,世界經(jīng)濟(jì)將受到重大影響。

  出現(xiàn)上述情況的主要原因正是燃燒煤、石油、汽油等化石燃料,燃燒產(chǎn)生的二氧化碳在大氣層中迅速積聚,比二氧化碳少得多但是同樣有害的氯氟化碳等氣體也迅速增多。在地球的大氣層中,這些氣體起著溫室玻璃那樣的作用,讓陽光射入而又把熱量留聚下來。它們吸收而不是反射能生熱的紅外線輻射,從而使地球氣溫持續(xù)上升,這就是溫室效應(yīng)。

  估計到21世紀(jì)中葉,地球的氣溫還將不可避免地繼續(xù)上升,那時,積聚在大氣層中的二氧化碳很有可能比現(xiàn)在多60%左右。

  溫室效應(yīng)的后果將是全球氣候的異?,F(xiàn)象,使降雨、風(fēng)、云層、洋流以及南北極冰帽大小等關(guān)鍵可變因素發(fā)生變化。冬季縮短、夏季延長,由于蒸發(fā)增強(qiáng),大片地區(qū)的土壤濕度將會降低。

  最明顯的影響表現(xiàn)在農(nóng)業(yè)方面。隨著二氧化碳濃度的增加,植物的氣孔(氣體和水蒸氣通過的細(xì)孔)只要張開得小一點(diǎn)即可收入同樣數(shù)量的二氧化碳,這樣,植物由于蒸發(fā)所損失的水份就減少了,結(jié)果是植物會長得更大。農(nóng)作物生長較快,就可能較快地把土壤中的養(yǎng)分吸光,農(nóng)家就不得不購買更多的化肥。糧食的質(zhì)量可能隨著二氧化碳的提高而下降,因為葉子的含碳量可能增加,含氮量可能減少。在溫室效應(yīng)中,害蟲和病害較易蔓延,這就需要更多的農(nóng)藥治理。

  由此可見,溫室效應(yīng)帶來的生態(tài)破壞及社會后果是嚴(yán)重的。

  核能的發(fā)展前景 

  核能作為清潔能源外,一個最大的優(yōu)點(diǎn)就是經(jīng)濟(jì)性。例如,同等條件下,建設(shè)一個熱電站。如果建煤熱電站,每年約需煤110萬噸,不僅運(yùn)輸無法解決,燒煤造成的環(huán)境污染更是個嚴(yán)重問題;如果建燒油電站,每年燒油需80萬噸,發(fā)電僅值1.8億元,而要是做化工原料的價值就達(dá)4.8億元,出口可換外匯1.36億美元。而選擇建造核熱電站,這不僅運(yùn)輸不成問題,每年只需UO26噸,從經(jīng)濟(jì)上考慮也是合算的。

  1973年開始,主要工業(yè)國的核電成本與火電相當(dāng)。以后隨著石油調(diào)價和核電技術(shù)的逐步成熟,核電成本已經(jīng)低于油電站、煤電站和油煤電站的成本。據(jù)統(tǒng)計,美、法、英、德國和加拿大等國的核電成本平均比火電低1/3左右。1976年,美國由于采用核電節(jié)省了14億美元,相當(dāng)于節(jié)省 9000萬噸煤或 32500萬桶石油。

  核電的發(fā)電成本由運(yùn)行費(fèi)、基建費(fèi)和燃料費(fèi)三部分組成。核電站的運(yùn)行費(fèi)和火電站的差不多。但核電站運(yùn)行可靠,每年利用小時最高達(dá)8000小時,平均約為6000小時。

  據(jù)統(tǒng)計,1975~1978年,世界上有15座核電站的平均負(fù)荷因子達(dá)到80%以上,其中有8座達(dá)85%,德國一座壓水堆核電站達(dá)到了最高為91.3%。核電站的燃料費(fèi)比火電站的要低得多。對100萬千瓦壓水堆核電站,每年需要補(bǔ)充40噸燃料,其中只消耗1.5噸鈾-235,其余的尚可收回。所以燃料運(yùn)輸是微不足道的。而對一座100萬千瓦燒煤的發(fā)電廠,每年致少消耗2120000噸標(biāo)準(zhǔn)煤,平均每天要有艘萬噸輪,或三列40節(jié)車廂的火車運(yùn)煤到發(fā)電廠。運(yùn)輸負(fù)擔(dān)之沉重是可想而知的。

  由于核電站系統(tǒng)的復(fù)雜和出于安全的考慮,它的基建費(fèi)比火電高,對10~20萬千瓦容量的輕水堆比火電約高100%,對100萬千瓦容量的輕水堆約高60~70%。重水堆和氣冷堆的基建費(fèi)還要貴一些。但是,核電站的整個發(fā)電成本還是比火電便宜。核電的經(jīng)濟(jì)性與安全性已是毋庸置疑。

  世界能源結(jié)構(gòu)的變化中,核能在今后仍是屬于有發(fā)展前途的能源。90年代初開始,人們對核能的評價發(fā)生了有利于核能的轉(zhuǎn)變,其原因是人們越來越認(rèn)識到,沒有核能的能源供應(yīng),從經(jīng)濟(jì)上和生態(tài)上都有一定的風(fēng)險,人們也認(rèn)識到存在著不斷改進(jìn)核電廠安全技術(shù)從而減少事故風(fēng)險的可能。

  世界核電發(fā)展現(xiàn)狀 

  核電是一種資金密集型、技術(shù)密集型的清潔能源。目前,全世界30個國家擁有核電站,主要分布在歐美發(fā)達(dá)國家。截至2016年4月,全球在運(yùn)核電機(jī)組共計444臺,總裝機(jī)容量38627.6萬千瓦。根據(jù)世界核協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù),2015年全世界核能發(fā)電總計24413億千瓦時。全球發(fā)電總量中,核能發(fā)電比例超過10%。其中,法國核能發(fā)電比例最高,核電發(fā)電占法國全部發(fā)電量的76.3%;擁有核電站數(shù)量最多的是美國,目前擁有104座反應(yīng)堆,核電發(fā)電量占美國總發(fā)電量的19.5%;我國大陸核電發(fā)電量占大陸總發(fā)電量的3.01%。

  世界各國不斷采取措施,對現(xiàn)有反應(yīng)堆開展安全評估,同時針對極端情況,電廠增設(shè)了防水淹、移動柴油機(jī)電源、非能動消氫等設(shè)施,優(yōu)化核電技術(shù),提高安全響應(yīng)能力和管理水平。當(dāng)前,全球核電產(chǎn)業(yè)逐漸回歸正常發(fā)展軌道,核電建設(shè)逐步復(fù)蘇。截至2016年3月,全世界在建核電機(jī)組共計64臺,總裝機(jī)容量6301萬千瓦,中國、俄羅斯、印度、美國成為核電項目建設(shè)最多的四個國家。

  我國核電發(fā)展現(xiàn)狀 

  1991年12月15日,中國大陸第一座核電站——秦山核電站并網(wǎng)發(fā)電。三十多年來,我國核電事業(yè)一直穩(wěn)步發(fā)展,形成了浙江秦山、廣東大亞灣、江蘇連云港、遼寧紅沿河、福建福清等幾個重要核電基地。截至2016年3月,我國大陸運(yùn)行核電機(jī)組共有30臺,總裝機(jī)容量為2846.5萬千瓦;共有24臺在建核電機(jī)組,總裝機(jī)容量2672.9萬千瓦。2015年,核電累計發(fā)電量為1690億千瓦時,約占全國總發(fā)電量的3.01%。與世界平均水平相比,我國核電發(fā)電比例偏小,具有較大的發(fā)展空間。2014年11月,《國家能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014-2020年)》正式發(fā)布。根據(jù)行動計劃,到2020年,我國大陸核電運(yùn)行機(jī)組總裝機(jī)容量為5800萬千瓦,在建核電機(jī)組總裝機(jī)容量為3000萬千瓦。

  在核電建設(shè)領(lǐng)域,我國堅持熱堆、快堆、聚變堆“三步走”技術(shù)路線,合理把握建設(shè)節(jié)奏,穩(wěn)步有序推進(jìn)核電建設(shè),高效安全發(fā)展核電。第三代核電將成為我國今后一段時間核電建設(shè)的主力軍。

  我國發(fā)展核電的重要意義 

  當(dāng)前,在人們越來越重視地球溫室效應(yīng)、氣候變化的形勢下,積極推進(jìn)核電建設(shè),是我國能源建設(shè)的一項重要政策,對于滿足經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展不斷增長的能源需求,保障能源供應(yīng)與安全,保護(hù)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)電力工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展,提升我國綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力、工業(yè)技術(shù)水平和國際地位,都具有重要的意義。

      關(guān)鍵詞: 核電,電力支柱

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