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韩国核电“后进”超先进

发布时间:2015-10-12 10:44:00   来源:    浏览次数:306

 

◎本刊主笔  季天也

 

19661980年间,美、苏、英、法等资深强国纷纷大上核电,韩国没有赶上这波潮流。但在本世纪初,“晚熟”的韩国却已经拥有自主研发的先进核电机组,甚至有能力同老牌核电出口国竞争海外订单。这个上世纪70年代末才建成第一台商用核电机组的半岛国家,如何在30年间逆袭杀进了全球核电第一集团?

 

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韩国最早建设的古里核电站


能源短缺 押宝核电

作为一个土地面积有限的半岛国家,韩国的自然资源相对稀缺,97%的能源靠进口。世界核协会的资料指出,19902006年,韩国的电力需求每年增速超过9%,之后才下降到2.8%以下;2011年,韩国为进口能源支出了1700亿美元,占该国进口额的1/32012年,韩国的人均电力消耗为9600千瓦时/年,是1980年的11倍还多。为了满足随高速发展而激增的用电需求,押宝核电是早期就确定的能源政策。因此,韩国的核电之路走得非常积极。2014年,韩国的核电站贡献了149太瓦时(1太瓦时=1000吉瓦时=10亿千瓦时)的电力,紧随美、法、俄3国之后,核电比重高达30.4%

核电是韩国所有能源发电中成本最便宜的。韩国水电与核电公司(KHNP2008年的报告指出,煤炭、液化天然气(LNG)和水力每发一度电的平均成本,分别是53.7韩元、143.6韩元和162韩元,而核能只有39韩元/度(100韩元约合0.54元人民币)。

然而,这样一个核电强国,其第一台商用核反应堆诞生至今还不到40岁。

 

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韩国自主研发的第三代核反应堆在新古里核电站34号机组率先采用,韩国水电核电公司为此举行了装机典礼。


核电大潮下仅一台机组服役

韩国的核能研究活动始于上世纪50年代,与俄、美等核电资深国家相比并不算晚。1956年,韩国与美国签署了和平利用核能的合作协定,派出大量人员到美国接受核能研究方面的培训,奠定了核能研究的基础;1957年,韩国成为国际原子能机构(IAEA)的一员;1958年,韩国国会通过了《原子能法》,规范和促进原子能的发展、保护核设施的安全和辐射防护。根据该法成立的原子能委员会是韩国核能政策的最高决策机构,该机构由911名成员组成,来自政府、学术界和产业界等领域,原子能委员会主席由国家总理兼任。原子能委员会主要任务,是制定、贯彻、实施包括安全在内的各项有关和平利用原子能的政策,分配国家有关预算,制定有关法规等。

韩国的第一座小型实验核反应堆于1962年建成。不过在此之后的9年里,韩国的核电发展一直没有大动静。直到1971年,位于釜山广域市机张郡的古里核电站才开工建设,该核电站隶属韩国水电与核电公司。经历了六七年的忙碌,发电能力587兆瓦的1号机组于19784月开始运行,成为韩国第一台商业化核电机组。从国际上看,19661980年可谓是核电的“青春期”,全球共有242台核电机组投运,而计划大力发展核电的韩国只占其中一台,看起来没有跟上时代的步伐。

 

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19712006年韩国的发电量及电力结构示意图

可以看出韩国核电的发电量和比重大约从1983年才开始激增,晚于世界核电大发展时期(19661980年)。来源:国际能源署(IEA


自主化率高达95%

有趣的是,古里核电站1号机组就像种子萌芽的开关,韩国的核电建设一下子活跃起来。20世纪80年代,古里核电站的2号、3号和4号机组在19831986年先后投运,该核电站的4台机组全部采用第二代核电技术的压水反应堆,装机容量为3137兆瓦。同时,韩国西南部全罗南道的灵光核电站,以及东南部的庆尚北道的蔚珍核电站和月城核电站,也在上世纪80年代相继落成。上世纪90年代,又有7台机组建成发电。截至20157月,韩国的7座核电站中共有23台现役核电机组,居全球第五位,装机容量21677兆瓦,约占韩国总装机容量的1/4

受美国三哩岛和乌克兰切尔诺贝利核事故的影响,欧美国家在核电道路上多少都有过走走停停的经历,但韩国对核电的态度从未扭转,核电建设也不曾间断,并且在研发、生产、建设等环节力求自主化。最早的8台机组是从美国、法国、加拿大3国进口的。1984年,韩国以美国燃烧工程公司(现为美国西屋电气公司的子公司)的“ABB-CE System 80”蒸汽供应系统为设计基础,推进核电站标准化项目。1987年,韩国与该公司达成一项为期10年的核电技术转让协议,开始正式吸收和消化压水堆核电技术。1997年该协议到期后,韩国又和西屋电气公司续签了10年的技术使用许可协议。在这20年间,韩国继续开发自主化核电技术,并设计出“韩国标准核电站(KSNP-OPR1000)”,实现了第二代核电技术的自主化。从1998年建成投运的蔚珍核电站3号机组开始,共有8台机组搭载“OPR-1000”型压水反应堆,如今都已服役。据韩国电力公社(KEPCO)官网介绍,从2001年起,韩国核电技术的自主化率达到了95%以上。

 

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韩国核电发展历程示意图


自产反应堆因“实惠”而热销

有了“OPR-1000”的基础,韩国核电工业继续精进,成功自主研发出符合第三代核电技术要求的“APR-1400”型先进压水反应堆,单机组发电能力达到1400兆瓦,设计寿命从40年提升到60年,综合性能不逊于美、法等国同代反应堆,而2300美元/千瓦的平均造价却比欧美更便宜。20079月,“APR-1400”获批在即将开工的韩国新古里核电站3号、4号机组率先采用,现已建设完工。韩国成为美国、法国之后,第三个能够自行研发第三代核电技术的国家。

2009年底,韩国力压美国、法国等老牌核电出口国,成功赢得阿联酋价值200亿美元的4座轻水核反应堆核电站建设合同,首次把自己的招牌作品“APR-1400”带到了海外,铺开了核电出口之路。2010310日,韩国与土耳其签署了为土耳其承建两座核电站的《核电项目合作相关的联合公报》;2013年,韩国获准在约旦科技大学建设约旦首座核研究反应堆;20153月,韩国与沙特阿拉伯达成协议,在沙特建设两座韩国自主开发的“SMART”核反应堆,打算在试运行后,与沙特联手出口第三国;也是在3月,韩国水电与核电公司的“APR-1400”的设计,通过了美国核能管理委员会(NRC)的预备审批,有望出口美国。

 

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进口韩国核电技术的阿联酋巴拉卡核电站正在建设中


核安监人员权力赛总理

短时间内发展得这么猛,韩国核电在安全性方面又怎样呢?

韩国目前监管核安全的独立机构,是成立于2011年的“核安全与安保委员会(NSSC)”。该机构直接受韩国总统领导,全面负责韩国核安全及保障工作。韩国工商能源部(原知识经济部)主要负责能源政策、核电站的建设与运营、核燃料供应与放射性废物管理。韩国的电力公司、水电与核电公司、核燃料公司、核环境技术研究所等一些重要核工业单位,都隶属于工商能源部。核能研发及推广应用工作则由教育科技部承担。

而在此前,核安全的监管职能一直由负责核能研发及推广工作的韩国教育科技部兼管,因此核安全监管的独立性饱受争议。20097月~20103月,韩国国会收到3份有关创建独立核安全监管机构的法案并进行了审议。2011年的日本福岛核事故加速了韩国对这件事的处理进程。同年629日,设立核安全与安保委员会的法案获得国会通过,1026日,这个独立的核安全机构正式成立,并从教育科技部接管了核安全研究所和韩国防扩散与管制研究所这两家技术性单位。

作为一家中央行政机构,核安全与安保委员会的独立性很受保护。韩国《政府组织法》中规定了两项总理权力,一是总理对中央行政机构有指挥权和监督权,二是当总理认为任何一个政府部门制订的法规非法或不公时,有权推翻这项法规。但核安全与安保委员会不受这些规定的约束。委员共有9个名额,主席与副主席各一人,其余7人为非执行委员,固定任期为3年,允许连任一次。委员在任期间,只要没有违规行为,任何人和机构都不能违背其意愿将其解职,也无权干涉委员的工作。同时,想要当选核安全与安保委员会的委员,候选人必须脱离核工业界至少3年,并且一旦当选就不能参与政治活动。为了进一步强化核安全相关体系的独立性,涉及核安全的法律条文也从韩国《原子能法》中剥离和完善,从而专门出台了一套《核安全法》,老的《原子能法》则改称《原子能利用促进法》。

 

高效率零事故传佳话

优秀的安全记录,是韩国核电工业打入海外市场的决定性因素。“非计划停堆率”是衡量核电站可靠性的重要指标之一,它是指由于设备故障或人为失误,导致反应堆保护性停止运转的频率。《中国核工业报》2012年指出,韩国所有核电站的平均非计划停堆率,从上世纪80年代前期的5%一路下降,到2008年降到0.35%,低于美国、法国和加拿大。2010年,韩国的这一指标又下降到0.1%,是全球非计划停堆率最低的国家。30多年来,韩国这20多座现役核电站从未发生过一起核事故。

此外,韩国核电站的运行效率也是全球最高,近几年的发电量都能高达理论满负荷发电状态的96.5%(数据来自世界核协会)以上,相比之下,拥有104台机组的美国在去年创下的该国最好纪录只有91.9%(数据来自美国核能协会)。韩国核电的“大客户”阿联酋核能公司首席执行官曾指出,韩国核电最吸引人的地方,正是其出色的安全、稳定运行记录。

 

最老机组两年后关停

当然,也有一些负面事件影响了韩国核电的公信力,主要是1985年前投运的几台机组小毛病增多,以及2012年的核电零部件造假丑闻。

20076月,韩国最老的古里核电站1号机组达到了30年的运行寿命,因而停运了一段时间,但获韩国政府批准升级安全系统,允许其延寿10年至2017618日。虽然后续的许可证换发申请本可以允许该机组继续运行至2027年,但由于近年来这台机组隔三差五趴窝,经济效益和安全性大不如前。于是,韩国水电与核电公司今年616日接受韩国政府的建议,两年后如期永久关闭这台元老机组。

1983年启用的月城核电站1号机组在20094月~20117月进行了停堆大修,201211月又因达到运营年限而再次关闭。韩联社报道,今年初,韩国核安全与安保委员会根据安全评估,决定将其延寿至2022年,这引发韩国民众的担忧和不满,“将不惜展开绝食等强硬抗争,直到废弃这座核电站为止”的呼声高涨。但韩国政府立场很坚定:只要安全上有保证,设计寿命结束的老旧核电站可以延寿发电,否则电价会不可避免地上涨,从而影响民众生活和制造业的发展。经过近100天的针对福岛核事故教训的安全改造和检查,“沉睡”两年多的月城核电站1号机组于今年623日重启。此外,同样年纪较大的古里核电站34号机组和灵光核电站2号机组,近5年来也都有过几次非计划停堆上了新闻报道,所幸都没有造成后果。

 

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2011419日,受日本福岛核事故影响,即便是安全记录优秀的韩国也不免遭到反核团体的警告。


灵光核电站遭遇零件造假

2012115日,韩国政府下令关闭了灵光核电站的56号机组,理由是一批伪造了质检证书的零部件混进了机组设备中。据韩联社消息,涉案零部件多达2377682个,其中68%已经装配。除了被逼停的这两台机组,还有少量配件用在了灵光核电站34号机组和蔚珍核电站3号机组中。同年117日,韩国核安全与安保委员会开始彻查该国所有现役机组,并更换问题零部件(其他涉事机组可边运转边更换)。耐人寻味的是,在这个事件曝光之前,灵光核电站的故障率一直高于韩国其他核电站。

从核电的进口国到出口国,上世纪70年代末才建成首座核电站的韩国,竟然成了全球核电一线阵营的一员。尽管出了些问题,官方对核电的发展的立场依然坚定。到2030年,现役韩国的“80后”机组和部分“90后”机组将会陆续退役,但为了减排温室气体和提高发电能力,新建机组的装机容量和可靠性还将更上一层楼。按照韩国教育科技部的规划,2029年,韩国的在运核电机组将达到35台,发电功率37000兆瓦,装机容量比重提升到28.2%。随着机组数量的增加以及其他核电国家的追赶,韩国核电站要想继续保持优秀的可靠性和运行效率并不容易。

 

 

 

 

 

 网络编辑:丁天