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韓國核電“后進”超先進
時間:2015-10-22 13:53來源:環境與生活 作者:信息發布 點擊:
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本世紀初,“晚熟”的韓國卻已經擁有自主研發的先進核電機組,甚至有能力同老牌核電出口國競爭海外訂單。這個上世紀70年代末才建成第一臺商用核電機組的半島國家,如何在30年間逆襲殺進了全球核電第一集團?
1966~1980年間,美、蘇、英、法等資深強國紛紛大上核電,韓國沒有趕上這波潮流。但在本世紀初,“晚熟”的韓國卻已經擁有自主研發的先進核電機組,甚至有能力同老牌核電出口國競爭海外訂單。這個上世紀70年代末才建成第一臺商用核電機組的半島國家,如何在30年間逆襲殺進了全球核電第一集團?
能源短缺 押寶核電
作為一個土地面積有限的半島國家,韓國的自然資源相對稀缺,97%的能源靠進口。世界核協會的資料指出,1990~2006年,韓國的電力需求每年增速超過9%,之后才下降到2.8%以下;2011年,韓國為進口能源支出了1700億美元,占該國進口額的1/3。2012年,韓國的人均電力消耗為9600千瓦時/年,是1980年的11倍還多。為了滿足隨高速發展而激增的用電需求,押寶核電是早期就確定的能源政策。因此,韓國的核電之路走得非常積極。2014年,韓國的核電站貢獻了149太瓦時(1太瓦時=1000吉瓦時=10億千瓦時)的電力,緊隨美、法、俄3國之后,核電比重高達30.4%。
核電是韓國所有能源發電中成本最便宜的。韓國水電與核電公司(KHNP)2008年的報告指出,煤炭、液化天然氣(LNG)和水力每發一度電的平均成本,分別是53.7韓元、143.6韓元和162韓元,而核能只有39韓元/度(100韓元約合0.54元人民幣)。
然而,這樣一個核電強國,其第一臺商用核反應堆誕生至今還不到40歲。
1971~2006年韓國的發電量及電力結構示意圖
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可以看出韓國核電的發電量和比重大約從1983年才開始激增,晚于世界核電大發展時期(1966~1980年)。
來源:國際能源署(IEA)
核電大潮下僅一臺機組服役
韓國的核能研究活動始于上世紀50年代,與俄、美等核電資深國家相比并不算晚。1956年,韓國與美國簽署了和平利用核能的合作協定,派出大量人員到美國接受核能研究方面的培訓,奠定了核能研究的基礎;1957年,韓國成為國際原子能機構(IAEA)的一員;1958年,韓國國會通過了《原子能法》,規范和促進原子能的發展、保護核設施的安全和輻射防護。根據該法成立的原子能委員會是韓國核能政策的最高決策機構,該機構由9~11名成員組成,來自政府、學術界和產業界等領域,原子能委員會主席由國家總理兼任。原子能委員會主要任務,是制定、貫徹、實施包括安全在內的各項有關和平利用原子能的政策,分配國家有關預算,制定有關法規等。
韓國的第一座小型實驗核反應堆于1962年建成。不過在此之后的9年里,韓國的核電發展一直沒有大動靜。直到1971年,位于釜山廣域市機張郡的古里核電站才開工建設,該核電站隸屬韓國水電與核電公司。經歷了六七年的忙碌,發電能力587兆瓦的1號機組于1978年4月開始運行,成為韓國第一臺商業化核電機組。從國際上看,1966~1980年可謂是核電的“青春期”,全球共有242臺核電機組投運,而計劃大力發展核電的韓國只占其中一臺,看起來沒有跟上時代的步伐。
韓國核電發展歷程示意圖
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自主化率高達95%
有趣的是,古里核電站1號機組就像種子萌芽的開關,韓國的核電建設一下子活躍起來。20世紀80年代,古里核電站的2號、3號和4號機組在1983~1986年先后投運,該核電站的4臺機組全部采用第二代核電技術的壓水反應堆,裝機容量為3137兆瓦。同時,韓國西南部全羅南道的靈光核電站,以及東南部的慶尚北道的蔚珍核電站和月城核電站,也在上世紀80年代相繼落成。上世紀90年代,又有7臺機組建成發電。截至2015年7月,韓國的7座核電站中共有23臺現役核電機組,居全球第五位,裝機容量21677兆瓦,約占韓國總裝機容量的1/4。
受美國三哩島和烏克蘭切爾諾貝利核事故的影響,歐美國家在核電道路上多少都有過走走停停的經歷,但韓國對核電的態度從未扭轉,核電建設也不曾間斷,并且在研發、生產、建設等環節力求自主化。最早的8臺機組是從美國、法國、加拿大3國進口的。1984年,韓國以美國燃燒工程公司(現為美國西屋電氣公司的子公司)的“ABB-CE System 80”蒸汽供應系統為設計基礎,推進核電站標準化項目。1987年,韓國與該公司達成一項為期10年的核電技術轉讓協議,開始正式吸收和消化壓水堆核電技術。1997年該協議到期后,韓國又和西屋電氣公司續簽了10年的技術使用許可協議。在這20年間,韓國繼續開發自主化核電技術,并設計出“韓國標準核電站(KSNP-OPR1000)”,實現了第二代核電技術的自主化。從1998年建成投運的蔚珍核電站3號機組開始,共有8臺機組搭載“OPR-1000”型壓水反應堆,如今都已服役。據韓國電力公社(KEPCO)官網介紹,從2001年起,韓國核電技術的自主化率達到了95%以上。
自產反應堆因“實惠”而熱銷
有了“OPR-1000”的基礎,韓國核電工業繼續精進,成功自主研發出符合第三代核電技術要求的“APR-1400”型先進壓水反應堆,單機組發電能力達到1400兆瓦,設計壽命從40年提升到60年,綜合性能不遜于美、法等國同代反應堆,而2300美元/千瓦的平均造價卻比歐美更便宜。2007年9月,“APR-1400”獲批在即將開工的韓國新古里核電站3號、4號機組率先采用,現已建設完工。韓國成為美國、法國之后,第三個能夠自行研發第三代核電技術的國家。
2009年底,韓國力壓美國、法國等老牌核電出口國,成功贏得阿聯酋價值200億美元的4座輕水核反應堆核電站建設合同,首次把自己的招牌作品“APR-1400”帶到了海外,鋪開了核電出口之路。2010年3月10日,韓國與土耳其簽署了為土耳其承建兩座核電站的《核電項目合作相關的聯合公報》;2013年,韓國獲準在約旦科技大學建設約旦首座核研究反應堆;2015年3月,韓國與沙特阿拉伯達成協議,在沙特建設兩座韓國自主開發的“SMART”核反應堆,打算在試運行后,與沙特聯手出口第三國;也是在3月,韓國水電與核電公司的“APR-1400”的設計,通過了美國核能管理委員會(NRC)的預備審批,有望出口美國。
核安監人員權力賽總理
短時間內發展得這么猛,韓國核電在安全性方面又怎樣呢?
韓國目前監管核安全的獨立機構,是成立于2011年的“核安全與安保委員會(NSSC)”。該機構直接受韓國總統領導,全面負責韓國核安全及保障工作。韓國工商能源部(原知識經濟部)主要負責能源政策、核電站的建設與運營、核燃料供應與放射性廢物管理。韓國的電力公司、水電與核電公司、核燃料公司、核環境技術研究所等一些重要核工業單位,都隸屬于工商能源部。核能研發及推廣應用工作則由教育科技部承擔。
而在此前,核安全的監管職能一直由負責核能研發及推廣工作的韓國教育科技部兼管,因此核安全監管的獨立性飽受爭議。2009年7月~2010年3月,韓國國會收到3份有關創建獨立核安全監管機構的法案并進行了審議。2011年的日本福島核事故加速了韓國對這件事的處理進程。同年6月29日,設立核安全與安保委員會的法案獲得國會通過,10月26日,這個獨立的核安全機構正式成立,并從教育科技部接管了核安全研究所和韓國防擴散與管制研究所這兩家技術性單位。
作為一家中央行政機構,核安全與安保委員會的獨立性很受保護。韓國《政府組織法》中規定了兩項總理權力,一是總理對中央行政機構有指揮權和監督權,二是當總理認為任何一個政府部門制訂的法規非法或不公時,有權推翻這項法規。但核安全與安保委員會不受這些規定的約束。委員共有9個名額,主席與副主席各一人,其余7人為非執行委員,固定任期為3年,允許連任一次。委員在任期間,只要沒有違規行為,任何人和機構都不能違背其意愿將其解職,也無權干涉委員的工作。同時,想要當選核安全與安保委員會的委員,候選人必須脫離核工業界至少3年,并且一旦當選就不能參與政治活動。為了進一步強化核安全相關體系的獨立性,涉及核安全的法律條文也從韓國《原子能法》中剝離和完善,從而專門出臺了一套《核安全法》,老的《原子能法》則改稱《原子能利用促進法》。
高效率零事故傳佳話
優秀的安全記錄,是韓國核電工業打入海外市場的決定性因素。“非計劃停堆率”是衡量核電站可靠性的重要指標之一,它是指由于設備故障或人為失誤,導致反應堆保護性停止運轉的頻率?!吨袊斯I報》2012年指出,韓國所有核電站的平均非計劃停堆率,從上世紀80年代前期的5%一路下降,到2008年降到0.35%,低于美國、法國和加拿大。2010年,韓國的這一指標又下降到0.1%,是全球非計劃停堆率最低的國家。30多年來,韓國這20多座現役核電站從未發生過一起核事故。
此外,韓國核電站的運行效率也是全球最高,近幾年的發電量都能高達理論滿負荷發電狀態的96.5%(數據來自世界核協會)以上,相比之下,擁有104臺機組的美國在去年創下的該國最好紀錄只有91.9%(數據來自美國核能協會)。韓國核電的“大客戶”阿聯酋核能公司首席執行官曾指出,韓國核電最吸引人的地方,正是其出色的安全、穩定運行記錄。
最老機組兩年后關停
當然,也有一些負面事件影響了韓國核電的公信力,主要是1985年前投運的幾臺機組小毛病增多,以及2012年的核電零部件造假丑聞。
2007年6月,韓國最老的古里核電站1號機組達到了30年的運行壽命,因而停運了一段時間,但獲韓國政府批準升級安全系統,允許其延壽10年至2017年6月18日。雖然后續的許可證換發申請本可以允許該機組繼續運行至2027年,但由于近年來這臺機組隔三差五趴窩,經濟效益和安全性大不如前。于是,韓國水電與核電公司今年6月16日接受韓國政府的建議,兩年后如期永久關閉這臺元老機組。
1983年啟用的月城核電站1號機組在2009年4月~2011年7月進行了停堆大修,2012年11月又因達到運營年限而再次關閉。韓聯社報道,今年初,韓國核安全與安保委員會根據安全評估,決定將其延壽至2022年,這引發韓國民眾的擔憂和不滿,“將不惜展開絕食等強硬抗爭,直到廢棄這座核電站為止”的呼聲高漲。但韓國政府立場很堅定:只要安全上有保證,設計壽命結束的老舊核電站可以延壽發電,否則電價會不可避免地上漲,從而影響民眾生活和制造業的發展。經過近100天的針對福島核事故教訓的安全改造和檢查,“沉睡”兩年多的月城核電站1號機組于今年6月23日重啟。此外,同樣年紀較大的古里核電站3、4號機組和靈光核電站2號機組,近5年來也都有過幾次非計劃停堆上了新聞報道,所幸都沒有造成后果。
靈光核電站遭遇零件造假
2012年11月5日,韓國政府下令關閉了靈光核電站的5、6號機組,理由是一批偽造了質檢證書的零部件混進了機組設備中。據韓聯社消息,涉案零部件多達237種7682個,其中68%已經裝配。除了被逼停的這兩臺機組,還有少量配件用在了靈光核電站3、4號機組和蔚珍核電站3號機組中。同年11月7日,韓國核安全與安保委員會開始徹查該國所有現役機組,并更換問題零部件(其他涉事機組可邊運轉邊更換)。耐人尋味的是,在這個事件曝光之前,靈光核電站的故障率一直高于韓國其他核電站。
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