我国必须立即停止核能发展的“大跃进”

何祚庥

中国科学院理论物理研究所，北京100190

摘要：这一论文的中心论点是从“核安全、核成本、核资源”三种不同角度，分析论述了我国必须立即停止我国在核能发展上的“大跃进”，指出“必须对核电站的成本和效益进行重新评估、重新分析”，其最大的问题，是不知道这一从“核资源、核燃料循环、核电站、后处理、核嬗变和核废物处置”，以及“发电成本”，这一系列的产业链要花多少钱？此外，如果中国的确要实现“2050年核电达到4亿千瓦以上”的既定目标，那么中国将“至少”面临“高达400万吨天然铀可采储量”的短缺。而按照某些“乐观”的或“一厢情愿”的（Wishful）地质专家们的估计，“最多”也只是“我国铀资源总量可能超过200万吨”，而且这一“铀资源总量”并不等于“可采储量”。还指出我国快堆的研发，只能期望在“2040年前后建成一个配套的接近增殖的快中子堆核能系统，实现快堆核燃料循环的闭合和核燃料的接近增殖”。其实就是不能做到“增殖”。

关键词：核能；核燃料；快堆；核安全;核防卫

最近接连写了三篇文章，《一论、二论、三论我国应大幅度调整发展核能的政策》，其中心论点是从“核安全、核成本、核资源”三种不同角度，分析论述了我国必须立即停止我国在核能发展上的“大跃进”。

a)请各位看一看我国现在制定的核电站“大跃进”的规划：

我国正在运行的核电反应堆有11座，电功率为900万千瓦，目前国内正在建造的有26座核电反应堆，总功率约2800万千瓦。国家能源局和工程院已制定的规划目标是：2020年核电发展到7000万千瓦，或为8000万千瓦，2030年达2亿千瓦，2050年达4亿~5亿千瓦。核电将逐步发展为我国主要能源之一。

全世界正在运行的核电站约400多座，总功率一共就是4亿千瓦。但我国要在未来10~40年内，至少达到4亿千瓦，争取达到5亿千瓦。

这样一个中、长期规划，当然未被国务院正式批准，但现在已在报刊、杂志上大量宣传。

现在热议中或争议中的奋斗目标，是2020年将达到多少，是7000万千瓦，8000万千瓦，还是停留在已开工建设的装机，亦即共约4000万千瓦。

问题是，这一核规划的制定，根本未对核安全问题，做出任何评估或具体分析，在中国工程院撰写的《中国能源中长期（2030、2050）发展战略研究“核能卷”中，甚而连切尔诺贝利爆炸事故的名词都未出现。而世界上自400多座核电站运行以来，世界先后共发生过3次重大核安全事故，概率约为1%。现在这一4亿千瓦到5亿千瓦核电站的建造，其重大事故的发生率是多少？这是一个亟待科学分析、科学论证的问题。但是，由中国工程院编写的“核能卷”中，这一长达38页不对核安全问题进行细致讨论的核能规划，竟然在能源界、环保界，一路绿灯，安然通过；其无视核安全问题的严重性，令人吃惊！

所以，福岛事件给予我们的重大启示之一，必须立即停止推进仅由少数人关门制定的核电站“大跃进”式的规划。

b)福岛事件给予我们的启示之二是：并不是日本或我国核电专家做不出安全型核电站，而是日本人根本没有想到日本会发生这种“千年一遇”的九级地震，又激发了“难得一见”的大海啸。日本人抗震经验相当成熟，但未对9级地震设防，更未对大海啸设防。

所以，福岛事故给我们的教训是：必须大幅度提高核电站的设计和运转的安全标准，也就是需要把那种“千年一遇”的偶然事故，也考虑在内，否则就不能“确保”福岛事故，不再发生。而且这种“确保”，必须“绝对”确保，而不是“相对”确保。

在人类核活动的历史上，又出现了一次绝不允许重复发生的重大事故！中国的核政策必须从福岛事故中充分汲取教训，必须“绝对”确保福岛事故再不能出现于中国大地！

c)重大的争论是中国在内陆地区是否应建造核电站。当前中国已建、在建的核电站，均放置在海边。下面是一张到2010年底为止的“已建、在建”核电站的“简图”：

有报导表明，这一“简图”已从30座上升到40座，也有报导说自福岛事件后，已停止了某些“拟议”中的核电站，情况还在不断变化之中。

但是福岛事故也有值得吸取的重要经验教训。这就是“幸而”福岛核电站放置在海边。这除了便于取得冷却水源外，还因为万一出现核事故，还有可能将放射性废水向大海排放；而万一污染了内陆地区的水源以及地下水，那可是影响人类生存发展的大问题。

最近，由于人们开始重视福岛事件给予人类的教训，某些人开始主张核电站应放置在“1000年内没有4级以上地震、没有海啸的地方。”而“如果那个地方没有地震、没有海啸，像美国、法国的很多电站都没有出现问题”。但我们也还要冷静地看到，这一意见，仅考虑到地质变动所引起自然灾害，没有认识到气象灾害也将严重影响核电站运行是否安全。核电站的特点之一，是大量消耗冷却水，约是通常火力发电的4倍。万一出现极度干旱，水源枯竭，这将产生“特大”核安全事故！例如，今年夏季，素以水量丰富著称的湖南、江西均出现严重干旱，边鄱阳湖、洞庭湖均出现大面积湖底干裂，人畜饮水困难，以致紧急呼吁长江三峡放水。而更重要的，上述意见是仅从如何解决Nuclear Safety的角度，来讨论核电站选址问题的。而如果还要考虑 Nuclear Security，就仍然要考虑到中国有许多“核心”地区，不能建造核电站。我曾经看到一个材料，说湖南省在历史上从未发生过地震，也看到核总公司和湖南省委有一个要在湖南省大力推进核电建设的协议。看来这将是核电站“待选”的优良地址之一。但如果考虑到中国的“核防卫”，不仅要应对未来可能的国际战争，还要应对国际恐怖分子、民族分裂分子、宗教极端分子、…….的袭击和破坏；那么其最佳选择，还是以放置在海边、海中小岛为好！“湖广熟、天下足”！这是中华民族的“核心利益”所在，切不可掉以轻心！

d)福岛事件给予中国的另一重大教训是：必须重新审定核安全标准，制定新的、符合中国国情、适应中国需要的核安全标准。请注意安全一词有两种含义，在英语里，Nuclear Safety知National Security 一词是有严格区别的。我的粗浅理解是：Nuclear Safety只包括天灾，而National Security就连“人祸”也包括在内了。但是，我们追求的核安全，就不仅仅是Safety，而且要上升到Security。 前一时期，联合国潘基文秘书长在2011年4月19日，在乌克兰召开的“安全和创新利用核能国际峰会”上，提出五点行动方案，呼吁国际社会全面加强核安全，避免核事故灾难的发生。潘基文强调，安全工作必须被置于至高无上的地位；因为核事故的影响是跨越国界的，所以应对行动必须在全球范围内得到论证。” 为此，潘基文秘书长呼吁“在核安全与核保安之间建立更强有力的联系”。我的理解是，潘基文秘书长其实是在敦促联合国以及世界各国不仅要关注Nuclear Safety，还要关注Nuclear Security。Nuclear Safety一词，在潘基文那里和中国核能界许多专家认识就不相同。潘基文讲的是“核”安全，而我国仅限于“核电站”安全。其实，在核活动中，从原料的开采、制造、发电、处理、嬗变和储存中，都大量存在着安全问题。至于其实，Nuclear Security一一词，更包含多方面内涵，既包括如何抗御敌方飞行物的袭击，也包括防卫恐怖分子的破坏，还包含核材料的走私，核技术的无控制的转移等，涉及捍卫国家安全和保证国际社会共同安全等重大问题。现在中国网站均将Nuclear Security一词译作“核保安”，似不能完全体现这一词条丰富内涵，也许以译作“核防卫”较佳！   

需要向社会公众报告的是：恐怖分子袭击核电站，在技术上是很容易实现的。除可以使用飞行的小型爆炸物直接命中核电站的主体部分外，甚而核电站的断电、断水事故，都可以造成不可逆转的损失。所以，我强烈支持国际社会应该携手合作，共同防范这一人祸的发生。不幸，这只是少数核专家、少数政治家认同的意见。请允许我大胆猜测一下，很可能，人类必须在真正出现恐怖分子对核电站袭击，再度发生7级以上的重大核事故后，才能接受教训，真正达成包括中国在内的国际共识。

e)在中国应如何发展核电站的问题上，还有一个尚未引起广泛关注的问题，“必须对核电站的成本和效益进行重新评估、重新分析”。

如所周知，我国所设计的核电站，其核安全所设标准其实是很低的；而且设计者对所设计的抗震标准，往往讳莫如深，不予公布。原因在于，国家发改委要求核电站的发电成本不能超过石油发电成本的20%，太贵了，发改委就不予支持。据我所知，早年的设计，其设防标准，约是6.5级；新设计的所谓“第三代”Ap1000型核电站，也只订为7级。所以中国现在运行和在建的核电站，不仅无法抗御福岛事故的9级地震，连唐山大地震、汶川大地震也无法抗御！但是，我们核“专家”却不断吹嘘所设计核电站如何“安全”。

可能由于大幅度提高安全成本的后果，是中核集团或广核集团，要大幅度减少利润，甚而还要大幅度亏损。但是，这一大幅度提高安全标准的后果是：有可能真正将核电站持续运转的寿命，从现有设计的30年，确保延长到60年，也有可能仍然取得一定的利润。

f)更为重要的，是必须将铀棒燃烧后，其剩余有极强放射性的核废料，如何妥善地“处理、嬗变和储存，——以保证其在长达几十万年内的储存期间，不致严重破坏人类居住环境的问题，——也列入成本。其实，世界各国，包括我国，均未能妥善解决这一重大遗留问题。一旦这一重大问题真正提到议事日程，核能的成本就将大幅度增加，其效益也就大幅度减弱；而一旦出现严重破坏环境事故，还可能产生后果极为严重的“负效益”。福岛事故本身，已说明凡影响子孙后代的灾难性的环境破坏的核事故，将产生“负效益”。

实际上，这一重大遗留问题将留给子孙后代去解决，由子孙后代为他们的先辈们取得的重大经济效益付出代价！这明显地背离了可持续发展的准则！

g)最大的问题，是不知道这一从“核资源、核燃料循环、核电站、后处理、核嬗变和核废物处置”，以及“发电成本”，这一系列的产业键要花多少钱？

仅从我看到的技术资料来看，据核能专家顾忠茂介绍，“现在国际社会上能达成共识的乏燃料后处理价格大约是100万美元/吨。1个百万千瓦的反应堆以每年产生25吨乏燃料计算，后处理费约2500万美元。”刘学刚表示，“建设一个后处理厂费用极高，相当于几个核电站的费用。”也许可以给出一个参考数字：“法国人开出了一个天价——200亿欧元。而这仅仅是一个年处理能力800吨的厂”。

由上述数据，容易算出，一个功率为100万千瓦核电站，所分摊到的后处理费用是“2500万美元×60+ =97.5亿人民币”。

而如果引进法国人开出的“天价”，可算出一个功率为100万千瓦核电站，所分摊到的后处理厂的建造费用是6亿欧元。如果这一后处理厂的使用寿命是60年，（注：只能如此假定，未知确否）；那么每座100万千瓦核电在它生存的60年期间，其折合成人民币的投入是“6亿欧元=55亿人民币”。而如果使用寿命仅是30年，其相应投入费用，就上升一倍！问题是这座后处理厂要应对的是超常强放射性的轰击。所有的控制元件、传感器能持续运转的寿命是多少，均属未知数，而且人员不能靠近在线拆换已损坏的器件！而如果仅能使用20年，其相应投入就立即上升到165亿人民币！

请注意，这里并未计入为建设一个后处理厂所必须付出的土地、基建、工资、环保、增殖税等费用，所回收的仅是12公斤钚和1425吨的铀。现在国际上天然铀价格约是50美元/磅，由于有“核不扩散”，钚“被”抬到5500美元/克。简单测算一下，其产生的产值约是2.0亿美元。这只占引进的“后处理”工厂等全部支出中，很小的一部分。

至于“核嬗变”、“地质处置库”等保证核安全措施，尚缺乏成熟技术，也不知要花费多少钱！

h) 需要向社会公众报告的，在如何处置“处理后”剩余的核废料存放问题上，现在还出现一些新思维。2011年5月26日，粒子物理学家张肇西教授来我办公室讨论核政策问题。他建议可存放到绕太阳而旋转的轨道上。我说，不如用火箭技术，将剩余核废料加速成为“大于第一宇宙速度，又小于第二宇宙速度”的飞行物。只需大体上对准太阳发射，就一定能降落到太阳表面，形成壮丽景观！由于这一发射只需控制火箭的发射功率，不需导航精度，也许能大幅度降低发射成本，取得经济效益和社会效益。其突出的优点是，只要不出现发射事故，将能保证这一“存放”绝对不会污染地球！

6月4日，欧阳自远院士，告诉我一个发射价格。“按我国现有发射技术水平，如不计算发射架的建设、……等投资，每发射一吨重的飞行物飞到天空，其火箭发射成本约是1.0亿人民币”。

航空、航天系统工程专家，顾逸东院士，也给了我一个大致相同的发射价格。但顾逸东院士又说，“重大的问题是发射成功率。现在国际和国内发射成功率一般均在95%~96%左右，但这是指进入指定的轨道。向太阳发射，没有入轨问题，其成功率可能较高，究竟是多少有待研究和改进。”但是，一个运转60年的100万千瓦核电站所支出的“嬗变+储存”的费用，就有可能缩减为约60亿元的人民币，而且这是永久不会污染地球的“嬗变+储存”。

现在全世界有待处理的核废料约有25万吨。加上后处理后，可缩减到约1万多吨。如果将剩余的1万多吨核废料发射到太空，人类社会所支付的代价，大体上是1.5~2.0万亿人民币。我认为这一发射“储存”的方案，也许能取代拟议中的“地质储存库”，请国际社会共同研究。

i)中国高速发展核电站还有一个致命的困难，中国将面临天然铀资源的严重短缺，尤其是可采储量的严重短缺。

如果中国的确要实现“2050年核电达到4亿千瓦以上”的既定目标，那么中国将“至少”面临“高达400万吨天然铀可采储量”的短缺。而按照某些“乐观”的或“一厢情愿”的（Wishful）地质专家们的估计，“最多”也只是“我国铀资源总量可能超过200万吨”，而且这一“铀资源总量”并不等于“可采储量”。如按照何某人利用物理学者常用的“数量级分析方法”，做出的估计：中国近期可期望获得的天然铀资源的“上限”为550×6.5%=35.75万吨，远期可期望获得天然铀资源的“上限”为1600×6.5%=104万吨！原因是：由国际机构对已有资料的统计，“世界保有可采天然铀储量为550万吨”，“加上预测和推断铀资源约为1600万吨”。中国国土面积约占世界陆地面积的6.5%。而中国又仅为“比较丰富”，亦即不能认为是资源丰富的国家，也很难认为这一“比较丰富”的国家将能超过世界蕴藏量的“平均值”。

现在世界名列前10名的主要国家，可采天然铀储量是：

这一附图1.2勾画的是两种不同快堆技术，氧化物燃料快堆和金属燃料快堆。后者的发电容量可以快速增长，而前者只能以“甚低”速度慢慢增长！很不幸！整个国际社会发展的均是氧化物燃料快堆技术，而金属燃料快堆技术只在理论概念上成立，只进行过少量实验，并没有真正可行的研发工作。我国快堆的研发，当然只能首先学习氧化物燃料快堆技术，只能期望在“2040年前后建成一个配套的接近增殖的快中子堆核能系统，实现快堆核燃料循环的闭合和核燃料的接近增殖”。（见综合卷，第107页）

这里需要解读一下，何谓“接近增殖”？

理论上的快中子堆是增殖堆，可以实现核燃料不断增殖。但如果其增殖系数过低，仅略大于1，仅约为1.1~1.2，那么加上核燃料的后处理，实现闭式循环时，将不可避免地，还要损失10%~20%。最后就只能“接近增殖”。其实就是不能做到“增殖”。

为什么在“综合卷”第93页上勾画的未来发展路线图中，要求到“2050年努力达到4亿千瓦以上”，而快堆却仅有3000万千瓦，亦即仅占全部核能的8.5%。原因在于不可能期望现有“氧化物燃料快堆+湿式核燃料后处理”技术，实现核燃料的大量增殖。

k)为了节约利用我国现在可能真正掌握的有限的天然铀资源，我们更赞成把“好钢用在刀刃上”，也就是中国的核电工作者，应大力转向面对海洋经济，用核动力解决未来海洋经济发展所不可避免地“面临石油短缺”。

在2011年5月29日的《光明日报》所刊登的有关“海洋经济”的一篇文章说：“海洋占地球表面积71%”，“有取之不尽、用之不竭的潮汐能、海浪能、海流能、温差能、盐度差能等再生能源”。“海洋是人类生活、生产的重要空间，世界上60%的人口居住在距离海岸线100公里的地区”。“21世纪是海洋世纪。海洋世纪展示了海洋在未来国际竞争中的重要战略地位，迫切要求中国在新世纪中必须加速布局海洋、竞争海洋、兴盛海洋”。“大力发展海洋经济，是新世纪拓展国家和区域经济发展空间的迫切需要。进入新世纪后，随着全球贸易的持续增长和陆地资源加速开发导致资源储量日益减少，西方发达国家和涉海国家都聚焦于海洋，以争夺海洋资源、控制海洋通道、扩占海洋空间和海洋科技‘制高点’为核心的海洋竞争日趋激烈”。“我国有18000多公里海岸线，6300多个岛屿，300多万平方公里的管辖海域，发展海洋经济潜力巨大。2010年，我国海洋生产总值38439亿元，比上年增长28.8%，占全国生产总值的9.7%，成为国民经济新的增长点”。“同时，我国还拥有和平利用公海和参加国际合作开发海洋资源的权力，开发和利用海洋的空间广阔，由此决定中国要拓展发展新空间，就必须向海洋进军，大力发展海洋经济”。

而大力发展海洋经济的关键技术或“制高点”之一，是必须用核动力装备我们远洋海轮，装备能漂浮在海上的移动电源，装备能保护我国海洋经济安全的核航母、核潜艇……等各种快速舰艇，以应对未来可能发生的石油短缺。

为什么我们坚决呼吁必须设定我国核电发展“天花板”？原因在于我国必须保持能应对、能长期支撑海上经济活动、军事活动的强大的能源储备。

谢谢！