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中日经济技术研究会 | 北京唐藤经济技术咨询有限公司
中日通专题

    以两次石油危机为契机,日本开始强力推行石油的替代能源和制定新能源政策,追求能源自立和多元化。该政策实施的结果,使日本对石油的依赖从1973年的77%下降到2001年的49.4%。当前,虽然交通能源90%还是依靠石油,但电力能源已经实现了多元化。天然气,特别是核能的发电比例大幅度增加。2002年,核能占31.2%,比例最大。以下依次是天然气(占26.6%)、煤炭(占22.2%)、水力(占9%)。石油只占8.6%,还有少量地热和其他新能源等。


  这项多元化战略首先追求能源自给。对日本来讲,核能原料铀有稳定、可靠的来源。核燃料还可以循环再利用,而且不污染环境。所以,核能不仅被看作是日本的:“准国产”能源,还被视为落实防止地球变暖的“京都议定书”的有力保证。

  
日本核能的发展现状


  日本的核能开发比欧美国家要晚,但是从一开始就受到政府和企业的极大重视。1954年开始,政府第),次拨款开发核能;1955年颁布“原子能基本法”;1956年在总理府下设了原子能局,成立“原子能委员会”。这是日本政府内独一无二的比省、厅(相当与我国的部级)权力还大的独立政府机构。此后,制定了“原子能开发利用长期基本计划”,该计划每5年修订一次。


  1966年,日本第一座核电站(东海电站16.6万kW)正式运营。到2003年,日本共建成52座核电站。这些电站主要采用轻水反应堆,用轻水作减速剂和冷却剂,以低浓缩铀为燃料。其中沸水型(BWR)29座,压水型(PWR)23座,另有高速增殖炉(FBP)一座。装机总容量为4574.2万kW,仅次于美国和法国,是世界第三核电大国。日本政府计划到2013年再建11座核电站,约1456万kW。除在此期间因使用期满必须关闭的2座外,届时日本将拥有61座核电站。

  
发展核燃料循环技术,获取“准国产能源”


  日本政府用于核燃料循环技术的投入是8883百万日元,包括开发可提高5倍效率的浓缩铀离心机及其高辐射废弃物处理技术等核燃料循环技术的各个环节。


  核电站主要以铀作燃料,采用轻水反应堆方式发电。在加入反应堆之前的铀燃料当中,只含有百分之几的少量容易裂变的铀235,剩下大部分是不容易裂变的铀238。这种燃料用来发电后,燃料中的一部分238将会吸收裂变过程中产生的中子,变成钚239,它也是能分裂的物质。所以,在燃料使用后将钚和铀进行再处理,再作为燃料用来发电,必将大大提高铀矿资源的利用率。日本学者预测,如果高速增殖炉(FBR)能从铀238中高效转换出钚,可把铀的利用率提高几十倍。核反应堆发电过程中生产出来的钚,可以视为日本的“准国产能源”,对于缺乏能源资源的日本来讲无疑意义重大。


  1972年,日本政府决意把核燃料循环技术的开发,作为确保能源安全的重要一环,列入原子能长期发展计划之中。1994年6月宣布,从90年代后半期计划开始进入实用阶段。后来因1995年“文殊号”高速增殖炉发生钠泄漏事故,该计划修正为到21世纪初期,但到2010年累计建设16—18座使用混合氧化物(MOX)反应堆的计划仍没有改变。


  有关核燃料循环技术的研发情况如下:


  ①混合氧化物反应堆(MOX:Mixed Oxide Fuel):日本政府拨款4354百万日元,进行有关这项技术的研究、开发。它是利用铀和钚的氧化物混合起来作为燃料,在原来只含有3—5%易于燃烧的铀235中,加入4—9%的经过分离并再处理后回收起来的钚,从而提高铀资源的利用率。目前,全世界约有3900座以上的核电站,使用过或正在使用MOX燃料。日本原子能发电株式会社敦贺发电所一号机组(BWR)、关西电力株式会社美滨发电所一号机组(PWR),也都使用过MOX燃料,并证实了该技术没有问题。


  ②高速增殖炉(FBR:fast Breeder Reactor):政府投入了21,829百万日元用于开发。高速增殖炉在发电时能产生比消耗的燃料还多的燃料,因此得名“增殖炉”。由核燃料循环机构开发的实验增殖炉“常阳号”,建在东北地区的茨城县。1977年达到初临界状态,最初热输出功率是5kW。2003年11月热输出功率达到14kW,完成了炉心技术的升级。另一座建设中的“文殊号”高速增殖炉,是应用MOX燃料和钠冷却技术最先进的核燃料循环实验装置,是日本发展核电技术的核心设备。1994年初临界,1995年8月开始送电,引起世界广泛关注。遗憾的是仅运转三个多月,就发生了2次主冷却系统钠泄漏事故,因此被暂时关闭。事后,核燃料循环机构采取了一系列对策。改造工程于2004年1月得到政府的批准,但还要与当地住民达成协议后方可动工改造。


  ③核燃料循环流程中的核废弃物处理:核燃料循环技术与核废弃物的处理技术关系密切。核电设施运转和解体时产生的核废弃物,根据其辐射能量分高低档分别处理。低放射性废弃物,主要是核电站运转中产生的固体废弃物。高辐射性废弃物是在处理设施中产生的液体废弃物,需与玻璃混合经高温溶化后注入不锈钢容器中,形成玻璃固化体。再经过20—50年冷却后,最终埋入300米以上深度的地下。


  日本的核废弃物处理,相当一部分还要运到英国或法国处理。处理费用昂贵,进出港口时还经常引起当地民众的反对。为实现主要由本国处理,日本在青森县六所村建设了核燃料循环设施。该设施分为4个部分:第一部分1993年动工,计划2004年4月最终实现运转,2006年最后完工。最大处理能力每年800吨,贮存容量3000吨;第二部分是高辐射核废弃物贮藏管理中心,贮藏玻璃固化体1440根,计划达到2880根;第三部分是建在青森县六所村大石平地区的铀浓缩工厂和低辐射核废弃物埋设中心。铀浓缩工厂拥有每年浓缩150吨SWU(浓缩单位)的能力。设计目标是1500吨SWU。低辐射核废弃物埋设中心,面积为8万平米,能埋设200立升罐40万根。这些设施最早是1988年动工兴建的,目前虽还有的在扩建中,但除再处理工厂外都已投入正式运转。

  
日本的核能安全问题


  日本的核能安全依照《关于核原料、燃料及其反应堆的规定法》执行,该法对核电站的选址、建设、生产等都做了严格的规定。由于过去30多年来没有出现什么大问题,日本政府和企业对本国的技术和安全充满自豪感,沉醉在“技术神话”和“安全神话”之中,因而管理上出现不少漏洞。近年来,核电站先后发生了多起事故,对日本的核能事业产生了难以估计的恶劣的影响。主要事故有:1991年2月,美滨电站2号机组蒸汽发生器的导管破裂事故;1995年12月,“文殊号”高速增殖炉冷却钠液体泻漏事故;1999年9月,铀燃料加工厂“JOC”的临界事故,强烈的核辐射造成1死两伤。最近一次事故是,2004年8月美滨电站蒸汽泻漏事故,造成4死7伤的严重后果。


  事故后发生后,日本政府均采取了弥补措施,不仅将核能安全技术及其管理手段置于重要位置,而且还投资1800.5百万日元进行有关技术的研发。针对近年来的安全事故,日本政府重新评价和调整了核安全管理体制:一方面政府各部门建立起迅速反应的防灾一元化管理体制,在核设施内建立“多重防护”体系,对事故及其事故扩大化的预防、事故的早期发现等都制定了新的具体措施;同时还参考国内外核事故的教训,制定了52项规定,包括安全基准、安全审查、安全设计和安全运转等方面。例如,2002年东京电力隐瞒检查结果造成17座反应堆被迫停产的事故后,日本政府设立了核能安全专门检查、评价研究的机构——原子能安全基础机构(JNES),并且修正了设备评价制度、企业如实报告的基准等。总而言之,日本政府为恢复核能在国民中的信任,做了多方努力。

  
当前日本核电事业的发展面临的问题


  新近美滨电站3号堆发生的蒸汽泻漏事故,暴露了日本核电管理上仍存在许多漏洞,特别是对被认为不会产生核辐射的设备监管不力,这次发生事故的配水管道就不属于《核反应堆限制法》规定的定期检查对象。全国52个反应堆,1/3运转超过25年,设备整体老化的问题不容忽视。事故不仅造成巨大的人员伤亡和经济损失,更给民众对日本核电的信心产生恶劣的影响,从而使日本核电事业面临进退维谷的境地。


  首先,连续不断的大小事故,使核电失去了国民和地方政府的支持。例如,“文殊号”增殖炉恢复运转的问题、今年4月六所村核处理装置预定的最终实验计划以及新建电站的动工等等,都因为得不到国民的谅解迟迟不能实施。


  第二,由于上述原因,地方政府、电力企业,甚至国家决策机构内部意见分歧严重。最近,经济产业省内部出现了冻结核燃料循环事业的主张,并且更换了积极推进该事业的政策课长。新近政府拨出的核电技术开发预算只有80亿日元,比当年高速增殖炉一项(100亿日元)还少。它说明,分歧不仅是政策主张不同,而且已经体现在人事安排、财政预算等具体问题上了。所以,日本能源经济研究所的内藤正九理事长指出:日本面临包括核燃料循环事业在内的核能政策再确认的问题。


  第三,如果冻结燃料循环事业,就要取消再处理设施的建设。那样,总计18.8万亿日元的再处理费用,加上已经投入的2万亿日元就等于白费。反之,如果继续进行,18.8万亿日元的预算远远不够。公共经济学教授八田达夫指出,要处理40年来积累的核废弃物总计需要40万亿日元,仅六所村核处理装置的建设费就需要增加3倍。

 

责任编辑:米阳