电力那么紧缺,为什么不大力发展核电?

  

  来源:九边? 作者:九边?图片/图虫创意??编辑/秀二

  最近四川限电的事大家也都知道,因为最近是枯水期,四川大河里的水位很多降了50%,发电能力下降,电力不足,有些地方已经开始了限电。

  每次发生限电情况,都会有大量的声音纳闷为啥我国不大力发展核电,这个问题我之前就写过,这次又联系了几个专门做这方面研究的小伙伴,尝试给大家解释下。

  众所周知,我国的电力70%是火电,也就是烧煤发电。这也是为啥不少人说,中国现在的电动车,其实是“燃煤车”,因为那些电主要是用煤炭发的,将来会慢慢切换到风电和太阳能这种近乎无限的资源,不过从这两年的情况来看,煤电依旧是主流,很难撼动,因为煤电输出稳定,既没有“枯水期”,也不会对电网造成冲击,所以有人说,“大家都嫌弃煤电,可煤电最后是最稳定的承担了所有”。

  可是中国的煤炭本身也不是特别足,有个数据叫煤炭储产比,也就是按照现在这样挖还能挖几年。

  美国作为全球煤炭储量最高的国家,高达390年,俄罗斯达369年,而我国仅为37年。我国煤炭已探明储量在全球排行前列,但是储产比远远低于其他国家,这样下去,很快又得大规模进口煤炭了,事实上现在我国进口的煤炭也在逐年上升,2021年进口了3亿多吨。

  也就是中国的煤还能用不到40年,当然这话不是这么绝对,因为每年中国煤炭新的探明储量都不少,但是大家也能发现,我们储量不行,可是开发量却很大,显然不是太能持续。

  而且发现的煤矿越来越偏远,运输成本越来越大,电和蔬菜差不多,在当地便宜,输送越远越贵。举个最简单的例子,在新疆和内蒙古的部分偏远发电厂,电价低到不到两角,输送出去之后经常翻好几倍,这也是为啥在国家大力整治区块链挖矿之前,每年四川的枯水期,矿老板会把矿机都拆了运到内蒙古新疆,用当地的便宜电挖矿。中国煤炭不足是事实。其中最主要的问题就是电煤消耗太大。

  所以这是我们现在大力发展清洁能源的原因之一。

  清洁能源常见的有好几种。相比起来,水电优势最大,不但发电的价格便宜,同时电站建立的水库还有调节水量和灌溉的效果,大型电站甚至可以改变地貌。比如白鹤滩水电站,按照当地人的说法,“把金沙江活活变成了一个湖泊连着一个湖泊”,金沙江是什么地方?一向以地势险峻水流湍急著称,现在也温和多了。

  但是水电站对选址有要求,对水量也有要求,中国大多河流集中在西南地区,崇山峻岭中电如何运输也是个挑战。所以“西电东送”是和“北煤南运”“南水北调”差不多的超级工程。多说一句,前几天看一本水利方面的书,上边说是“南水北调”最重要的作用还不是补充北方城市用水,而是补充北方地下水。

  至于风电和光伏,同样也对风量和阳光有要求,这些资源丰富的地区也大多都在比较偏远的地方。而且这两种电本身有一定的风险,比如德州停电那事大家记得吧,冰雪暴把风扇给冻住了,电力不足,整个州都停了,大冬天没有电,大家冻得瑟瑟发抖。这也是为啥搞风电和光电,必须得规划好如果发生一大片区域同时停电怎么解决。

  现在能想到的好的解决方案,就是发展储能,把风电和太阳能发出来的电存起来,万一发生断电也可以及时顶上,所以储电行业接下来是一个超级行业,将迎来大爆发。炒股玩基金的小伙伴都知道,前段时间宁德时代搞出来了那个钠电池后股价大涨,不仅仅是因为这玩意比锂电池更便宜(但是比锂电池重得多,用在车上不太划算),将来新能源相关的储能可能会用得着这个技术,到时候储存两三天的电量,万一好几天阴天或者没有风不至于一度电都发不出来。

  在清洁能源中,按理说最得天独厚的就是核能了。

  但是核电站也很麻烦,选址就是个超级复杂的事:

  首先要有大量水源,因为核电站的运行和冷却需要大量的水,这也是为啥我国的核电站一般都在沿海,法国和德国他们一般都建在湖边,或者为了建核电站干脆搞个大坝。下图是我国十四五规划的大型能源基地布局图,可以看出来,核电都规划在了沿海。

  

  国内有一些人一直在推动把核电修在大河旁边,可发改委对这事非常警惕,因为我国的超级城市都在那些大河旁边,稍微发生点啥后果也是无法承担的。

  其次不能在地震带上,这个大家都懂,不多说了。

  接下来是最敏感的,民意问题,一般说“核电站很安全”,往往是因为深刻了解了核电站到底是怎么运转的,才会有这种感觉。如果非常确信核电站非常安全,往往得有相关学历才那么言之凿凿,问题是老百姓又没有核物理相关学位,他们怎么会懂?他们往往会说,“我强烈支持核电,只是不要修到我家附近来”,所以核电站选址向来非常麻烦,弄不好就会被抵制。

  最后也是最麻烦的一个环节,也就是核废料的问题(核电行业里的人不这么说,他们管那些废料叫“乏燃料”),就跟煤烧完之后会有煤渣一样,核电厂发完电也会产生大量的核废料,那些带着放射性的核废料怎么处理也是个大麻烦。

  一般都是先回收一下可利用的成分,再把残渣装进特制容器,掩埋到地下五百到一千米,这些核废料的放射性会持续上万年,所以核废料的掩埋场本身也极其昂贵,毕竟万一出了事,污染了地下水可麻烦了,这方面法国作为核电方面的扛把子,研究得非常深。

  了解了这些,就知道发展核电这事本身需要考虑的事非常非常多,而且涉及社会舆论和群众心态等问题,就更复杂了。

  至于核电的效果,就以我国最先进的自主发电机组,华龙一号为例。一台华龙一号机组,装机量是120万千瓦时,每年生产100亿度电,这相当于每年节约350万吨煤。每年减少了近千万吨二氧化碳排放,相当于近亿棵树一年吸收二氧化碳的量。如果是火电,为了运这些煤,又要消耗大量资源,开采又要消耗,开采破坏环境修复又需要。

  但是,核电在很多人眼里却有个不足:安全性。可以说自从美国最早开始使用核电,几十年来核电的发展,被三次大事故拖了后腿。

  如果深入地了解三次事故,其中技术问题不多,都是人的问题。

  第一次大事故是美国1979年三里岛事故,过程非常无语,事后分析居然说应急设备指示灯被边上一张检修卡挡住了,使得操作人员操作失误,差点出大乱子,不过万幸没爆炸。

  这事对全世界的核电事业打击很大,在此之前,按照宣传的说法,对核技术的完全控制是可以实现的,美国政府更是宣布核技术是一本万利绝对安全的买卖。

  普通人觉得既然核潜艇、核动力航母带着反应堆在海上四处颠簸都没事,一个多重保护的核电站能有什么问题?所以那些年美国的核电站开挂一样,十几年时间建了几十个电站一百多台反应堆。到现在还是全世界核电站最多的国家,全美国20%电力来自核电(我国才5%左右)。

  但是问题就这么发生了,三里岛使得美国核电建设停滞了几十年,很长时间美国核电公司要靠出口技术为生。直到多年以后才开始重新建设新的核电站。

  如果小伙伴你看过美国著名动画连续剧《辛普森一家》(这个被美国人评为最伟大动漫剧集),里面的主人公——也是动漫界最著名的傻子霍默,工作就是个核电站的安全员,如果你看过他怎么上班,就知道编剧在讽刺三里岛核电站,也能看出来老百姓对核电站员工的不信任。

  第二次就是1986年的切尔诺贝利核电站事故,这次事故的主因一个是安全性的设计有瑕疵,还有就是操作人员严重的不规范。

  尽管切尔诺贝利这事对苏联国力的影响并不大,不过舆论上的影响却大得离谱,以至于不少人想论证苏联倒闭的必然性,到现在也会把这事拿出来。可见核电站这事在社会学层面的问题远远大于技术层面。

  第三次就是福岛了,2011年日本福岛附近海域发生了9级地震,地震发生后福岛的机组自动停机,开始给反应堆降温。但是地震造成的海啸使得电力中断,没有足够水降温的核心温度不断升高,最后发生了爆炸。最奇葩的是核电站所有者的日本东电公司,几次“神操作”造成了事故不断扩大,最终无法收拾。

  一直到今年,足足弄了十年,按照国际原子能组织专家的说法,东电和日本政府,活活把一起还没有三里岛严重的4级事故,给拖成了和切尔诺贝利一样的7级事故,而且福岛的这个七级并不是因为危害到了七级,而是事故等级只有七级,他们顶格了。不仅如此,日本人还本着“我错了我鞠躬可我就是不改”的躬匠精神,现在还在向全世界输出伤害。

  福岛事故对核电的打击很大,甚至可以说,这事给了全球核电行业致命一击。

  很多国家“谈核色变”,德国更是明确表示要全面关停核设施,改为从法国买电,专门查了下,德国还剩下最后三座核电站,本来准备今年年底全部关停,不过现在俄乌打仗,能源不足,可能会延迟几个月关停。而法国是全世界第二大核电国,核电占到全国发电量的70%以上。

  直到现在,全世界的核电都还是低潮期,尤其民主国家老百姓的态度对国家政策影响太大,用法国能源部部长的话说,一群博士们干的事,却需要普通人来决策。民众不放心,导致这些年新增机组数量少,而上世纪建设的很多机组已经到了设计年限,要关闭了。

  全世界来看,法国民众整体对核电的态度非常宽容,切尔诺贝利和福岛出事后,全世界都在担忧法国会出问题,原因刚才也说了,他们的核电站实在是太多了。法国政府也担心刁民们大规模走上街头要求拆除核电站,那样的话,法国政府都不知道去哪弄电了。

  不过后来发现啥破事都要上街的法国老百姓对核电却异常宽容,并且把核电和苏菲玛索一样看作是他们的“自己人”,别人指责核电不安全的时候,法国民众却表示问题不是核电本身,而是操作核电的人有问题。所以当德国的核电全被拆了之后,法国还稳如老狗。

  法国搞核电,也是没招,上世纪七十年代全世界都出现了能源危机,法国考虑到自己没煤没气,政府却非常强势,准备以国家之力搞定这个困局。又考虑到自己是知名“非洲酋长”,去非洲看了一圈,发现非洲有不少铀矿,于是开始搞核电大跃进,政府出钱从美国买科技,从非洲挖矿,在法国发电,还出口创汇,核废料再埋回非洲,非洲跟了法国真是倒了八辈子霉。不过客观上法国的核电技术师出美国,后来成了世界第一梯队,现在我国不少项目依旧在和法国合作。

  尽管现在是核电低潮,我国也很受影响,不过我国依旧是全球发展核电最积极的国家。

  中国的核电装机在福岛事故之后,我国立刻暂停了所有待审批的二代核电项目,直到2015年第三代核电技术华龙一号可以抵御九级地震的双层保护壳,才开始继续上马核电项目。

  比如在2020年,全球共有5台核电机组正式开工建设,其中4台位于中国,1台位于土耳其,2021年又上马了四台。

  并且可以确定,以后每年都会有新的核电机组上马,不过核电的建设周期比较长,现在上马的项目,可能得七八年之后才能开始发电。从下图也能看出来,我国这些年一直在不断提升,不过这几年增速在下降:

  

  不过现在主要还是在搞风电水电等新能源,一方面风电水电太阳能的消耗产能但对资源依赖不强,另一方面我国是个贫油、贫铀国,现在的铀矿主要依赖哈萨克斯坦进口,如果对铀矿的消耗进一步加重,可能又得从澳大利亚进口,是的,大坑货澳大利亚又是富铀国。

  说到这里,可能有小伙伴纳闷,核聚变万一实现了,是不是光伏、风电、核电就没意义了?这个问题我之前也说过,还专门找了个工程物理研究院的专家问了下,这事没那么简单。

  核聚变研究有点像火车发展史,先搞个铁轨车厢出来,然后装上火车头,火车头一开始跑得不如马车快,然后改进火车头,一直发展到现在重载列车和高铁。核聚变也一样,就算研究出来,一开始效果肯定不太好,而且也不稳定,更重要的事不划算,得迭代进化几代,才能用作商用版本,最后才会铺开,这个过程谁都说不准,可能需要几十年,也可能一代人,甚至几代人,这谁都说不清,没人会把赌注全压在那上边。

  所以说,核聚变还早,接下来火电不会那么快退出历史舞台,但是今后会大幅放缓;光伏和风电肯定会大搞,不过储能这事一天解决不了,新能源就一直处于“发展阶段”,青黄不接这一段,主要是以水电和核电补充。

  我找了下政府的十四五规划,原文是“加快发展非化石能源,坚持集中式和分布式并举,大力提升风电、光伏发电规模,加快发展东中部分布式能源,有序发展海上风电,加快西南水电基地建设,安全稳妥推动沿海核电建设”。

  稍微翻译下,风电和光伏是“大力”,也就是主要精力干这个;海上风电是“有序”,那就是不太着急但是也要搞;西南水电也要“加快”,意思是现在还不够快,事实上水电建设已经很快了。

  沿海核电还要继续发展,但是要求“安全稳妥”,这个词的意思就等同于“慢”,比如你开车出门的时候,母亲大人在后边大喊“慢点,注意安全”,肯定不会说“注意安全,把油门踩到油箱里”。可见安全这个问题对核电确实是关键中的关键,一两次事故,就足够毁掉整个产业。

  写到这里,文章也差不多了,总结几句吧。

  1、现在的国际大环境对核电很不友好,跟其他国家相比,我国已经在大力发展核电了。

  2、但是由于安全问题,叠加我国是个贫铀国,不大可能太激进。

  3、现在另一个配套技术也正在大力研发,也就是核燃料回收技术,我国从刚开始技术引进,到现在已经世界领先,并已经出口技术,走过了一条艰苦的道路,只要坚持走下去,今后必然是全世界核电的巅峰。

  我国现在正处在能源转型期,煤电注定没有未来了,一方面储量不行,另一方面挖掘难度越来越高,可能再过一些年挖一吨的成本相当于现在十吨,而且太过依赖煤电和核电可能会被卡脖子,所以才高举环保大旗搞转型,转型肯定会面临阵痛,现在这两年总有一段时间限电,也跟这事有关,也是没办法的事,共克时艰吧,等冲过去就好了。

  

  

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