浮動核電站并不是一個新的概念。上世紀(jì)50年代,船舶核動力以及一些實驗性反應(yīng)堆發(fā)電的成功似乎預(yù)示了核能的無限前景,人類進入了一段“原子瘋狂時代”,各種奇思怪想層出不窮。例如,除大型發(fā)電廠外,核能飛機、火箭和汽車,供家庭住宅使用的小型核能裝置,甚至為個人保暖和制冷的便攜式微型核能裝置等都曾被設(shè)想過,為一些輸電困難的邊遠(yuǎn)地區(qū)供電的小型核電裝置自然也在設(shè)想的范圍內(nèi)。這些小型核電裝置可以放在各種平臺上,如火車、汽車,包括船舶。
這些設(shè)想由于技術(shù)、經(jīng)濟和政治等原因,大部分在做了一些初步的探索后被放棄,進入實質(zhì)階段的有上世紀(jì)50年代初美國開發(fā)的SL2小型核電裝置,其目的是為在類似阿拉斯加這樣地區(qū)的一些軍事基地供電,但由于設(shè)計有問題,裝置發(fā)生了導(dǎo)致堆芯熔化的嚴(yán)重事故,隨后被放棄。
1963年,美國馬丁·馬麗艾塔公司為美國軍方設(shè)計了MH-1A核電裝置,為缺電的巴拿馬運河區(qū)供電,放置在第二次世界大戰(zhàn)期間建造的“自由號”輪船上。MH-1A從1968年工作到1975年,后來由于運行費用過高及軍隊反應(yīng)堆計劃的終止而退役。
1972年,由于地方的反對,美國佛羅里達州難于選到核電廠廠址,因而美國西屋公司設(shè)想了一種放置在大型駁船上,可由拖船拖曳的“離岸”核電廠方案。但由于政府批準(zhǔn)的延遲、投資減少和公眾的反對,這個方案沒有得到實施。
2010年,為了為俄羅斯遠(yuǎn)東或北極地帶一些偏遠(yuǎn)的城市、石油和天然氣田供電,俄羅斯原子能公司提出了放置兩個可提供38.5MW(兆瓦)電的“羅曼諾索夫院士”號浮動核電站方案,并開始了建造工作。
日本福島核事故后,美國麻省理工學(xué)院等數(shù)家研究機構(gòu)提出一種設(shè)想,即將小型模塊化核電站放置在類似海洋石油和天然氣鉆探的平臺上,系泊在離岸幾英里有足夠水深的地方,通過水下電纜向陸地供電。由于系泊在海面上,因此可以避免地震和海嘯的影響。這樣的裝置擁有海洋這個近乎無限的最終熱阱,同時設(shè)計上將安全殼置于水面之下,采用非能動冷卻措施,可實際地消除反應(yīng)堆堆芯熔化的事故。
近年來,隨著我國海洋戰(zhàn)略的實施,海洋資源,如海洋石油天然氣的開發(fā)等活動越來越多。同時為維持我國的主權(quán)和海洋權(quán)益,一些島嶼的開發(fā)也在考慮或?qū)嵤@些活動都需要可靠、經(jīng)濟的能源供給才能得到保證。我國有關(guān)部門對海上浮動核電站的設(shè)想非常重視,一些設(shè)計研究單位也開始了技術(shù)開發(fā)工作。
然而,我國與俄羅斯在浮動核電站的用途上存在著一些差異。俄羅斯主要考慮為陸上供電,其浮動核電站將系泊在岸邊預(yù)先修設(shè)的防護堤內(nèi)。而我國主要考慮中遠(yuǎn)海的供電,浮動核電站可能系泊在較深的海洋中。在浮動平臺的設(shè)計要求上,我國可能會與俄羅斯存在較大差別。
浮動核電站面臨的問題
由于船舶核動力技術(shù)已經(jīng)過多年發(fā)展,對于擁有核動力潛艇或核動力艦船的國家來說,在發(fā)展浮動核電站方面不存在大的技術(shù)障礙,但浮動核電站能否得到實際應(yīng)用和推廣還需解決下述問題:
能否滿足用戶的需求?
浮動核電站必須與其他發(fā)電形式進行競爭, 能夠以更經(jīng)濟的方式為用戶提供電力,才能被用戶所接受。
按照目前的評估,在大多數(shù)情況下,浮動核電站不具備經(jīng)濟可競爭性。除了在輸電困難或者石油天然氣等運輸成本過高的邊遠(yuǎn)地區(qū),大多數(shù)地方尚不能接受浮動核電站的發(fā)電成本。
如何保證核安全?
為了保證核電廠的安全,多年來針對陸上核電廠發(fā)展了一套比較完備的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),包括對核電廠自身故障所采取的安全要求和相應(yīng)措施,核電廠選址和設(shè)計中必須考慮的自然災(zāi)害,如地震、洪水、風(fēng)暴、最大降雨等。
對浮動核電站,如前所述,可能在安全上具有某些優(yōu)勢,但對于設(shè)計上如何考慮風(fēng)浪、海嘯等海洋自然災(zāi)害,目前尚缺乏適用的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)要求。
如何進行監(jiān)管?
為了保證核電廠的安全,目前各國通常都設(shè)置獨立的核安全監(jiān)管機構(gòu)對核電廠的建設(shè)、調(diào)試和運行實施全面的監(jiān)管。
浮動核電站可能系泊在遠(yuǎn)離大陸的專屬經(jīng)濟區(qū)甚至公海上,從建造地到使用地,或者從一個使用地到另一個使用地,或者回到岸邊實施更換核換料,還需要轉(zhuǎn)移浮渡過程,甚至經(jīng)過別國的領(lǐng)海或?qū)俳?jīng)濟區(qū)。因此,誰來監(jiān)管?如何監(jiān)管?適用的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)是什么?是否需要適當(dāng)?shù)膰H公約等問題還有待解決。
如何對付恐怖主義威脅?
設(shè)置在中遠(yuǎn)海的浮動核電站很可能成為恐怖主義威脅的目標(biāo),因而誰來對其實施保衛(wèi)、實施什么樣的保衛(wèi)等問題也需要進行認(rèn)真深入的研究。
核課堂
什么是浮動核電站?
浮動核電站是指利用浮動平臺建造的可移動的核電站。世界首座浮動核電站由俄羅斯建造,名為“羅蒙諾索夫院士號”,主要用于給俄羅斯北部偏遠(yuǎn)地區(qū)供電。
這座海上浮動式核電站由兩座小型反應(yīng)堆組成,發(fā)電量達70兆瓦,可以保證百萬人口城市的供電需求。服役40年后,核反應(yīng)堆將進行置換。
浮動核電站可用在沒有電網(wǎng)、人煙罕至,靠近海的地方,包括在南極和北極地區(qū)的石油開發(fā)中。同時也能在不需要建造大型電網(wǎng)系統(tǒng)的邊遠(yuǎn)地區(qū)提供電力,以及用在能源密集型的海水淡化領(lǐng)域。(湯搏)