核电是一种清洁的能源

栏 日 编 辑 、 梁 学 造 专 家 讲 堂 纠 核 电知识( 4 ) 核 电 是 一 种 清 洁 的 能 源 湖南省科学技术研究开发院周全之 我 国能源结构不合理 ， 煤 炭 占一次能源消费 的 6 9 ， 这样 的能源结构 特点 ，决 定了我 国是 以火 电为主的电源 结构 。火 电在发 电设备 装机容量 中所 占比重较 大 ， 核 电、 水 电等所 占比重较小。 2 0 0 7年 ， 我 国发 电装机容量构成情 况是火 电 7 8 ( 包括燃煤 、 燃气 、 燃油机组装机 容量 ， 其 中 燃煤机组装机容量 占火 电机组总装机容量的 9 8 ) 。 随着 经 济的不 断发展 ， 全球环境 问题 日趋严 重 ， 我国作为世界 上 能源和环境污染物排放量最 大的国家之一 因环境 污 染和破坏而承受的经济损失是极 其惊 人的 ，资源环境 的 瓶颈制约将 日益严峻 。 作 为国民经济的基础产业 。 电力 工 业 也随着我 国经济 的发展 而快 速发展 但 以煤 电为 主的 能源结构 ， 导致 了大量污染物 的排放 ， 极大地阻碍 了我 国 经济与社 会的可持续发 展。 面对环境和能源问题 ， 我国政 府采取 了一系列积极措施 在科 学发展观和构建 和谐 社 会两大战略思想指导下 ，将节 能减排作为 电力行业 的 中 心任 务 ， 确立 了节 约优先 、 多元 发展 、 保 护环境 的能 源战 略 ， 以及优化 发展煤 电 、 积极 发展核 电 、 提高 能源效 率 的 电力发展方针 。 现就我 国煤 电快速发展 出现 的环境污染 、 核 电是可大规模 替代煤 电的优先技术选择 、核 电与煤 电 在减少环境污染方面的 比较分析 、核 电是一种 清洁 的能 源等问题 分别进行分析介绍 。 1 我国煤 电行业快 速发展 。使 S O 、 N O 、 CO 烟尘排放量逐年上升 ， 严重污染环境 1 1 S o， 排放量逐年上升 自2 0 0 2年以来 ， 我 国 S O 排放量逐 年上升 ， 电力 S O 排放 量在其 中占有 较大 比重 ， 且 比重 由 2 0 0 2年 4 0 6 增 加至 2 0 0 6年的 5 2 1 5 。“ 十五”期 间通过采取燃用低硫 煤 、 上大机组压小机组 、 节能 降耗 和通过 烟气脱 硫等综合 措施 ，电力 S O 排放 量控制取得 了一定 的进展 ， S 0 减排 2 4 3万 t 2 0 0 0 2 0 0 5 年 由于燃煤机组呈较快 速度增加 ， 虽然新建机组大部分 同步建设 了脱硫装置 ，并 且对老 电 厂实施 了脱硫改造 ，但 形成 的 S O 减排 量仍不足 以抵 消 l；皇 大众 ?电 2。98 新 增加 的排放量 ， 导致排放总量增 加。全 国火 电( 主要是 煤 电) 电力 S 0 排放量 如下 ： 2 0 o 0年 8 0 0万 t ； 2 0 o 1 年 8 0 0 万 t ； 2 0 0 2 年 8 0 o 万 吨 ； 2 0 0 3 年 1 O 0 0万 t ： 2 0 o 4年 1 2 0 0万 t ； 2 0 0 5年 1 4 0 0万 t 。我 国煤 电电力 S O 2 排 放的 主要来 源 为 l 0万 k W 级 以下 的小机组 和 3 0 6 0万 k W 级机组 前 者在 电力装 机容量 中占 l 9 ，后者在 电力装机容量 中占 3 6 2 5 。 在这 2个容量等级机组 中， 进行烟气脱硫 的机组 所 占的比重分别 为 1 6 0 4 和 3 8 4 2 。 小机组能耗高 以及 现役 机组脱 硫 比重 不高是造 成这 2类机组 大量排放 S O 的主要原 因。 近几年来 ， 虽然加大 了小机组关停 以及现役 机组 烟气 脱硫改造力度 ， 但 由于装机总量 巨大 ， 这 2类机 组产生 的 S O 排放量仍在排放 总量 中 占据主导位置。 1 2 No 排放量逐年上升 火力 发 电( 主要是煤 电) 是我 国 N O 排放量的最主要 来 源 ， 随着火 电的发展 ， 火 电造成 的 N O 排放量在排放 总 量 中的比重也逐 年上升 。由 2 0 0 10年 的 2 1 上升至 2 o 0 4 年 3 5 左 右 ， 我 国历年火 电 N 0 的排放量 是 ： 2 0 0 0 年 4 7 5 万 t ； 2 0 0 1 年 5 0 0万 t ； 2 0 0 2年 5 4 0万 t ； 2 0 0 3年 6 0 0万 t ； 2 O 0 4年 6 7 0万 t 。由于火 电装 机 总量和总发 电量 增长较 快 ， 因此 ， 火 电 N O 排放量 在逐 年上升 ， 与 国际发达 国家 相 比 ， 我 国的 N O 排放水 平仍 然很高 。 随着经济 的不断增 长 和电力 的加速发展 ，未来 我国的 N O 排放量将 呈逐年 上升趋势 。 目前 ， 我 国火 电的 N O x 排放控制 尚处 于起 步阶 段 在燃煤 电厂烟气脱硝 方面 尚没有法规 和标 准 的强制 要求 ， 对 N O 的控制 手段主要 以低 N O 燃烧为 主 ， 并 开展 烟气 脱硝试 点 。 1 - 3 烟 尘排放量逐年上升 火 电厂 ( 主要 是煤 电厂 ) 烟 尘排放 量也 逐年 上升 ， 虽 然发 电企业 通过采用除尘器 和改进 除尘效率来减 少烟尘 排放量 ， 但 由于火电装机容 量的快速增加 ， 火 电厂烟尘排 放量仍 以每年约 1 0万 t 左右的幅度增加 ，我 国历年烟尘 排放 量是 ： 2 o 0 2年 3 2 4万 t ； 2 0 0 3 年 3 3 0万 t ： 2 0 0 4年 3 4 6 万 t ； 2 0 0 5年 3 6 0 万 t ； 2 o 0 6年 3 7 0万 t 。 1 4 燃煤发电每年产 生大量 C0 将 引起 全球 变暖 我国的 C O 排放量仅次于美 国， 居世界第 2位 ， 其 中 燃煤 电厂 C O 排放 量约 占我 国能源使用 C O 排放总量 的 l 4 。作为主要的温室气体 ，其造成全球气候变暖效应 已 经成为世界关注的环境热点问题 。火 电是我国 C O ： 最大 的排放源 2 0 o 5年， 我 国全部 火电机组 的 C O 排放量约为 5亿 t 碳 当量 占全国碳排 放量的 3 5 左右 。其原因一方 面是我 国煤电 占主导地位 ， 发电用燃料 的碳排放 强度 高 ： 另一方面是我 国小容量机组所 占比例偏 大 ， 发 电效率低 。 未来较长一段时间 内 我国电源结 构仍将 以煤 为主 ， 温室 气体减排压力较大 。 1 5 加 大 火 电排 除 污 染 力度 根 据预测 ， 到 2 0 1 O年 我 国电力 装机总 容量将达 到 8 4亿 k W， 其 中煤 电装机容量 5 9 3 亿 k W。到 2 0 1 O年 ， 全 国烟气 脱硫机 组投运及在建装机容量将达到 3 8 亿 k W， 占“ 十一 五” 末火 电装机容量的 6 4 。预计到 2 0 l 0年 ， 火 电的 S O 年排放量为 7 6 7 万 t 。到 2 0 2 0年 ， 全 国发 电装机 容量将达到 l 1 8 8 亿 k W， 其中煤电 7 7 6 亿 k W。 如烟气脱 硫机组在火 电机组中所 占比例在 7 0 左 右 ，火 电 S O ： 年 排放量则为 7 9 0万 t 。目前火 电行业污染物排放治理虽然 取得 了显著成效 ，但也存 在烟气脱硫设施运行 可靠性不 高、 电厂脱硫积极性 不高等 困难 ， 还需要大力发展无污 染 物排放 或低 污染物 排放 的能源 。从发 展技术 成熟 度 、发电机组规模 来看 。 只 有 大力 发展核 电才 是可大 规模 替代煤 电的优先 技术 选择。 P t 专 家 讲 堂 减 容后 。 装 在专 门的桶 内 ， 放入废物库安全贮存 。核 电厂 的三废处 理车间必须 与主要生产车 间同时投产 ，否则不 能获得运行许可证。 在核 电站 向外面排放 的途径上 ， 不仅 有 核电站 自身的监测 ，还有环保部 门的 2 4小时监测 ， 进 行严格监控 。一座 1 0 o万 k W 核电站 ， 一年卸 出的核燃料 约 2 5 t ， 其 中主要是铀和钚 等重金属。 经过后处理 ， 提出其 中的铀和钚以后 ， 就减少 到 l o t 。由于它们会衰变成别 的 元素 因而它们的毒性将 随着 时间的推移而衰减 。 实际上 由于核燃 料在反 应堆 内外的整个循环过程 中都采取 了严 密的隔离措施 因而它的毒性对环境 的实 际影 响 比燃煤 电厂小得多。在 正常运行中排 放出来 的稀有气体 和微量 放射性物质 使附近居民受到的辐照剂量每年 只有 0 O 1 8 毫希。 而一座相同功率 的燃煤发电厂 ， 通过烟 囱排放的烟 灰中仅镭 、 钍等放 射性元 素 ， 使 附近居 民受到 的辐 照剂量 每年接近 0 o 4 8毫希 ， 为同功率核 电站影响 的 2 7 倍 。即 使在事故情况下 ， 核电站的放射性 污染 也是很小 的 。 对周 围居 民不会有很 大影响。相反 ，燃煤发 电厂在一般 情况 下 ，每年还要 向大气环境排 出几万 t S O ： 、 N O 等有害气体 及 几百 苯并芘强致癌物质。现 以 1 0 o万 k W 的核电站 和 1 0 o万 k W 的煤 电厂对环境 的影响指标进行 比较( 见 附表) 。 2核电与煤电在减少环境污染方面的比较分析 核 电根本 不像 煤 电排 出大 量 的 S O ： 、 N O 、 C O 及 烟 尘 ， 不会严重污染环境。 核电站所产生的放射性 物质是不 允许泄漏到环境 中去 的， 运行时严格控制三废的排放量 。 核电站废物数量不 多，只有同等发电量燃煤电厂的十万 分之一 ， 对废 物中的放射性物质 ， 都需经过妥善处置 。对 气态废物一 般通过过滤器 ， 将所含 的放射性碘吸附掉 经 检测合格后通过烟 囱向高空排放 。如果 含较长寿命的放 射性 物质 ， 也可先放在贮存罐 内， 待其衰变后再处理 。生 产过程中产生 的废水经离子交换和蒸发浓缩后 一部分 回收再用 ，一部分 与淋浴水之类 的低放废水一起经过处 理 ， 检测后 向江 、 河 、 海稀释排放。 浓缩残液经水 泥固化装 桶后 ， 送废物库安全贮存 。 生产过程 中产生的带放射性 的 固体 ， 如废树脂 、 过滤器芯 、 工具 、 纸 、 布等 ， 经压缩或焚烧 由附表可 以看 出， 1 0 o万 k W 的煤 电厂对环境的污染 比相同功率的核 电站对环境 的污染大得多 煤 电厂不但 产 生许 多的炉渣 ( 一座 1 0 0万 k W 的煤 电厂 。 每年要排 出 2 0多万 t 炉渣 ) 和大量废气 ， 排 出的炉渣和烟气 中还含有 约 4 o 0 t 重金属 ( 如铅 、 砷 、 银 、 汞等 ) 和少量放射性物质 ( 如 铀 、 钍 、 镭等 ) ， 煤 电厂 比正常运行的核电站所 产生的辐照 剂量高 ；产生酸雨也是燃烧煤 放出的 S O ： 和 N O 所造成 的； 煤电厂还排 出大量 C O ， 造成温室效 应 ， 将使全球气温 上 升 ， 可 能引发 热浪 、 干旱 、 洪涝 和暴 风雨等 自然 灾害 。 1 9 9 7年 ，日本京都召开全球气候变暖 国际会议 。签署了 京都议定书 ，要求 工业发达国家在 2 0 0 8 2 0 1 2 年 把温 室气体平均排放量 比 l 9 9 0 年各 自减少 6 8 。作为 联 合 国气候变化框架公约 的缔约国以及签署 了 京都 议定