人文科普:為什么日本對核電站情有獨鐘?
發(fā)布時間:2021-04-16
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當地時間4月13日早晨,日本政府決定將福島第一核電站內儲存的核廢水排放入海。一時間,世界輿論嘩然。美國表示“感謝”,國際原子能機構表示“歡迎”,中國表示嚴重關切、韓國表示譴責。

要是和內閣一起親口嘗嘗

說服力可比報告大多了

(圖:Wiki)▼

按照多家研究機構給出的擴散模擬圖,輻射物質將蔓延至整個太平洋。嚴重受影響的地區(qū),除了日本沿海外,還包括美洲大陸西海岸。與日本鄰近的中韓等國,也會受到一定波及。需要注意的是,這是以福島附近水域為集中排放地,獲得的模擬結果。如果選擇其他方案排放,結果就不一樣了。

日本的核廢水排放,已然把亞太地區(qū)搞得亂成了一鍋粥。而值得警惕的是,日本目前依然在不斷新建更多的核電站。

核電大國

日本作為世界上唯一遭受過核攻擊的國家,對于“核”有著切膚之痛,故而向來對核問題異常關切。

1967年,時任日本首相佐藤榮作首次提出“日本無核三原則”,即日本不會擁有、制造、運進核武器。多年以后,他還因帶領日本加入《不擴散核武器條約》,獲得諾貝爾和平獎。

最初日本是想擁有核武的,不過美國不同意而已

后來簽訂條約等,也就是順水推舟而成

反正不同意也不行

(圖:Wiki)▼

為了認真落實貫徹“無核三原則”,日本在上世紀70年代,自行放棄了宗谷、津輕等海峽的12海里領?;€,改為3海里,留出一大片公海,以方便搭載核武器的外國軍艦自由通過。

在原子能軍用領域戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢的日本,對待原子能民用領域,卻是另一番態(tài)度。1954年,日本發(fā)展民用原子能的設想出臺,并下?lián)茴A算2.35億日元。該數字的前三位正好與核燃料鈾235的原子量重合,這個寓意可見日本發(fā)展核能的決心。

1963年10月26日,日本首次在茨城縣東海村建成試驗核電站。到2011年3月11日,將近50年的時間,日本運行的商用核電機組共 54 座。相比之下,中國在2021年正在運行的核電機組剛達到50座,核發(fā)電能力基本追平2011年的日本。

1966年,建于茨城縣的日本第一個商用核電站投入運營

開啟了日本核電時代的篇章(關閉中)

(圖:Wiki)▼

另一項數據則更驚人,日本長期位居世界第一大鈾進口國,其年進口鈾的數量,比主要產鈾國哈薩克斯坦全年的產量還要多。如此大的需求量,從側面證明日本是當之無愧的世界核電大國。

日本核電站分布也有一定規(guī)律,由于日本無法做到核燃料大規(guī)模自給自足,只能依賴于進口,外加便于獲得充足的冷卻水,所以核電站全部分布在沿海地帶。

嘗到了核能發(fā)電甜頭的日本,開始大手筆建造核電站

1998年中,在建和計劃中的核電站機組高達50多個

(僅供參考 圖:日本原子能機構)▼

至于各個地區(qū)核電站的分布數量,也與當地人口規(guī)模及經濟發(fā)展程度呈正相關性。例如北海道就只有一座核電站,而本州、四國、九州三島的核電站總體均勻分布,京都府地區(qū)較密,東京都附近反而不多。

北海道的獨苗苗:泊核能發(fā)電廠

三部機組供應了北海道40%以上的用電需求

(圖:Wiki)▼

依賴核電

日本之所以要發(fā)展核電,有著自身國情的特殊性。日本列島資源自給率低,傳統(tǒng)能源80%以上依賴進口,其中的大宗——原油,要從中東進口。而二戰(zhàn)后的日本一向以重視環(huán)保的形象示人,核電并不排放二氧化碳等溫室氣體,對環(huán)境有利。于是,發(fā)展核能就成了日本的“基本國策”。

傳統(tǒng)能源無自主權,可再生能源的占比還很低

核能就成了日本的"救命稻草”

(圖:shutterstock)▼

在這一政策的推進下,截至2011年東日本地震之前,日本核電約占全國發(fā)電量的30%。然而,日本核電產業(yè)因福島核事故受到重創(chuàng),該國核電站曾一度全部停運。在工業(yè)社會,電力不可或缺,之前利用核能發(fā)電的缺口,也只能先由化石能源補上。

東日本地震引起了一系列災害,福島核災是其中之一

倒塌的建筑道路可以重建

核事故的影響直到現(xiàn)在仍讓全人類恐懼

(圖:Wiki)▼

事故發(fā)生后,東京電力、東北電力已開始用煤炭、石油、天然氣等化石燃料發(fā)電。如此一來,由于火電運行成本較高,導致日本經濟受到嚴重拖累。這一情況實打實地顯示在日本所有電力公司連續(xù)三年的財務報表上,很多公司都承受著巨額虧損。

也是從這時候開始,日本全社會進入了節(jié)電生活

電燈電話電梯電腦..連地鐵列車里都有節(jié)電時段

接受了核電站帶來的能源富裕,也不得不承受其弊端

(圖:Wiki)▼

到了2013年,日本第四季度GDP增速僅為0.7%,跌至安倍晉三上臺以來最低水平。2014年1月,日本財政赤字達1.58萬億日元,連續(xù)3次創(chuàng)歷史新高。

其實,財政方面對日本的影響并不算大事,最令日本頭疼的是如果徹底放棄核電,就意味著多年的環(huán)保工作一夜回到解放前,同時也意味著國家能源安全露出巨大軟肋。換一種說法,就是跳上了核能戰(zhàn)車的日本已經跳不下來了。

再也不想重現(xiàn)霧都東京了

觸目驚心的污染史誰想再經歷一次▼

面對危機,為了幫助日本經濟復蘇,解決能源匱乏問題,安倍政府只能對2012年5月野田內閣制定的“2030年零核電”計劃進行“根本性”修改。

安倍政府明確提出日本的能源供應架構中應包括核電,其后推出的《能源基本計劃》賦予核電“國家重要基礎電力來源”的地位,并著力從政策和融資等方面,配合東京電力公司擺脫福核事故的困局?;诖?,日本陸續(xù)重啟核電項目。

福島事故發(fā)生幾年后,在政府的推動下

逐漸有核電站試圖重啟

高濱核電站在16和17年分別重啟了3,4和1,2機組

(圖:Wiki)▼

或許是已經發(fā)現(xiàn)了核電本身的困局,安倍于2014年在日本參院委員會上又提出了“不能依賴核電,不能沒有核電”的能源新政。但實質問題得不到解決的話,“不能依賴核電”也只是一句口號。

參觀福島第一核電站成了日本首相的傳統(tǒng)活動?

(圖:首相府?。┄?/p>

對安倍政府而言,“擁核”主張可以說是當時他們手中一張可以操控國家全局的王牌。通過重啟核電降低電價,促進貿易、改善產業(yè)環(huán)境和財政收支,進而緩解國內產業(yè)空洞化、提升產業(yè)競爭力,進一步增加企業(yè)盈利、政府稅收、擴大投資和就業(yè),最終改善日本財政狀況,使“安倍經濟學”得以實現(xiàn)。

自東日本大地震以來,電費一直在上漲

14-16財年有所下降,主要是因為原油價格下跌

這種民生問題很影響選票的

(圖:經產?。┄?/p>

此后,日本政府的官方文件亦支持發(fā)展核電。日本原子能委員會于 2017 年 7 月通過的“日本核能利用基本觀點”中指出:核能在解決全球變暖問題的同時,為國民生活和經濟活動供給穩(wěn)定低廉的能源,可以提高國民生活質量并強化國家競爭力。另外,在確保安全的前提下,以現(xiàn)有技術利用核能,是十分有利的選擇。

2015年開始,核電在能源結構中的占比不斷加大

經濟是一方面,巴黎協(xié)定的簽訂也推動了核電重啟

(圖:經產?。┄?/p>

日本內閣會議于 2018 年 7 月通過的“日本能源基本計劃”中指出,核電是確保能源長期、穩(wěn)定供給的基礎供電設施,核電要在 2030 財年供電構成中維持 20%~22% 的占比。

到2021年,日本目前正在運營的核電站有33座,正在建設中的有2座,規(guī)劃中的有3座。

至今年上月11日,剛好是福島核事故的20周年

這20年間,日本逐漸重啟了一些核電站投入運營

自然也招致了不少的抗議,畢竟安全工作做的確實不怎么樣

(僅供參考 圖:nippon)▼

不可避免的悲劇

日本作為一個典型的能源緊缺型國家,基于現(xiàn)實條件,使用核電確實是“不得已”的選擇。

但是,日本本身的地理條件其實并不適合發(fā)展核電,因為其位于全球最集中的地震、火山帶上,巨型災難隨時可能降臨。

不同地區(qū)核電可能遇到巨大災害的幾率相差會很大▼

例如,一度作為日本國家名片的,世界上發(fā)電能力最大的核電站——柏崎刈羽核電站,就曾在本世紀初發(fā)生過巨大災難。

配備了7個機組裝置的柏崎刈羽核電站1997年投入運營

產生的電力通過兩個傳輸線路送往首都圈

(圖:IAEA Imagebank )▼

2007年7月16日,日本發(fā)生6.6級新瀉縣中越沖地震,這次地震導致震中附近的柏崎刈羽核電站發(fā)生核泄漏事故,曾一度關閉數月。

僥幸的是,本次地震烈度并不算太強,外加核電站設計質量過關,當時處在運行狀態(tài)中的4個核電機組的安全停堆機制發(fā)揮了作用。雖然震中距離核電站較近,依舊實現(xiàn)安全停堆,最終也沒有形成災難性的核事故,后續(xù)還能重新發(fā)電。

還是造成了發(fā)動機起火,少量核輻射水泄露的后果

再結實也遭不住動不動就震一次啊

(左2004年,右2007年新瀉縣地震后)

(圖:新瀉縣地方氣象臺)

然而依靠僥幸逃避問題終歸不是長久之計,總有濕鞋的一天。

2011年東日本大地震發(fā)生,福島核電站發(fā)生核泄漏事故。究其原因,是采用了一種不符合地震頻繁地區(qū)的反應堆結構。

福島核電站使用的是老式的單層循環(huán)沸水堆,冷卻水直接引入海水,只有一條冷卻回路。沸水產生的蒸汽用來直接推動渦輪,一旦發(fā)生故障,蒸汽里就會帶有放射性物質,如若發(fā)生地震,將會整體崩壞。

在日本這種地震頻繁的國家

使用這樣的結構風險較大

建造時迫于技術瓶頸沒辦法

后期的維護更應該上心

(僅供參考 圖:USNRC)▼

結構設計對于地震而言,已然“不堪一擊”,人禍又加重了本次事故的災難。

當時,福島核電站1號機組40年的使用壽命剛到,但日本又將其延壽20年,實際正式退役需要到2031年。

作為一座超期服役的核電站,據當年2月東電提供的報告顯示,福島第一核電站1號機組已經出現(xiàn)了一系列老化的跡象,包括原子爐壓力容器的中子脆化,壓力抑制室出現(xiàn)腐蝕,熱交換區(qū)氣體廢棄物處理系統(tǒng)出現(xiàn)腐蝕。

福島第一核電站1至3號機組事故原因示意圖

(圖:東京電力)▼

或許是更換零部件難度較大,抑或其他原因,東電明知道背后的一系列問題,卻為其制定了長期保守式運行的方案。于是,重大災難的發(fā)生也就不可避免了。

對于福島核電站來說,一次地震并不是結束,而只是開始。連續(xù)不斷的余震持續(xù)沖擊這座脆弱的核電站。今年2月13日,福島近海發(fā)生的7.3級地震又對核電站造成了一定打擊,導致福島兩座核電站均發(fā)生輕微泄漏事故。

從1990年代中期開始,日本頻頻發(fā)生核事故及隱瞞事件

民眾對政府也難以信任,反核的聲音再也沒停止過

(圖:Wiki)▼

由此看來,本就不宜發(fā)展核電的日本,迫于電力需求、環(huán)境、經濟、政治等多方壓力,不得不重啟核電。但由于天生缺陷,日本的核電或將陷入“出事-暫停-重啟”的惡性循環(huán)中,除非日本能玩轉另一種清潔、可控的可再生能源。

相比于福禍相依的核電

風力和光伏算是安全且更值得日本投入的

(日本瀨戶山風力發(fā)電場 圖:Wiki)▼

參考文獻:

1. 日本近期核能發(fā)展研究分析 劉乙竹 (中國原子能科學研究院,北京 102413)

2. 日本為什么不能沒有核電? 孫學智 中國環(huán)境報

3. http://www.nea.gov.cn/2011-09/02/c_131093130.htm

4. 汪兆富.日本核電站的發(fā)展歷程[J].國防科技工業(yè),2011:19-20.

5. https://pris.iaea.org/PRIS/CountryStatistics/CountryStatisticsLandingPage.aspx

6. https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%97%A5%E6%9C%AC%E3%81%AE%E5%8E%9F%E5%AD%90%E5%8A%9B%E7%99%BA%E9%9B%BB%E6%89%80

*本文內容為作者提供,不代表地球知識局立場

封面:wikipedia


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