. W: Y( \) O+ X" S1 s % [: m# s- l- w老去的核电站 }: v) c5 d) d" y0 z8 E
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. p! O( q: k$ Y5 \3 J截至今年7月1日,全世界范围内有181座反应堆已经关闭,而正在运行中的反应堆总计不过417座。假设反应堆平均寿命为40年,那么从现在起到2030年,还将有207座反应堆关闭(即197~1990年间接入电网的反应堆);到2059年还将新增124座。这还不包括那些在1979年前开始运行的85座反应堆,以及目前处于长期停机状态的28座反应堆。这也不包括目前建造中的47座反应堆(截至2019年7月1日),它们中的大多数也将会被接入电网。6 _- }+ I: ?3 Y1 y
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每座反应堆的具体运行期限取决于许多因素,包括运行状况、经营牌照有效期和经济效益。不同国家对反应堆运行期限也有不同的规定。但总的来说,反应堆通常无法一直平稳运行到设计寿命的终点,它们正常运行的时间总比预期要短。 5 l1 S' w) z* _2 A5 }' G+ X% ? & A; A2 k2 ^, @1 h 1 f- v8 w0 J- n" s& i R/ _+ [8 c 5 B, [ @' ?- G* p图片来源:pixabay 9 b& b& R# k- u) e) q 0 r0 M& Y5 ~9 S9 B+ q& f1 d& b5 ?2 ~" w7 A/ Q F, i
; S! g. i( ^! ^* u首先,维修一座老旧的核电站往往会发现许多预料之外的问题。施奈德说:“我们深入研究过一些案例。如果停机时间预计是两三个月,那么最后往往会延长到六个月、九个月甚至十二个月。维修工作一旦开始,人们就会发现还有更多的东西需要维修。就像修车一样,你拆下一个有问题的零件,就会发现里面还藏着更多有问题的零件。反应堆也是一样。” 6 `# |% j+ c2 M 7 T) |8 X" f4 U7 j' B. x# |4 K2 W2 v: k9 T$ C y! Y1 F; k
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其次,维修停机会影响核电站的持续供电能力。施奈德指出,2018年法国的58座反应堆平均大约有三个月时间处于停机状态,比利时的7座反应堆平均停机时间甚至达到了半年。他说:“难以置信。这样的能源能有多可靠?反而是可再生能源更可靠。人们一度认为可再生能源无法持续供应,但实际上太阳每天都会升起,只是阳光强一点或弱一点的问题,现在要预测这种变化也很容易。” , f) o' B3 p- [* S9 c5 B0 _- U' K
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事实上,可再生能源已经成长为核电强劲的竞争对手。太阳能电池技术近年来发展迅速,今年7月在美国洛杉矶,太阳能电力的价格已经跌破每千瓦时2美分,低于化石燃料和核能所能提供的电力价格。中国也在将不同的可再生能源相结合,以实现不间断供电。' ~: C4 N M9 g2 Q3 w* l! j4 J+ B
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! `0 b5 ]$ I g# {9 x 目前已经完成退役的反应堆中,最快的只用了6年,最慢的花了42年。它们大多是小型的展示堆或实验堆。目前为止,业界还没有运行了40年的大型商业化核电站完成退役的经验,但可以确定的是,这将是一项庞大的工程,并且最好趁早解决。* {$ t4 t" i6 B9 b6 D9 y
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, z9 b' W' F8 O7 s1 u1 c' X q/ q6 o" R' [ V( { 技术上,核设施的退役通常可以分为三个阶段。首先,反应堆内部剩余的燃料被取出,转移到乏燃料池中,同时部分大型部件被拆除;其次,拆解反应堆中受到较强辐射污染的部件,例如反应堆压力容器;最后,移除操作系统,并清除建筑物受到的污染,最终拆除建筑物。 6 Z, T! W# Z8 ]5 t3 S 4 t( S4 t& [1 ], l9 B! t) C1 _0 ~
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# Y( l6 r9 t1 k, F* g& j2 g0 S一座核电站工作的时间越长,累计产出的乏燃料就越多,设备受到的辐射污染也越严重,这意味着退役工作量将大大增加。施奈德指出,其中最大的挑战或许来自于钚——许多商用核电站使用铀钚混合氧化物燃料(MOX),其中的钚通过后处理过程分离而来;而钚具有较强的辐射毒性,会对核燃料生产和乏燃料后处理设备造成污染,进而给拆卸过程中的辐射防护带来困难。 % x$ O7 ?, P6 N. ?" C% e* ~9 ], T! M, C: p9 S6 l z
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在时间规划方面,核设施的退役通常有两种策略,立即拆除或推迟拆除。《2018世界核能产业现状报告》中指出:“一般而言,立即拆除是更好的解决方案,因为员工的技能和工作经验能够在退役过程中得到利用;责任划分更加明确;公共利益能够得到更好的保障。” 0 y3 k6 e2 V: }* K( ` R; ?% S' z2 l6 ?4 m- O
0 R7 C, r- v5 X7 c7 X+ L3 ?$ _ 1 W+ J/ n) C4 h 相比之下,推迟拆除将大大增加项目的风险和不确定性,包括人员和专业技能的流失、设备老化带来的事故风险和责任划分的不明确。近年来,在全球能源结构不断变化的背景下,法国的阿海珐、美国的西屋电气两大核电巨头先后经历了破产重组,施奈德说:“看看过去20年中欧洲和美国企业的寿命是多么短暂……如果把反应堆放着不管,未来由谁承担这些责任呢?”3 V# O0 N1 D4 r& f7 G _+ a
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2 L" F, ^9 Z' R. W8 z数据来自《2019 世界核能产业现状报告》,报告全文将于 2019 年 9 月 24 日发布。3 b, u( A, E5 p
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中国核电的挑战 * l- r% O" U5 a" r- Z# e' W/ D0 N* U# S1 M, _( ]$ V
: ~- D( f0 S' t1 m+ S! G K" ~* H( U) {和欧美国家相比,中国的核电产业可以说非常年轻。截至2019年7月1日,中国正在运行的反应堆有47座,还有一座处于长期停机状态,平均年龄为7.2年。但是施奈德说:“中国现在或许不用考虑这个问题,但是它总会发生,而且会集中爆发。” - `3 @+ \8 W# z# V1 V" A! A 7 D0 ?9 i$ t: ]( E X: ~1 y' T4 v7 ] 4 Y+ r7 E' z0 D, A2 h' {3 e' F( C施奈德指出,中国核电未来面临的挑战将与法国今天的局面非常相似。在20世纪80年代到90年代,法国在十年间建立了约四十座核电站,这意味着它们将在很短的时间内同时退役,并且这个时刻或许很快就要到来。而中国核电也经历了相似的发展过程。目前中国正在运行的47座反应堆中,36座的年龄在0到10岁之间。- c1 O" }8 S! o4 r/ n! R2 }8 h, G
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