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俄羅斯擬造海上核電站 幫開發北極油氣

2013-10-28 09:04:27 新浪環球地理

據美國國家地理網站報道,上世紀70年代,由于公眾的擔憂情緒不斷上升,美國的核電供應商們發現他們很難找到用于建設新的核電站的地點,因為沒人愿意讓一座核電站出現在自家后院里。于是他們想到了一種有點瘋狂的點子:何不把核電站完整地搬到一艘駁船上讓它飄在遠離海岸的海面上呢?這樣一來就皆大歡喜,不會惹到任何人,除非你把魚也算上。

不過,根據美國核能規制委員會的一份最新公開的文件顯示,在美國這項方案從未得到過真正實施。究其原因可能與經濟性方面的考慮有關,因為測算顯示在海上建設核電站的花費絕不會比在陸地上便宜,并且沿海社區對此項提議的反對之聲也非常強烈。根據美國政府問責辦公室(GAO)發布的一份報告,美國政府內部非常擔心在海上建設這類設施是否將會有可能在發生核事故時對海洋生態環境造成損害。

但到了今天,在地球的另一端,另一個國家正計劃將這一想法付諸實踐。俄羅斯國營的能源企業“俄羅斯國家原子能公司”(Rosatom)正在推進一個建設計劃,打造一艘名為“羅蒙諾索夫”的裝載船舶,其將搭載兩座小型核反應堆,可以產生70兆瓦的電力,足以滿足一座20萬人口城市的用電,供熱以及海水淡化方面的電力需求。根據俄羅斯媒體的有關報道,這家公司打算在2016年年底前完成相關建造工作,并將其作為一種初步的嘗試,為未來設計制造一種小型,可移動,基于船舶運行的新型核反應堆并打開國際出口市場打下基礎。

但有一點其實是很清楚的,那就是發展這樣一種模塊化,可移動的核電站技術,實際上其背后最大的推動力還是在于俄羅斯自身,這個國家需要在遙遠荒蕪的北極地區開采石油和天然氣。

隨著全球變暖,北冰洋的海冰正不斷消融,這讓通往北極的航行變得相對更加容易。而根據美國地質調查局的估算,這里擁有全球超過30%未被發現的天然氣。這些資源儲量中大約有60%位于俄羅斯控制的海域,全球10個最大型的天然氣田中有4個位于這里。

但石油天然氣工業領域的一項最尷尬的事實就是,為了開采這些能源,你首先必須消耗能源。由于在俄羅斯偏遠的遠東地區建設并維持資源開采基礎設施挑戰巨大,以至于不斷迫使人們認真考慮建設海上核電站的可能性,盡管這樣做將面臨這樣或那樣的資金或工期延遲等方面的問題。

核動力的海軍

如果俄羅斯的這項計劃得以順利推進,這也并不是人們第一次將核電站建造在海上。自從1955年世界上第一艘核動力潛艇,美國海軍的“鸚鵡螺”號下水以來,美國和俄國已經有數百艘核動力軍艦航行在世界各地的大洋上。盡管其中很多已經在冷戰結束之后相繼退役,但在今天,美國海軍中的所有航空母艦和潛艇都是核動力的。2011年,美國國會預算辦公室(CBO)對建造核動力水面船只是否經濟進行了評估,結果發現由于采用核動力而節省下來的燃油開支尚不足以抵消建造復雜的核動力船只所需要的高昂建造成本。

不過,很少有人知道的是,美國陸軍的確曾經建造過一艘浮動的,搭載核電站的駁船,名為“斯特吉斯”(Sturgis)。時間是在1968年至1976年之間,地點是在巴拿馬運河。當時由于越南戰爭的進行,以及蘇伊士運河的關閉,巴拿馬運河承擔更重的軍事通行任務,大量軍艦從這里經過,光靠運河區的水力發電已經難以滿足需求。

直到1976年,當時美國駐扎巴拿馬運河區的軍事長官才要求讓“斯特吉斯”號離開當地,原因是擔心在當時美國和巴拿馬之間正在進行之中的,旨在交還巴拿馬運河區主權的談判期間發生暴力事件。盡管后來美國軍方投資超過100萬美金為其安裝了應急備用冷卻系統,但陸軍最終仍然決定讓其退役。

現在,俄國人準備建造的“羅蒙諾索夫”號浮動核電站的裝機容量將是當初美國“斯特吉斯”號的10倍左右。它將會安裝兩座“KLT-40”反應堆,這是與俄羅斯“北極”(Arktika)級核動力破冰船所用的反應堆相同的類型。俄羅斯擁有它引以為傲的多達37艘破冰船,其中4艘采用核動力,到2017年之前還將計劃建造3艘新的破冰船。“羅蒙諾索夫”號的排水量為2.15萬噸,這與當年美國公司設想的超級龐然大物相比,其規模是要小得多了。而根據俄羅斯國家原子能公司子公司OKBM的網站介紹,這艘船將會使用拖船進行移動,而不是借助自身動力航行。

與俄羅斯的破冰船所使用核動力有所不同的是,羅蒙諾索夫號將不會使用高濃縮的鈾,相反,它計劃使用低濃縮的鈾燃料。這樣做的目的是為了遵循國際原子能機構(IAEA)的規則,此項規則旨在防止相關高濃縮核燃料失竊,并被非法用于核武器制造。這家公司為了使設計符合IAEA的規范要求還做了很多其他方面的改進工作。該公司表示,羅蒙諾索夫號的設計將確保其可以經受各種災難性事件,包括10級地震,以及強度足以將這艘核電站駁船直接拋上岸的巨型海嘯。根據該公司的介紹,它甚至還可以承受一架10噸重的飛機的直接撞擊。

除了被動循環冷卻系統以及可控燃料棒,當發生緊急事件時,控制人員還將可以啟動備用的主動和被動冷卻系統并采取其它旨在減小核電站設施內部壓力的措施。

俄羅斯國家原子能公司在其網站上大力推銷他們的這項技術,稱它在災難面前將是安全可靠的,甚至為此還舉了一個有些可怕的例子:俄羅斯海軍核潛艇庫爾斯克號在2000年8月份發生事故并沉入海底,導致艇上118名軍人全部遇難。當時那次事故顯然是由于其搭載的魚雷發生爆炸引發的。OKBM公司的網站上聲稱:“盡管沉沒的潛艇在水下暴露如此之久的時間,但是其核反應堆卻并未發生核泄漏。”

自持,可移動的海上電站

盡管俄羅斯國家原子能公司的發言人并未就《國家地理》問詢有關信息的電子郵件進行置評,但OKBM公司的網站上則對這項技術的價值進行著褒獎,宣稱“浮動的電站對于那些靠近大河河岸或海邊,離中樞供電體系的偏遠地區而言是最佳選擇”,并表示這種電站將會“刺激當地的經濟活動,并幫助當地居民維持現代的生活方式。”這對于俄羅斯的北極和高寒地區,以及遠東一些偏遠地區而言將會意義重大。

事實上,這種自持的,可移動的海上核電站對于那些擁有地處偏遠,能源匱乏的沿海地區的發展中國家而言將是一大福音。另外,這項技術或許也將帶來經濟利益:根據《世界核工業新聞》的消息,俄羅斯的這艘特殊“海上駁船”的造價將在98億盧布左右,約合3.4億美元(20.7億人民幣)。相比陸地上的大型核電站動輒數十億美元的造價,這真的便宜了很多。

但作為起步,建造海上核電站的首要目標是要幫助俄羅斯開發其北極地區的能源資源。根據2010年美國蒙特瑞國際研究學院的一份研究報告,早在2008年,俄羅斯能源巨頭“俄羅斯天然氣出口總公司”(Gazprom)主席博格丹.巴德祖雅克(Bogdan Budzulyak)便曾經告訴俄羅斯國家原子能公司稱,該公司將需要3座海上核電站用于開采北極地區的天然氣田。另外也有估計認為Gazprom公司將會需要多達5座浮動核電站才能滿足其開發北極地區資源的需求。

Gazprom公司原本計劃將北極地區開采的天然氣輸往美國市場。但自那以后,Gazprom的這一計劃遭受了打擊:美國出現頁巖氣革命。在這種情況下,Gazprom的挪威合作伙伴Statoil公司在去年從其參與投資的“Shtokman”天然氣田撤資,而另一家合作伙伴法國道達爾公司則表示該公司正在與Gazprom開展技術合作,以期降低在北極地區進行開采活動的成本。在北極地區進行開采活動的重要成本因素之一便是為鉆探設備提供充足的能源支持。

極端天氣和恐怖主義風險

不過,很多美國的行業觀察家,不管是支持核電站建設的,還是批評它的,都對建造海上浮動核電站是否真的是俄羅斯開發北極能源,或者造福缺電的發展中國家的解決方案心存疑慮。他們擔憂的不僅僅是其可靠性問題,也包括擔心這種船舶在極端天氣條件下,或是面臨恐怖襲擊時的安全性問題。其中一名評論員,Oilprice.com網站的能源分析師約翰.達利(John Daly)甚至用嘲笑的語氣,將羅蒙諾索夫號稱作是“海上的切爾諾貝利”。

憂思科學家聯盟(UCS)官員,物理學家愛德華.萊曼(Ed Lyman)表示:“我認為推銷這款產品的前景黯淡。”他指出,早在2007年這艘浮動電站的船舶原型便已經開始建造的,但自那之后便不斷遭到工期拖延,中間還經歷了船廠的破產等諸多動蕩。因此他說:“任何潛在的買家,如果了解一下這些歷史,就會對是否真的下單采購心存疑慮。”

萊曼表示,盡管建造方信誓旦旦,但一座海上浮動核電站的安全性或許并無法抵御其未來將可能遭遇的危險。他表示:“日本福島核電站的事故向我們表明了,有時候事故的發生將是出乎我們預料的。”

萊曼同時也對該浮動核電站使用濃縮程度較低的核燃料而非高濃縮核燃料,是否在經濟上可行提出了疑問。使用高濃度核燃料的俄羅斯破冰船可以長期運行而不必進行燃料補給。萊曼表示:“這樣一來,他們每隔3~4年就得給它加注燃料。”

保羅.格諾(Paul Genoa)是美國核能研究所的政策發展高級主管,這是一家位于華盛頓的核工業政策倡議機構,他認為在一些極端環境下,如俄羅斯的遠東偏遠地區運行一個小型核電站將是極具挑戰性的。他指出,備用的柴油發電機和電池組需要在緊急情況下被啟動,用于為發生故障的核電站冷卻系統提供電力,但在極端寒冷的條件下將難以正常工作。他說:“在極端寒冷的環境下柴油很難點燃,而電池組在那樣的環境下也將難以正常運作。”

格諾指出,美國核工業界也一直在尋求建造一種模塊化的小型核電站,其可以在工廠設計制造,隨后被運往有需要的偏遠地區以為當地提供電力供應。但根據設計這些小型核電站將會被建造在地下。如果要將這些電站建造在船舶上,那么其所需要的安全措施將會復雜得多。他指出:“如果這是在美國,核能規制委員會將會問你這樣的問題:一座裝載在駁船上的核電站將如何抵御潛在的恐怖襲擊?”他說:“我認為俄國人所做的事非常有趣,但我對其前景并不樂觀。




責任編輯: 江曉蓓

標簽:俄羅斯,核電站