法国为什么成为了欧洲电力救世主?

2021-11-03 00:45 绿创碳和
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目前法国本土累计建造了56座核反应堆,发电总量占七成以上。经过70余年的培养,核电已经成为了法国能源的顶梁柱。而依靠核电长期出口电力的法国,已经成为了欧洲电力的救世主。


1973年,国际石油危机爆发,名义油价和实际油价相差300%,“用油发电”已经成为绝路。时任法国总理梅斯梅尔因此提出了一个极端的思路:用10年时间修80座核电站,到2000年修170座。



回到1956年,法国人开发了属于自己的石墨气冷反应堆。


作为最基础的反应堆,它采用石墨作为核反应的减速剂,可以使用廉价的天然铀。



然而早期的气冷堆效率太低,使用石墨做减速剂,后续运营成本相对较高。CEA因此转变技术路线,寻求更高效的核反应堆技术。



好消息是,法国当时乘上了“原子时代”的东风。1958年,在CEA和法国电力(EDF)的主导下,法国从美国西屋引进了高压水堆的技术。高压水堆将水送入反应堆加热,再通过热水进行发电,体系小,技术成熟,安全性高。


法国在消化压水堆的技术之后,确定了压水堆主导的核能发展路线。1964年,法国**座商用核电站落地,整个国家的主要能源向核能转型。



然而让法国领导层死磕核电的,不是核能技术,而是石油禁运。


到了 1990 年代,苏联解体,美国民用核电发展停滞,法国成为全球当之无愧的核电大国。



目前欧洲各国新能源政策过于激进,往往要求10年放弃全部核电,或者将超过20%的电力来源转型新能源。就算从降低碳排放的角度考虑,冬天进入枯水期采用火电调峰,一样会增加碳排放,得不偿失。



这种激进的环保政策,实际上是欧洲的“绿色贸易保护主义”的延续:欧盟依靠较高的“环保政策壁垒”,为各国的工业产能建立缓冲,再通过本国的补贴倾斜,实现另一种层面的贸易保护



德国将在2022年全面弃核,成为西方工业大国里**个全面弃核的国家。就在十年前,核电曾占到德国电力供应的四分之一。


同样计划放弃或缩减核能的还有瑞士、比利时、西班牙和法国。法国作为全球核电大国,计划在2035年前,把核电占比从目前的75%降为50%。


这是德国的一个长期决策,并不是最近才计划的决定。



德国弃核最主要原因是核电站的安全问题,因此德国的老百姓不愿意继续发展核电,特别是福岛事故之后,更加加速这个决定。当然,为发展可再生能源让路也是其中一个原因,因为核电退出舞台,其他新能源就能被推向前台。


如果没有安全的问题,核电比其它发电形式的经济效益要好。核电的成本比较低,整体远比光伏的成本低。风电、光伏,都是不稳定的能源,如果要稳定发电的话,成本就会高很多。



从中国的国情出发,还会继续发展核电,但应该不会有特别大的发展。核电并不是清洁能源的主力,因为中国人口密集,核电的安全和布局问题非常重要。对于每个国家来说,能源安全是最重要的,但不同国家能源安全问题不尽相同。必须承认的是,低碳发展对能源安全有影响,因为新能源是不稳定的,只能通过技术进步以及各方面的力量共同解决。



德国激进的能源转型,实际是在为本国工业创造保护区。然而在电力领域,激进的能源转型会让整个国家的国民生活,对特定资源产生严重依赖。欧洲今年的天然气短缺,就离不开一系列激进政策的影响。


目前新能源用电即发即用,无法实现储能调峰,导致发电成本居高不下。政府如果要维持供电,需要继续为新能源提供补贴,导致税收和电价持续上涨,最终出现“富人安太阳能,穷人来掏补贴”的奇怪局面。



黎巴嫩的电网处于完全断开状态,全国陷入黑暗;印度正处于能源危机的边缘,全国接近60%的煤电厂随时可能因缺少燃煤而停产;巴西的严重干旱已导致水力发电的崩溃。



欧洲部分国家也正在面临缺电的窘境,英国国家电力公司发出警告,今年冬季,英国工厂、家庭的停电风险正在增加……海外能源商品价格飙涨,引发一系列连锁反应,“能源危机”之说甚嚣尘上。


除了供给,还有物流交通的问题,疫情导致物流、供应链的中断。英国就是缺少将燃料运送到泵站的卡车司机,司机都找不到怎么运输。



美国现在物价涨很多,据报道因为码头卸不了货。能源价格大涨引连锁反应接踵而来,已经开始波及其他相关产业链的供需情况和价格走势。如化工业原料攀升,化肥价格高企等。


欧洲由于天然气价格飙升,一些化肥企业被迫减产甚至停产。



从国内发电厂来看,目前的火电系统发电设备的利用小时数其实并不高,只有4500小时,最高曾经发到六千小时左右,还有比较大的空间。中国不缺煤也不缺电。拉闸限电的主要原因就是电力需求增长过快,像前段时间的东北限电,就是因为煤价高,电厂可能买不到煤。



今年上半年,全国最高用电负荷连续6个月均创历史同期新高,上半年全国规模以上电厂总发电量为3.87万亿千瓦时,同比增长13.7%,让这个系统难以承受。因为,一些地方的电网或者是电力调配,通常应对的都是比较温和的增长。



国际上,石油产能也比较充足,欧佩克还在限产。


是,石油产能充足不见得就能到达消费者的手里,或是能完全满足消费者需求。石油要经过很多的环节才能到达消费者。由于疫情使得整个能源交易、物流交通被打乱,所以供应一时未能跟上,谈不上危机。



能满足本土电力需求,解决能源自主的问题,还能凭技术出口创收,从这方面说,核电算是法国在能源上打得最漂亮的一场翻身仗。



据法国财政部资料,如今法国核能领域的企业多达 2500 多家,雇佣员工将近 22 万名,每年能创造 500 多亿欧元的营业额。


法国在核电领域的飞速发展,代表着这一类本身资源禀赋不佳的国家通过科技实现能源自主的可能性,类似地,日本也走上了核电大国的道路。


但这些国家们蒸蒸日上的核电事业并不能解决人们对核电的**问题:发电之后,垃圾怎么办?


就像烧煤有煤渣,烧完核燃料,也有相应的核废料。



和其它垃圾一样,核废料也能分类:按照辐射量大小,可以分为高、中、低三个等级,其中最难处理、危害**的当属高级别核废料,虽然只占核废料总量的 3% ,却有 97% 的核辐射产生自此。


高级别核废料主要来源于从反应堆芯中换下来的燃料,即「乏燃料」。



乏燃料之所以被淘汰,是因为使用之后,里面的铀含量降低,已经不能维持核反应,但里面仍然含有大量放射性元素,同时也会放出大量的热量。在乏燃料中,含有大量铀-238 、铀-235 、钚-239 、钍-232 等元素,其中半衰期最长的铀-238 可达 45 亿年。


如果不善加处理,以「乏燃料」为代表的核废料就会产生大量核辐射,危害人体健康,比如作用于细胞中的 DNA ,让 DNA 链被切断,诱发癌变,或者令细胞中的水发生电离,直接杀死人体细胞。



自 1956 年**座商业核电站运行起,核废料就成为核电发展中躲不开的问题。据《世界核燃料报告 2019》数据显示,光是欧洲(不包括俄罗斯和斯洛伐克)贮存的乏燃料就超过 6 万吨。


乏燃料要经过长达数年的冷却贮存。


为了享受核电带来的福利,人们想过很多办法解决核废料。



中、低级别核废料不难,分别掩埋一段时间,辐射自然会消去。但对于高级别核废料,各个国家都称得上束手无策。


有人想过疯狂的办法,把核废料发射到太空中,远离地球,但危险性和成本都很高,也有人想把核废料一股脑丢进活火山烧掉,但科学家出来泼冷水,就算火山熔岩温度高达 1200 ℃,也解决不了一些熔点高达 5700 多度的乏燃料。



**被认可的办法,只有将其固态化,封进特制的储存桶,埋到几百米深的地底。



法国是技术派,欧安诺公司是其中的佼佼者。



用现在流行的说法,欧安诺打通了民用核产业的全产业链。在加拿大、哈萨克斯坦、尼日利亚这几个富有铀矿的国家,欧安诺都有自己的矿场,属于全球前三的采铀企业。不仅如此,从提纯加工、浓缩铀、制造核燃料、管理核电站、报废核电设施、运输核燃料到回收乏燃料,每个环节,欧安诺公司都有涉猎。



就回收乏燃料而言,欧安诺公司也是世界上少数几家能将其再制成 MOX 燃料的公司。但可惜的是,和直接使用原料铀相比,MOX 燃料生产周期长,成本高,愿意采用的核电站不多。


俄罗斯是进口派。



早在 2001 年,俄罗斯国家杜马就通过表决,批准了核废物进口。据俄罗斯核工业部和外国核工业行业达成的协议,通过进口核废物,俄罗斯可以在 10 年内获得至少 200 亿美元的直接收入,而且能让苏联时期遗留的核废物处理厂运转起来,提供数千个就业机会。



俄罗斯不缺能源,不仅向欧洲出口石油、天然气,还瞄准了那些致力于用核电摆脱俄罗斯影响的国家。


乌克兰也是核电大国,全国 50% 的电力都来自核电, 2020 年前,乌克兰每年要向俄罗斯支付 2 亿美元用于核废料储存和处理。至于德国、法国这两个欧洲大国,早就是俄罗斯的客户了。



然而,这样做的后果是,俄罗斯中部城市叶卡捷琳堡被媒体批评为「核废料的廉价垃圾场」。俄罗斯绿色和平组织也猛烈抨击俄政府,称废弃的核燃料正在没有保护的容器中露天存放,俄罗斯已经堆积了大约 100 万吨贫铀。


同样的核废料,在不同地方之间辗转腾挪,就产生了收益。有的国家避之不及,立法规定严禁进口核废料,甚至为了减少核废料的产生,决心废止核电。但在有的国家,核废料只是放错了地方的资源,技术到位了,可以回收再利用,技术不到位,当个仓库管理员也有大把收入。


核电产业到了这里,似乎完成了一个「钱」途远大的循环,但这个巨大产业造成的影响,却不是金钱多少能衡量的。



在核电发展历程中,有两次事故让全世界胆战心惊。


**次, 1986 年切尔诺贝利核事故,发生在前苏联乌克兰切尔诺贝利核电站,因为反应堆紧急停机测试后备供电时,操作人员经验不足,使得功率急剧增加,反应堆破裂。最终,切尔诺贝利释放出的核辐射剂量是广岛原子弹爆炸的 400 倍以上。该事件被评为国际核事件分级中的第 7 级,特大事故。



第二次, 2011 年福岛核事故,发生在日本福岛**核电站,由于地震和海啸,导致水泵无法运行,运营商东京电力公司监管失效,最终发生堆芯熔毁,氢气爆炸,同时产生了大量核污水。该事件同样被评为国际核事件分级中的第 7 级,特大事故。



这两次事故让许多人谈「核」色变,他们认为在巨大的事故风险下,核电是一种「肮脏而昂贵」的能源。但对于支持核电的人来说,核事故并不神秘,与其说是核能的问题,不如说是核电站管理的问题。在良好的管理下,核电风险可控,相比起产生大量温室气体和可吸入颗粒物的火电,核电清洁高效,安全而且可持续。


不管支持还是反对核电,可以肯定的是,核电已经成为全球能源无法切割的部分。截止今年 9 月,全球共有 444 座民用核裂变反应堆,就算这些反应堆立刻退役,也会带来难以计数的核废料。核废料的处理,已经是核电使用中不容逃避的大问题了。



如今,核电支撑着全球大约 10% 的电力供应,按照商业的逻辑,仍然是一个被低估的、有无限潜力的新能源行业,甚至于核废料也将是一片巨大的蓝海,因为它的遗留问题将影响全世界,这是一门无法被拒绝和忽视的生意。


但就人类文明而言,残留核辐射长达上百万年的核废料,已经是超越人类认知的存在了,要知道,人类迄今发现的最早的原始人骨骼「阿尔迪」生活的年代,距今也只有四百四十万年。



核事故是人类工业社会痛苦而明显的撕裂伤,而越来越多无法消解的核废料,却是这个社会深入肌理的隐患。想用好核电,核废料是必须解决的问题,与此同时,怎么消灭核电站日常管理中由人造成的不确定性,也是「挺核派」要思考的问题。


事实上,不止是核电,从传统的火电、水电,到被看好的风电、太阳能发电,迄今为止,人们没有找到一种完美的发电方法,新旧能源的转型也更像是成本比较和利害权衡后的结果。


但我们仍然期待一种更合理的能源结构,对环境友好的同时,也能让这个电气化社会再也不至于陷入停电危机。


“在看”我吗?

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