新闻

七天记者 颜宏 针对魁省在应对气候变化而向新能源转型过程中面临的巨大电力缺口，魁省经济、创新和能源厅长Pierre Fitzgibbon不止一次表示不能关闭核电的大门，并多次表示非常看好小型模块化反应堆（SMR）在补充魁省能源缺口方面的前景。而近日一份有关可以重启在2012年关闭的，位于魁省三河Bécancour的核电站Gentilly-2的报告再一次引发了巨大的舆论反响和争论，迫使魁省水电局（Hydro-Québec）不得不出面澄清说，已经关闭12年的Gentilly-2 核电站或许会成为这家寻求增加发电量省属企业的一个选择，但那要等到2035之后。无独有偶，就在魁省因为电力短缺问题而开始讨论重启核电问题时，加拿大另一个人口和经济大省——安大略省能源厅长Todd Smith在1月30日宣布，为了补充前所未有的巨大清洁能源缺口，省政府将取消之前在2026年关闭皮克林核电站（Pickering）的计划，转而投资20亿元用于该核电站的全面翻新，准备再用30年。 发展历史 加拿大的核电技术开发始于1941年，毕业于达尔豪斯大学（Dalhousie University）和英国剑桥大学的镭和X射线物理学家乔治·劳伦斯（George C. Laurence），在任职加拿大国家研究委员会CNRC（Canadian National Research Council）期间中建造出一座石墨铀反应堆，比被称为“原子能之父”的恩里科·费米（Enrico Fermi）的世界首个核子反应堆（芝加哥1号堆）早了几个月。1942年，他转入CNRC的蒙特利尔实验室英法核研究小组，联合其他科学家在Chalk River河旁建造了美国以外的第一个反应堆 ZEEP。1945年，加拿大成为第二个在反应堆中控制核裂变的国家。1952年，加拿大政府组建了国企——加拿大原子能有限公司（AECL），全面负责国家层面的核电技术开发。相比其他核电大国，加拿大发展核电的前期规划更为具体详细，在着手发展核电之前，就已经组织了科学家、工程师、电力行业和政府部门的专家进行了充分的分析和研究，确定了以重水堆为唯一技术路线的核电发展计划。其理由一方面是考虑到重水堆的中子经济性好，可有效地利用铀资源，而且加拿大已经在重水研究堆上积累了很多经验；另一方面是考虑到加拿大自身的国力，当时它既不能建造铀同位素浓缩厂（需要巨额投资及复杂的技术），也无力制造压水堆所必需的大型压力容器和其他重要设备。因此AECL最终选择了一条投资少、见效快、容易自立更生发展核能的道路，即发展用重水作慢化剂、天然铀作燃料的压力管式反应堆，简称为坎杜型（CANDU）重水堆核电站。并于1962年建成了第一座示范性重水堆核电站—NDP，净功率为20兆瓦（MW），解决了加拿大核电技术的“有无”问题。而在1967年，加拿大就成功将这种重水堆出口给了同属英联邦的兄弟国家印度。这次成功尝试让加拿大看到了掌握核电核心技术所带来的经济效益和政治效益，加快了重水堆技术的研发，之后先后研发出了坎杜3，坎杜6和坎杜9等三个型号的重水堆，同时在国内开始大规模建造重水堆核电站。 从20年代70年代起，加拿大毫不顾忌南面邻居美国人的感受，在北美最重要的淡水资源地——五大湖区域加拿大的一侧，共建造了20座大型重水堆核电机组，分属5个核电站。而在建造核电站的过程中，加拿大似乎对于“内陆核电”情有独钟，加拿大所有的核电站都是滨湖或者滨河建造，全部属于所谓的“内陆核电站”。除了魁省已经关闭、暂停运营的Gentilly-2外，其他四座还在运行的核电站有三个位于安省，分别是布鲁斯（Bruce）核电站、达灵顿（Darlington）核电站和皮克林（Pickering）核电站。另外一座位于新布伦瑞克省（New Brunswick）的Point Lepreau。目前这四座核电站提供了全国14%的电力供应，而在2022年，安省、萨省（Saskatchewan）、新省（New Brunswick）和阿省（Alberta）都发布了未来SMR核能应用的战略计划。 弃用之争 尽管加拿大是全球主要的核电生产国之一，核能也在加拿大电力系统中占有相当比例，为国家提供了大量清洁能源。但在1979年美国发生三里岛核事故、1986年苏联发生切尔诺贝利核事故之后，部分民众发起了“反核”、“弃核”运动，主张转向水电、风能、太阳能和生物能等清洁可再生能源方面，特别是在水电资源丰富的魁北克省。2011年发生的日本福岛第一核电站事故再一次把“弃核”运动推向高潮。 自1983年就开始运营的Gentilly-2核电站，一些设备和部件因长时间运行而出现老化。而随着时间的推移，这些老化设备可能导致运行风险增加，安全性降低。2012年经过评估，要继续保持该核电站的安全运营，维护、升级和安全改进至少要投资43亿元。在舆论的巨大压力下，当时的魁省自由党Jean Charest政府和魁省水电局认为关闭老旧的核电站比继续投入资金进行升级更为经济合算，最终做出了关闭该核电站的决定。而这只是全球范围内关停核电站的一个缩影。 2022年后，随着俄乌冲突将新冠疫情后的能源短缺变成了一场全面的能源危机。全球低碳清洁能源的大发展趋势，使得“用核”的呼声再次崛起：欧洲各地关停核电站的计划在最后一刻被叫停，核电大国法国的马克龙总统在第一个任期内推出了减少核能依赖的计划，但现在已经转变方向，计划建造6座新反应堆和十几座小型模块化反应堆。就连明确表示加速“弃核”并计划关闭国内所有核电站的德国，也不得不承认能源地缘政治的基本现实，延长了该国最后三座在产核电站的使用期限。在被冻结十年之后，日本也宣布计划重新启动多个反应堆——这些反应堆在福岛第一核电站发生事故后便一直处于闲置状态。作为一个纯粹的石油输出国的阿联酋，不仅积极开发光伏和光热发电，也投资建设了自己的第一个核电站。 未来 随着技术的发展，人们已经在降低可再生能源成本以及提高其可行性方面取得了重大进展，但仅靠水电、风能和太阳能等不足以打破世界对化石能源的依赖。核电作为一种技术成熟的清洁能源，提供了一种稳定的电力来源，可以补充电网上的各种可再生能源。与火电相比，核电不排放二氧化硫、烟尘、氮氧化物和二氧化碳。以核电替代部分煤电，不但可以减少煤炭的开采、运输和燃烧总量，也是有效减缓地球温室效应的重要措施。因此发展核电依然是各国能源生产的主流。 尽管科学进步带来的核反应堆迭代已经可以在技术层面最大程度上降低了核泄漏的概率，但核电也不是完美无瑕的。核电的弊端主要来源于两个方面，一方面是核废料，另一方面是核泄漏。核废料包括高放、中放和低放三大类，危害较大的是高放射性核废料，主要是乏燃料棒，还有核电站退役时候产生的高放射性废物。核泄漏是民众关注的焦点，也是“反核”运动的主要原因，因为尽管泄漏产生的辐射虽远比核子武器威力与范围小，却能造成一定程度的生物伤亡。 核反应堆的迭代 从核反应堆的发展时间线上看，可以划分为一代堆到四代堆。一代堆并没有明确的定义，大概是指从1942年世界上第一座反应堆到大约1960年左处于实验阶段的反应堆。从上个世纪六七十年代开始，核电站的技术逐渐开始定型，形成所谓的二代堆。二代堆中主要有三大类堆型，分别是轻水堆、重水堆和气冷堆。而如今的所谓三代堆只是更加安全的二代堆而已，在技术角度并没有革命性的变化。四代堆是真正的从堆型上进行改变的一代全新反应堆，但目前的四代堆基本都停留在设计图纸、原理性样机乃至实验堆层面，最快的进展也就是进入了商业示范堆的建设，离实际应用尚有一段距离。 目前新建的核电站多采用三代堆技术，这一核电技术通过采用非能动安全系统或增加安全系统冗余度、增设缓解严重事故后果的工程措施以及应用数字化仪控系统等先进技术，降低核电站的严重事故风险，实现更高的安全目标。不过需要注意的是即使在技术层面可以把核事故的风险降到最低，人为的因素永远是存在的。所以，核电站始终存在着泄露的风险，这是任何一个客观看待核电的人都无法否认的。 面对加拿大在应对气候变化上的能源缺口，核电大省的安省不仅决定全面翻新原计划关闭的皮克林核电站，还计划在达灵顿核电站新增三个小型模块反应堆。到2030年代中期，这些新增的反应堆将产生额外的1,200兆瓦电力。而几乎全靠水电提供电力的魁省也开始考虑在2035年之后重启核电。根据魁省水电局提交给魁省能源部门（Régie de l’énergie ）的报告，到2032年，仅出于满足在魁省电动车充电的需求，就需要在已规划的总体能源需求上增加 1.2 太瓦时 (TWh)，相当于 70,000 个魁北克家庭的年用电量。