深度解析：谁来替代火电，光伏还是核电?

一、引言

我向别人介绍“光伏不排放温室气体、空气污染物，是未来替代火电的必然选择”时，经常会有人不屑：光伏的能量密度太低，核发电也不排放污染物，而且非常稳定!如果我略微对核电的安全性表示质疑，就会被嘲笑为不懂科学!

近日，中法将联合在连云港建设核废料处理基地的传言将“核发电”推上了风口浪尖。具体事情真相如何，秉持“不信谣、不传谣”的态度，不想过于追究，指向研究一下 “核发电”的装机情况。

二、国际上核发电量情况题

世界上核电机组装机容量的详细数据为获得。根据BP能源统计，世界上核电消费量居前5位的国家如表1所示。

表1：世界上核电消费量居前5位的国家(单位：TWh)

三、国内核发电情况

根据中电联的统计数据，截止2014年底，中国核电：

累计并网装机2008万kW，相对于2013年的1466万kW增加了36.97%;

在建项目规模为2862.6万kW ;

2014年的满发小时数为7787h，相对于2013年的7874h下降了87h;

2014年的累计发电量为1332.18 亿kWh。

截止2015年9月底，中国核电：

累计并网装机2414万kW，发电量为1262亿kWh，同比增长32.4%。

根据中电联刚刚发布的《2016年上半年全国电力供需形势分析预测报告》，2016年上半年，中国核电：

装机及发电量快速增长，核电设备利用小时同比降低。

核电投资同比增长5.1%;6月底全国核电装机容量同比增长33.8%。

发电量同比增长24.9%;设备利用小时3347小时，同比降低109小时。

与上年同期相比，除广东外的其余省份设备利用小时降幅均超过200小时，其中福建、辽宁分别降低719和452小时,多台核电机组陆续投产导致电力供应能力富余，部分核电机组降负荷运行甚至停机备用。

当核电站建在别人家门口的时候，我们都大声说“核电是安全的!”然而，当核电建在我们自己家门口的时候，我们怎么想?我国的核电站分布情况。

图1：我国核电站分布情况

四、核电将毁灭中国?

近日，在网上流传一篇文章：《核电将毁灭中国》。作者吴辉是一位环保学者，关于核电发展，他提出了两个核心观点：

第一，任何安全设计都很难百分之百地经受住人为事故和自然灾害的袭击。

第二，不能仅考虑核电40年运行期间的安全，而忽略20万年核废料的安全。

华夏能源网节选其中部分内容梳理成一篇文章，供业内人士讨论交流，个人觉得写的不错，可以供讨论，特转发(文中观点不代表本文立场)。

附件：

《核电将毁灭中国》节选

(引自华夏能源网)

先给大家讲个“故事”。

1954年美国犹他州的圣乔治沙漠中，有220名摄制人员在这里拍摄了一部名为《征服者》的电影，两个月后他们离开，竟然有91人同时患上癌症，46人随后被夺去生命。悲剧的原因不久之后被揭晓，是因为他们都吸入了过量的放射性尘埃。这片沙漠的200公里之外，是美国军方的一个核试验场，这里曾经爆炸过11枚原子弹。

大家想一想，200公里之外的核试验，仅仅2个月时间能让46人夺去生命，那相当于500颗原子弹的核电站泄露，会是什么后果?我们离最近的核电站有多远?我们是不是可以侥幸剂量不够?我们是不是可以侥幸核废料不要扩散?

1震耳欲聋的寂静

核电事故和地震、洪水、交通事故等灾难有着本质的区别。现在唐山和汶川已经丝毫看不到地震的痕迹。而切尔诺贝利和福岛就不一样，因为核废料的泄露，一切充满剧毒，水不能喝，粮食没有了，女人生不出孩子，这里成为生命禁区，永远也恢复不了。

2006年切尔诺贝利事故二十周年的时候，凤凰卫视去现场做了一期采访，女主持人陈晓楠描述，那里是一种“震耳欲聋的寂静”，“Deafeningsilence”。我们能体会到吗?没有知了，没有蟋蟀，没有虫子，没有任何声音，耳朵的听觉功能完全丧失，就像被爆炸震聋了一样。大家上网搜索《20年黑色记忆——切尔诺贝利探访记》，可以看到这段时间为70分钟的视频。

然而，三里岛、切尔诺贝利和福岛，还不是核隐患的全部。“大头”还在后面。所谓的“大头”，就是指核电站的高能核废料。这些东西人类很难有效安全的处置。

高能核废料的处置有三个去处：第一，丢到海里;第二，送到太空;第三，在陆地上深埋。丢到海里已经被国际法所禁止，1972年的《伦敦公约》规定禁止向大洋倾倒放射性废物。因为这将导致人类失去整个海洋。

运到太空当然是最安全的，但人类已经累积了大约20万吨核废料，这个发射是巨大的成本。而且因为存在着发射事故的可能性，这一方案也因此被否决。

在陆地上深埋是现在通行的做法，但绝对安全吗?美国内华达州的尤卡山核废料处理场，筹划了30年最终放弃。原因是核废料持续高热，一吨核废料的功率大约13千瓦，相当于一个桑拿浴室的电炉，如果不能持续冷却它，它就会自燃，造成氢气爆炸。日本的福岛事故就是这么造成的。(数据来源：王俊峰，《放射性废物处理与处置》，中国原子能出版社，2012年11月第1版，第19页)

太阳的平均功率密度不过155瓦/吨，但是经过巨大的累加之后，太阳中心的温度达到1500万度!核废料的功率密度比太阳要高得多，如果它深埋于地下，经过100年或者200年的积累，同样会产生可怕的高温!

大家看，这是绿色和平组织用红外镜头拍摄的运输核废料的火车，它们在持续发热。这是核反应，能量比原子弹要大得多，只是释放缓慢。但是经过上百年的累加，不爆发是不可能的。

2“快堆”能否解决核废料问题?

现在有所谓的第四代核技术，“快堆”，号称能够解决核废料的问题，似乎是一根救命稻草，但真相如何呢?

快堆，是“快中子反应堆”的简称。它用钚239为燃料，在燃烧的过程中释放快中子，能让铀238又转变成钚239。这个意义在于让铀238得以利用。自然界中的铀，可作为核燃料的铀235只占0.7%，另外还有99.3%的铀238无法利用。快堆把铀238转化为钚239，理论上可以让铀的利用效率提升70倍。

一句话，快堆的意思就是，核废料中的钚239还有用，用好了还可以把铀238加进来用。

但是人类20万吨核废料摆在这里，你用啊，快点用啊!想什么丢到海里，葬到太空?

快堆不是把核废料整个吃掉，只是把核废料的一小部分加以利用。核废料中的钚就算提取出来，剩下的残渣依然还是需要处理。而且这个钚不可能完全提取干净。

快堆如果实现了安全的商业化应用，有可能缓解(仅仅是缓解)核废料的危机，但是再建新的核电站呢?

况且，快堆“实现安全的商业化应用”谈何容易?快堆用剧毒的钚239作为燃料，燃料浓度比普通铀235的反应堆高4-10倍，功率密度比普通反应堆高4倍，用金属钠做冷却剂。这些东西让人不忍卒看。

核废料的问题很难解决。无论是极其危险的“快堆”再利用，还是直接丢到海里或者深埋，如何防止核废料跑到环境中来?

1995年，世界银行宣布“核动力在全球失败”。因为考虑到退役和核废料的处理，核能成本太高，风险太大。商业杂志《福布斯》更是宣称，“美国核能计划的失败是美国商业历史上最大的悲剧，浪费投资达一万亿美元”。(资料来源：泰勒•米勒著，《在环境中生存》，汤姆逊学习出版社，2004年第13版，第374页)

2005年我参与翻译了美国人一百多万字的环保巨著《在环境中生存》，我现在就核电问题的几个关键论点出示我的论据：

1、核废料的污染周期20万年

这是核电不可用的根本原因。20万年是难以想象的距离。秦始皇2000年，易经7000年，再往前的历史已经无法考证。如果混凝土寿命只有100年，那么数百年后(相对于历史的长河这只是一瞬间)所有的核废料都将毫无遮拦地裸露。“核废料污染周期”的论据来自《在环境中生存》第56页，“钚-239的半衰期为24,000年，在核反应堆中生成，用作某些核武器的炸药。当吸入微量颗粒时，可引起肺癌。因此它必须安全储存达240,000年——约为地球上最新物种生存时间的4倍。”

2、混凝土的寿命100年

混凝土的寿命受多种因素的影响，100年是较高的标准，我们看到中华人民共和国国家标准《混凝土结构耐久性设计规范》所规定的混凝土年限，“大型桥梁、隧道、重要市政设施的设计使用年限”是“不低于100年”。

3、核废料的功率密度13千瓦/吨

这是核废料无法处置的根本原因。如果是一个死的东西，深埋于地下，只要没有地下水冲刷，它就永远存在那里。但因为它不断散热，埋于地下会让周围的岩石变成熔岩，最后形成火山爆发。如果沉于海底，它也会不甘寂寞，通过热量的带动与表层的海水对流，然后被带到整个海洋。核废料功率密度的论据来自于《放射性废物处理与处置》一书第19页，放射性废物的热效应，表1-8，高放废物在离堆100年后热功率为13.4千瓦/吨。

大家如果对我提供的证据有怀疑，尽可以去核实。核废料的半衰期、热效应、混凝土寿命都是众所周知的事情，是很简单就可以验证的。