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%,核電是當今世界上大規(guī)模可持續(xù)供應的主要能源之一。各國核電裝機容量的多少,很大程度上反映了各國經(jīng)濟、工業(yè)和科技的綜合實力。

  當今世界能源形勢 

  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需要的基礎,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,必須為長遠的未來作考慮。一定要認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、飛機就將失去動力,這就需要對運輸事業(yè)進行控制,對能源作調(diào)整??茖W工作者已越來越認識到,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。這決非是危言聳聽。

  1970年,石油在世界能耗中的比重已達43%(煤只占35%)。1979年石油生產(chǎn)的比重又進一步上升到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擔,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。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。人類必須從長遠利益制定當前的能源政策。

  溫室效應的危害 

  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。作者認為,21世紀將出現(xiàn)非常惡劣的氣候,氣溫上升比任何一次都更高更快,全球氣候將出現(xiàn)混亂反常,世界經(jīng)濟將受到重大影響。

  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。

  估計到21世紀中葉,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。

  溫室效應的后果將是全球氣候的異?,F(xiàn)象,使降雨、風、云層、洋流以及南北極冰帽大小等關鍵可變因素發(fā)生變化。冬季縮短、夏季延長,由于蒸發(fā)增強,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孔)只要張開得小一點即可收入同樣數(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,溫室效應帶來的生態(tài)破壞及社會后果是嚴重的。

  核能的發(fā)展前景 

  核能作為清潔能源外,一個最大的優(yōu)點就是經(jīng)濟性。例如,同等條件下,建設一個熱電站。如果建煤熱電站,每年約需煤110萬噸,不僅運輸無法解決,燒煤造成的環(huán)境污染更是個嚴重問題;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,這不僅運輸不成問題,每年只需UO26噸,從經(jīng)濟上考慮也是合算的。

  1973年開始,主要工業(yè)國的核電成本與火電相當。以后隨著石油調(diào)價和核電技術的逐步成熟,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,相當于節(jié)省 9000萬噸煤或 32500萬桶石油。

  核電的發(fā)電成本由運行費、基建費和燃料費三部分組成。核電站的運行費和火電站的差不多。但核電站運行可靠,每年利用小時最高達8000小時,平均約為6000小時。

  據(jù)統(tǒng)計,1975~1978年,世界上有15座核電站的平均負荷因子達到80%以上,其中有8座達85%,德國一座壓水堆核電站達到了最高為91.3%。核電站的燃料費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噸標準煤,平均每天要有艘萬噸輪,或三列40節(jié)車廂的火車運煤到發(fā)電廠。運輸負擔之沉重是可想而知的。

  由于核電站系統(tǒng)的復雜和出于安全的考慮,它的基建費比火電高,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)濟性與安全性已是毋庸置疑。

  世界能源結構的變化中,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變,其原因是人們越來越認識到,沒有核能的能源供應,從經(jīng)濟上和生態(tài)上都有一定的風險,人們也認識到存在著不斷改進核電廠安全技術從而減少事故風險的可能。

  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)達國家。截至2016年4月,全球在運核電機組共計444臺,總裝機容量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)有反應堆開展安全評估,同時針對極端情況,電廠增設了防水淹、移動柴油機電源、非能動消氫等設施,優(yōu)化核電技術,提高安全響應能力和管理水平。當前,全球核電產(chǎn)業(yè)逐漸回歸正常發(fā)展軌道,核電建設逐步復蘇。截至2016年3月,全世界在建核電機組共計64臺,總裝機容量6301萬千瓦,中國、俄羅斯、印度、美國成為核電項目建設最多的四個國家。

  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,我國大陸運行核電機組共有30臺,總裝機容量為2846.5萬千瓦;共有24臺在建核電機組,總裝機容量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,我國大陸核電運行機組總裝機容量為5800萬千瓦,在建核電機組總裝機容量為3000萬千瓦。

  在核電建設領域,我國堅持熱堆、快堆、聚變堆“三步走”技術路線,合理把握建設節(jié)奏,穩(wěn)步有序推進核電建設,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的主力軍。

  我國發(fā)展核電的重要意義 

  當前,在人們越來越重視地球溫室效應、氣候變化的形勢下,積極推進核電建設,是我國能源建設的一項重要政策,對于滿足經(jīng)濟和社會發(fā)展不斷增長的能源需求,保障能源供應與安全,保護環(huán)境,實現(xiàn)電力工業(yè)結構優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展,提升我國綜合經(jīng)濟實力、工業(yè)技術水平和國際地位,都具有重要的意義。

      關鍵詞: 核電,電力支柱

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