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深度好文 | 日本核电重启之路还能走多远?

北极星电力网新闻中心  来源:中国能源报  作者:周杰  2018/1/17 8:45:27  我要投稿  
所属频道: 核电   关键词: 核电站 核电产业 日本

北极星核电网讯:2018年日本政府即将修订出台“第五次能源基本计划”。这份面向2030年的国家能源发展规划之所以被各界所广泛关注,其焦点是未来日本将如何规划核电发展。

现行的日本能源基本计划一方面提出要“尽可能减少对核电的依存度”,另一方面又将核电定位于“重要基荷电源”,明确提出到2030年核电占比要达到20%-22%目标。实际上,2017年日本核电占比仅为2%,要达到2030年的目标还需要增加10倍的核电发电量,目前除了尽快恢复重启更多的核电站之外别无他法。

“核电恢复重启步履艰难”

福岛核事故后,核电站重启必须根据最新规制基准进行合规性审查。2015年8月11日,经原子能规制委员会合规审查批准,九州电力川内核电站1号机组重启,这是福岛核事故后根据原子能规制委员会制定新管制基准审查合格后重启的第一个核电站,从此日本结束了近两年的“零核电”时期。截至2017年底,日本可运核电机组40台,恢复重启的核电机组只有5台(包括暂停中的伊方3号机组);9台机组通过了合规性审查,12台机组还在审查中;尚有15台机组未提出重启申请。

当前,日本发展核电产业的内外环境都已出现诸多变化。随着日本国内反核声音和力量的增强,核电重启还将面临更多的法律风险。从法律上来说,通过审查后的机组是否重启、何时重启完全由核电业主自行决定,但重启程序规定必须由核电站与当地自治体签订原子能安全协定,事实上要经过核电站所在的地方政府同意方可重启。而且根据《原子能灾害对策特别措施法》,地方政府有义务和责任在核电站30公里半径内制定“地区防灾计划”。

2017年12月27日,东京电力柏崎刈羽6、7号机组获准重启,为首次放行的沸水堆,之前获批的均是压水堆。但当地新泻县知事则明确表示还需要3至4年时间验证,显然核电站即使通过安全合规审查,到真正恢复重启还需很长一段路要走。

即使核电恢复重启之后,司法诉讼又往往成为阻碍核电重启的又一大障碍。2016年3月,大津地方法院以安全问题要求关西电力暂停高浜核电站的3、4号两台核电机组运营,之后大阪高等法院尽管驳回了当地法院暂停运营的处理,但也让核电站业主蒙受了更多的经济损失。2017年12月13日,广岛高等法院又因阿苏山火山喷发而判决距离其130公里的四国电力伊方核电站关闭9个月。即将重启的九州电力玄海3、4号核电机组又有可能面临官司,或许今后司法叫停核电很可能是一个新常态,这使政府和电力公司的重启核电站计划再度受到沉重打击。

如果按照核反应堆服役年限40年为基准,40台机组设备利用率为70%的条件下,到2030年日本核电占比约为10%-12%。现行法律规定反应堆服役年限最多可申请延长20年,假如目前可运行核电机组40台全部延寿至60年,2030年之后日本核电占比可达20%-22%,而要保障2030年最低目标至少也要保证30台机组投运才能维系。因此,日本若要实现核电占比目标就必须通过延长核电服役期或新建核电站来实现。

目前日本国内在建的核电机组只有3台,分别是电源开发公司的大间核电站(ABWR,1383MWe)、东京电力的东通1号机组(ABWR,1385MWe)、中国电力的岛根3号机组(ABWR,1373MWe)。拟建核电机组为6台,分别为日本原子能发电的敦贺3号和4号机组、东京电力东通2号机组、中国电力上关1号和2号机组、九洲电力3号机组。在目前的形势下新建或更换更多机组是不现实的,实际上有多少核电机组能延寿是能否达到20%-22%占比目标的关键。2016年6月,高浜核电1、2号机组首次取得延寿至60年的许可,11月美浜核电3号机组又取得延寿的许可。

随着人口和能源需求减少,以及电力自由化的冲击,由于输出功率较小,安全费用投资较大,再加上延寿的条件、程序和审查时间非常复杂和漫长,日本的核电业主往往不得不选择反应堆到期退役。除因事故直接导致福岛第一核电站6台机组全部报废外,事故后先后又有9台机组选择退役。如日本原子能发电的敦贺核电站1号机组(福井)、关西电力美浜核电站1、2号机组(福井)、中国电力岛根核电站1号机组(岛根)、九州电力玄海核电站1号机组(佐贺)、四国电力伊方核电站1号机组(爱媛)等。2017年12月22日,关西电力决定寿龄38年的大饭1、2号核电机组退役,主要原因是机组恢复重启须增加大量安全对策费用,经济上并不划算。为加强核电站的安全措施,恢复重启核电机组必须加固防波堤,增加防震设备,每台机组将增加1000亿日元费用。之前报废的核电机组大多是30-50万千瓦级的小型堆,而此次报废的两台机组都是百万千瓦级的大型堆。目前日本面临总计19个核电机组的退役任务。由此可见,日本发展核电的环境日益严竣。

“确定寓于不确定性之中”

2017年7月,日本原子能委员会制定了《关于原子能利用的基本观点》,紧接着又重新开始发布了因福岛事故而停了长达7年之久的《原子能白皮书》。这些文件已大致勾勒出今后日本核能产业政策的主要内容和方向,“第五次能源基本计划”关于继续发展核电的基本方针将不会改变。但核电恢复重启的既定目标是否能达成取决于以下几个不确定因素:

①对发展核电达成社会共识的不确定性。日本核能产业遭受福岛核事故重创后,全国核电站曾一度全部关闭,公众对核电的信心一时难以恢复,因而至今核电重启仍举步维艰。当前日本社会舆论要求逐步弃核的声音仍占大多数。其原因是人们对于福岛事故的后果以及核电的安全性仍然是不信任,如何切实保障核电的安全性,万一发生事故是否能采取有效的防灾避难措施?万一遭遇不幸赔偿或救济措施是否能真正做到位?人们对此尚有很多疑虑。

而另一方面,财界和核电企业则大张旗鼓地要求写入核电站新建规划,以防止日本核电人才和技术流失。社会各界对发展核电缺乏共识,撕裂严重。因此,政府出台的政策文件往往避重就轻,闪烁其词,自相矛盾。

②核电作为应对气候变化政策的不确定性。《巴黎协定》提出了防止全球气候变暖的“2度目标”,实际上即使各国自主减排目标完全如期实现,到21世纪末也只能完成目标的一半,何况作为排放大国的美国还要退出《巴黎协定》。因此,全球气候变暖影响将会越来越严峻,日本究竟采取何种态度应对是关键。

日本完成《京都议定书》削减温室气体6%的目标都很勉强,更何况现在要完成《巴黎协定》削减温室气体26%的目标。防止气候变暖的最好办法是减少使用化石能源,但日本现在还没有万全之策能替代占比高达80%以上的火电。可再生能源发电尽管是最佳的替代选项,但目前还难以胜任基荷大任,发展核电则提供了另一种替代的现实可能性,每台核电机组可实现年减排二氧化碳260-490万吨。2016年,日本温室气体排放总量比2015年度减少了300万吨(-0.2%),其中重启核电站起了积极的作用。

③可再生能源利用技术创新的不确定性。利用和普及可再生能源是全世界应对气候变化的利器,各国都在努力削减利用可再生能源成本,提升经济性是实现可再生能源加速发展的关键所在。

日本到2030年可再生能源占比要达到22%-24%的目标,2017年实际占比为15%,其中,水力占7%,光伏占5%,风电占1%,生物质占2%。由于气象条件和地形不同,日本可再生能源成本远高于世界平均水平,依靠2.3万亿日元的年财政补贴是否可持续?另一方面利用可再生能源还存在着受光照、风向、季节条件影响的间歇性等问题。储能技术是最被看好的一种解决方案,氢能和燃料电池技术也是今后发展的一种方向,但到2030年或2050年,可再生能源技术创新和市场利用水平究竟能达到何种程度前景仍然不明朗。

④核废料处理的不确定性。日本是个火山和地震多发的国家,建核电站的先天地质条件本身就不优越。当前,日本各核电厂乏燃料在堆贮存能力已接近极限,外运需求急迫。

原定1997年建成的乏燃料后处理工厂,施工延期多达23次至今未能竣工。日本自2002年起开始选择地质高放射废弃物处置用地,至今也还没有着落。随着核电恢复重启和废堆数量增加,核废料不断增加,事故后获准退役的9台机组核废料多达8万吨,而福岛第一核电站事故现场的近千吨燃料棒残渣碎片等核废料均无处可埋。2017年7月,日本经济产业省公布了高放废物地质处置“科学特征图”。这是一份核废料适合填埋区域的地图,把日本全国国土按照“是否适合填埋核废料”分成了两大类,但这只是万里长征仅仅走完了第一步。

⑤新一代核电技术开发的不确定性。快堆技术开发是日本新一代核电技术开发的优先选项。但文殊快堆出师不利,大小事故不断,常阳实验快堆也长期处于停运状态。

2016年12月,日本政府正式决定关闭文殊原型快堆,与此同时,拟在2018年启动一项为期10年的计划,以建设一座可能用于替代文殊堆的新型示范快堆;另一方面与法国合作共同研发ASTRID快堆。发展高温气冷堆则是日本下一代核能技术创新的重点战略目标。日本从上世纪80年代就在茨城县大洗町开建3万千瓦的高温冷堆炉,2001年实现满功率发电,2004年成功导出950度高温,至今仍保持世界最高纪录。福岛核事故导致高温气冷堆实验堆和商用堆计划搁浅。于是日本决定移师国外。2017年5月,日本与波兰签订协议,双方将联合开发高温气冷堆,以解决东欧国家冬季长期依赖煤炭取暖的供热方式。常温核聚变更是日本未来核能技术革命突破的重要战略方向。核电能否可持续发展关键取决于今后是否能开发出安全性更高、经济性更好的新一代核电技术。

⑥核电经济性的不确定性。强调核电经济性是日本政府不放弃核电的重要理由之一。火力发电燃料费用高,且蕴藏量有限;可再生能源补贴高,且土地资源消耗过大;唯有核电最为经济,且发电效率高。每千瓦时的发电成本核算如下:核电10.1、燃煤火电12.3、燃气火电13.7、燃油火电30.6~43.4、风电21.6、光伏24.2日元。社会各界对此计算方法持有很大的异议。

当前,英美各国新建核电成本成倍增加,造成世界核电巨无霸经营普遍面临困境,日本既有核电机组也因经济性问题而大量放弃老旧机组升级改造直接选择废堆,连日立公司在英国的核电项目也要依靠政府1.5万亿日元的金融支持而勉强维持,更何况日本还面临福岛核事故的21.5万亿日元的巨额处理费用,核废料处理费、除污费、贮存费、赔偿费以及占据能源研发预算大半的核电技术开发费如何分摊,核电成本远非仅仅建设费、设备费、燃料费、运维费如此简单。

⑦核电市场发展的不确定性。福岛核事故后,日本的核电厂商无法期待国内新建核电站或更新核电机组,纷纷通过出口海外寻找活路。而核电国际市场竞争日益激烈,能否如愿扩大销路仍是未知数。

东芝因西屋核电经营巨额亏损从东京证券交易所主板市场降级至二板市场,若在今年3月底之前资不抵债局面仍未消除,东芝股票将自动摘牌退市,严重打击了日本的核电出口计划,日本企业在海外的核电项目接二连三触礁。尽管如此,由于日本与美国在推广核电发展和输出上的利益是共同的,今年7月到期的《日美原子能协定》已决定自动延长,背后美国大佬的脸色让日本难以轻言弃核。但近期爆出的神户制钢和三菱综合材料公司造假事件更让日本核电企业雪上加霜。关西电力的大饭3、4号机组原定于2018年1月和3月恢复重启,由于部分设备使用了神户制钢的零部件和三菱材料,其质量是否会对安全性构成威胁需时间调查,不得不延期两个月重启,九洲电力的玄海3、4号机组也基于同样的理由而推迟重启。两家电力公司为此各自至少损失了180亿日元的收益。

⑧能源安全保障的不确定性。各国根据本国国情确保能源安全保障的政策措施多种多样,各有所长。日本吸取了当年石油危机的惨痛教训,建立了石油储备机制应对危机。如今随着电动汽车和燃料电池汽车的普及,对于石油的需求逐步减少,而对电力的需求逐步增加,对于天然气发电占比很高的日本来说仍然无法摆脱对中东油气资源的依赖。中东不稳定的政治军事形势给日本油气资源稳定供给造成很大的不确定性,而近年来的朝鲜半岛紧张局势加剧了日本能源安全保障的危机感。因此,日本不能完全指望依靠“日美同盟”来保障能源安全,必须自力更生,采取提高能源自给率则是一种积极应对方式。

利用和发展可再生能源固然是其中最有效的一种利器,但若一下子解决不了其经济性和间歇性的不足,只能通过发展核电来确保能源自给率的提高。铀资源分布在澳大利亚、加拿大和美国等日本的同盟国家,而且储量丰富,远比油气资源供给更有保障,假如铀资源有一天真的枯竭了,还可以通过加工生产钚来解决核燃料问题,日本之所以坚持发展核燃料循环政策不动摇或许理由就在于此。

正因为有上述不确定性因素的存在,为后福岛时代的日本继续发展核电留下了一条生路却是确定的。日本既然要保存和发展核电,在目前新建核电困难的情况下,就必须保留核能产业的人才、技术、装备和器材;在新的核安全基准管制下,就必须在确保安全合规的基础上才能逐步恢复重启核电机组;在电力改革的新竞争环境下,就必须改变过去“国策民营”的政策,废除垄断性的价格保护措施。只有真正对各种能源的经济性、安全性和环境性进行客观比较和优化配置,才能创造出公平的市场竞争环境,从而夯实未来核电可持续发展的基础。(周杰 国际清洁能源论坛(澳门)秘书长、中国经济社会理事会理事)

原标题:深度好文 | 日本核电重启之路还能走多远?

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