浮動(dòng)核電站并不是一個(gè)新的概念。上世紀(jì)50年代,船舶核動(dòng)力以及一些實(shí)驗(yàn)性反應(yīng)堆發(fā)電的成功似乎預(yù)示了核能的無(wú)限前景,人類(lèi)進(jìn)入了一段“原子瘋狂時(shí)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(jī)、火箭和汽車(chē),供家庭住宅使用的小型核能裝置,甚至為個(gè)人保暖和制冷的便攜式微型核能裝置等都曾被設(shè)想過(guò),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(tái)上,如火車(chē)、汽車(chē),包括船舶。
這些設(shè)想由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和政治等原因,大部分在做了一些初步的探索后被放棄,進(jìn)入實(shí)質(zhì)階段的有上世紀(jì)50年代初美國(guó)開(kāi)發(fā)的SL2小型核電裝置,其目的是為在類(lèi)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(jì)有問(wèn)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(guó)馬丁·馬麗艾塔公司為美國(guó)軍方設(shè)計(jì)了MH-1A核電裝置,為缺電的巴拿馬運(yùn)河區(qū)供電,放置在第二次世界大戰(zhàn)期間建造的“自由號(hào)”輪船上。MH-1A從1968年工作到1975年,后來(lái)由于運(yùn)行費(fèi)用過(guò)高及軍隊(duì)反應(yīng)堆計(jì)劃的終止而退役。
1972年,由于地方的反對(duì),美國(guó)佛羅里達(dá)州難于選到核電廠廠址,因而美國(guó)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(duì),這個(gè)方案沒(méi)有得到實(shí)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(gè)可提供38.5MW(兆瓦)電的“羅曼諾索夫院士”號(hào)浮動(dòng)核電站方案,并開(kāi)始了建造工作。
日本福島核事故后,美國(guó)麻省理工學(xué)院等數(shù)家研究機(jī)構(gòu)提出一種設(shè)想,即將小型模塊化核電站放置在類(lèi)似海洋石油和天然氣鉆探的平臺(tái)上,系泊在離岸幾英里有足夠水深的地方,通過(guò)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(gè)近乎無(wú)限的最終熱阱,同時(shí)設(shè)計(jì)上將安全殼置于水面之下,采用非能動(dòng)冷卻措施,可實(shí)際地消除反應(yīng)堆堆芯熔化的事故。
近年來(lái),隨著我國(guó)海洋戰(zhàn)略的實(shí)施,海洋資源,如海洋石油天然氣的開(kāi)發(fā)等活動(dòng)越來(lái)越多。同時(shí)為維持我國(guó)的主權(quán)和海洋權(quán)益,一些島嶼的開(kāi)發(fā)也在考慮或?qū)嵤?,這些活動(dòng)都需要可靠、經(jīng)濟(jì)的能源供給才能得到保證。我國(guó)有關(guān)部門(mén)對(duì)海上浮動(dòng)核電站的設(shè)想非常重視,一些設(shè)計(jì)研究單位也開(kāi)始了技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。
然而,我國(guó)與俄羅斯在浮動(dòng)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(dòng)核電站將系泊在岸邊預(yù)先修設(shè)的防護(hù)堤內(nèi)。而我國(guó)主要考慮中遠(yuǎn)海的供電,浮動(dòng)核電站可能系泊在較深的海洋中。在浮動(dòng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)要求上,我國(guó)可能會(huì)與俄羅斯存在較大差別。
浮動(dòng)核電站面臨的問(wèn)題
由于船舶核動(dòng)力技術(shù)已經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,對(duì)于擁有核動(dòng)力潛艇或核動(dòng)力艦船的國(guó)家來(lái)說(shuō),在發(fā)展浮動(dòng)核電站方面不存在大的技術(shù)障礙,但浮動(dòng)核電站能否得到實(shí)際應(yīng)用和推廣還需解決下述問(wèn)題:
能否滿足用戶的需求?
浮動(dòng)核電站必須與其他發(fā)電形式進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng), 能夠以更經(jīng)濟(jì)的方式為用戶提供電力,才能被用戶所接受。
按照目前的評(píng)估,在大多數(shù)情況下,浮動(dòng)核電站不具備經(jīng)濟(jì)可競(jìng)爭(zhēng)性。除了在輸電困難或者石油天然氣等運(yùn)輸成本過(guò)高的邊遠(yuǎn)地區(qū),大多數(shù)地方尚不能接受浮動(dòng)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(lái)針對(duì)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(duì)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(jì)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(duì)浮動(dòng)核電站,如前所述,可能在安全上具有某些優(yōu)勢(shì),但對(duì)于設(shè)計(jì)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(jìn)行監(jiān)管?
為了保證核電廠的安全,目前各國(guó)通常都設(shè)置獨(dú)立的核安全監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)核電廠的建設(shè)、調(diào)試和運(yùn)行實(shí)施全面的監(jiān)管。
浮動(dòng)核電站可能系泊在遠(yuǎn)離大陸的專(zhuān)屬經(jīng)濟(jì)區(qū)甚至公海上,從建造地到使用地,或者從一個(gè)使用地到另一個(gè)使用地,或者回到岸邊實(shí)施更換核換料,還需要轉(zhuǎn)移浮渡過(guò)程,甚至經(jīng)過(guò)別國(guó)的領(lǐng)?;?qū)俳?jīng)濟(jì)區(qū)。因此,誰(shuí)來(lái)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?guó)際公約等問(wèn)題還有待解決。
如何對(duì)付恐怖主義威脅?
設(shè)置在中遠(yuǎn)海的浮動(dòng)核電站很可能成為恐怖主義威脅的目標(biāo),因而誰(shuí)來(lái)對(duì)其實(shí)施保衛(wèi)、實(shí)施什么樣的保衛(wèi)等問(wèn)題也需要進(jìn)行認(rèn)真深入的研究。
核課堂
什么是浮動(dòng)核電站?
浮動(dòng)核電站是指利用浮動(dòng)平臺(tái)建造的可移動(dòng)的核電站。世界首座浮動(dòng)核電站由俄羅斯建造,名為“羅蒙諾索夫院士號(hào)”,主要用于給俄羅斯北部偏遠(yuǎn)地區(qū)供電。
這座海上浮動(dòng)式核電站由兩座小型反應(yīng)堆組成,發(fā)電量達(dá)70兆瓦,可以保證百萬(wàn)人口城市的供電需求。服役40年后,核反應(yīng)堆將進(jìn)行置換。
浮動(dòng)核電站可用在沒(méi)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(kāi)發(fā)中。同時(shí)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)