2018年7月,日本內(nèi)閣通過了現(xiàn)階段能源計劃,到2030年,可再生能源電力供應(yīng)量占比22%至24%之間,核能供應(yīng)量占比20%至22%。 2020年12月25日,日本政府宣布,到2050年,可再生能源供應(yīng)量將占全國電力的50%至60%——比目前用量增加了近三倍。
核能和使用碳捕獲的化石燃料預(yù)計占30%至40%,其余大部分由氫氣構(gòu)成。盡管有人呼吁進(jìn)一步提高可再生能源比例,但該計劃仍將核電作為主要能源。 2020年10月,菅義偉宣布2050年碳中和目標(biāo)時表示:“我們將通過能源節(jié)約,可再生能源引進(jìn),以安全最高準(zhǔn)則推進(jìn)核能政策,建立穩(wěn)定的能源供應(yīng)體系。” “核能的穩(wěn)定性特點,可以提高經(jīng)濟(jì)效益,這對能源系統(tǒng)的脫碳目標(biāo)十分重要。因此,核工業(yè)界將不斷努力提高核電的安全性與運(yùn)行的穩(wěn)定性。”日本原子工業(yè)論壇會長荒井白在回應(yīng)菅義偉首相的聲明時說。 盡管核工業(yè)界人士表示,新技術(shù)引進(jìn)將提高核電站效率,確保未來幾十年電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和廉價性,但目前核能行業(yè)面臨著堆積如山的問題。 盡管官方政策想重啟更多反應(yīng)堆,但可能要面臨著四個難題:電站安全升級、反應(yīng)堆退役老化、核廢料儲存,可再生能源需求的日益增長 。 未來幾年如何解決這些問題,將影響核電在電力結(jié)構(gòu)中的份額,以及2050年實現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。
2、安全升級
伊方核電站(每日新聞)
由于需要高安全標(biāo)準(zhǔn)要求,國內(nèi)反核運(yùn)動的興起,使得日本政府在福島核事故后的大量重啟計劃被推遲。 2010年,在東日本大地震以及福島核事故發(fā)生前一年,核電占日本電力總量25%(關(guān)西地區(qū)高達(dá)50%)。 2011年福島核事故后,日本國內(nèi)所有核電站都暫停。 2012年原子力規(guī)制委員會(NRA)成立,日本國內(nèi)所有電站都要接受規(guī)制委更為嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)審查。目前只有少數(shù)反應(yīng)堆已完成安全審查,并實現(xiàn)了重啟。 去年(2019年),日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省指出,日本核能發(fā)電量僅占全國電量的6.2%。相比之下,太陽能、風(fēng)能、地?zé)帷⑺蜕镔|(zhì)能在內(nèi)的可再生能源供應(yīng)了18%的電力。 2020年末,日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省下屬的自然資源和能源署就60座商業(yè)堆(包括已規(guī)劃或在建堆)最新狀況發(fā)布了一份報告。 報告顯示,有24座反應(yīng)堆處于退役狀態(tài),其中有10座位于福島縣。不過,報告沒有統(tǒng)計福井縣的文殊快堆和普賢原型堆,這兩個反應(yīng)堆也正在退役。
文殊快堆
另有20座商業(yè)堆仍未重啟,但11座已根據(jù)最新NRA安全指南提交了重啟申請,另9座尚未提交申請。 在剩下的16座反應(yīng)堆中,有7座已獲準(zhǔn)重啟,目前業(yè)主正進(jìn)行重啟階段的準(zhǔn)備。 截至12月底,報告正式列出的9座反應(yīng)堆已經(jīng)重啟。其中,只有三個(全部由九州電力公司經(jīng)營)已經(jīng)正式營運(yùn)。 關(guān)西電力(Kepco)和四國電力運(yùn)營的另外三座反應(yīng)堆已經(jīng)被關(guān)閉,接受定期檢查(周期大約每一年到一年半一次),每次檢查可能需要幾周的時間。 另外三個反應(yīng)堆(兩個由Kepco運(yùn)營,一個由九州電力運(yùn)營)官方稱已經(jīng)重新啟動,但仍處于離線狀態(tài),因為業(yè)主正進(jìn)行核電站加固工作,以應(yīng)對可能發(fā)生的恐怖襲擊風(fēng)險——這也是NRA電站重啟新要求的一部分。 安全升級要求不僅增加了核電成本,也使電站離線時間更長,公用事業(yè)公司不得不用其他能源彌補(bǔ)電力缺口。
3、退役還是延期?
美國賓夕法尼亞州的薩克斯頓核電站正在拆除反應(yīng)堆安全殼
20世紀(jì)60年代到70年,美國有大量反應(yīng)堆并網(wǎng)發(fā)電,這些堆設(shè)計年限是40年,40年后就要退役也是美國政府的核能政策要求。 然而,隨著電站老化,業(yè)主要求延長電站壽命,因此出現(xiàn)一些核電站超過退役期限仍沒有停堆。 在日本,福島核事故后,政府迫于公用事業(yè)公司壓力,同意業(yè)主申請將一座40年壽命的核電站一次性再延長20年,不過需要符合額外的安全措施要求。 如今,在33個未退役商業(yè)堆中(不包括文殊、普賢和其他三個在建反應(yīng)堆),有四個已經(jīng)超過40年,其中三個由Kepco運(yùn)營,一個在東海第二核電站。它們都已獲得重啟批準(zhǔn),但尚未并網(wǎng)上線。 另外11座反應(yīng)堆現(xiàn)已有30到40年的歷史。在接下來的十年里,業(yè)主還必須決定是申請延長20年,還是退役。
任何一個決定都涉及大量資金和時間成本問題。
業(yè)主必須計算,在延期20年的情況下,實施新安全措施和性能升級所需的資金和時間成本,這些成本是否高于或低于預(yù)期發(fā)電利潤。 而且,公用事業(yè)公司考慮的成本,不僅僅包括發(fā)電廠本身的成本。 選擇處置退役反應(yīng)堆的地點,需要當(dāng)?shù)卣鷾?zhǔn),而且還要對接收退役核設(shè)施的城鎮(zhèn)、城市進(jìn)行各種形式的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。 2011年后,在核電站方圓30公里范圍內(nèi),要求當(dāng)?shù)厥姓?dāng)局制定事故疏散計劃。 當(dāng)?shù)卣赡軐κ枭⒂媱澋目尚行蕴岢鲑|(zhì)疑,因此會要求中央政府加強(qiáng)當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)施建設(shè),如拓寬道路及其他耗資巨大的土木工程。 另一方面,退役需要幾十年時間,成本也不確定。 2020年1月,共同社稱,對于那些繼續(xù)運(yùn)營的核電站,不僅繼續(xù)維護(hù),還要實施新安全措施,總成本至少為13.46萬億日元。 如果公用事業(yè)公司決定將增加的成本轉(zhuǎn)嫁給客戶,這一數(shù)字可能會進(jìn)一步上升,最終導(dǎo)致電費上漲。
但無論是退役還是繼續(xù)運(yùn)營,都不可避免地要做出一個更為艱難的決定: 如何處理產(chǎn)生的核廢料 。
4、核廢料處理
核廢料一般分為低放廢物或高放廢物。 低放廢物是指電站工人使用的廢棄手套和防護(hù)服等。高放廢物通常是乏燃料,這種核廢料必須進(jìn)行玻璃化處理,然后儲存10萬年進(jìn)行無害化處置。 2020年,北海道的壽都町表示有興趣成為日本核廢料最終處置地,選址后續(xù)還需要進(jìn)行各種評估,可能需要數(shù)年時間完成。最終建造一個深埋核廢料的地下儲藏庫,來自全國各地反應(yīng)堆的乏燃料將被運(yùn)到壽都町填埋。
乏燃料水池 但還有一個更緊迫的問題。核電站內(nèi)有自己的設(shè)施暫時儲存乏核燃料,但這些設(shè)施已經(jīng)不堪重負(fù)。 東京電力公司和日本原子能公司計劃在青森縣陸奧市建造一個臨時儲存設(shè)施,預(yù)計2021財年啟動,并可供其他公用事業(yè)公司使用。 政府希望建立臨時儲存設(shè)施,在乏燃料被轉(zhuǎn)移到最終永久深埋地點之前,可以在那里儲存大約半個世紀(jì)。 然而,到目前為止,日本的任何一個市政府都沒有計劃,也沒有興趣在其附近修建乏燃料臨時存儲設(shè)施。 如果在接下來的幾年里,更多的反應(yīng)堆重啟,這意味著產(chǎn)生更多的廢物,放置的地方越來越少,而且沒有明確的中期或最終處置計劃。 由于這些原因,以及可再生能源技術(shù)的進(jìn)步和使用量的增加,越來越多的企業(yè)、地方政府、可再生能源擁護(hù)者、政治家都呼吁政府在其2030年能源戰(zhàn)略和計劃中削弱核電的地位,重視可再生能源。
5、可再生能源需求的日益增長
上個月,“日本氣候倡議”(簡稱“JCI”由企業(yè)、政府、非政府組織和非營利組織組成)承諾,到2030年將可再生能源的份額提高到盡可能高的水平,并呼吁政府進(jìn)行法律改革,發(fā)展可再生能源項目,并審查放松國家森林和保護(hù)區(qū)對此類項目的限制。 全球環(huán)境研究中心副主任塞塔•埃莫里(Seita Emori)10月在JCI主辦的一個研討會上說:“日本的可再生能源大約是目前電力需求的兩倍。其中大部分來自風(fēng)力發(fā)電,尤其是海上風(fēng)電。海上風(fēng)電項目存在著諸如成本、并網(wǎng)、靈活性和開發(fā)受控等挑戰(zhàn)。” 圍繞可再生能源未來擴(kuò)張的問題,JCI代表末吉竹次郎在同一研討會上指出,2020年上半年可再生能源的使用率約為23%,已經(jīng)在政府2030年的目標(biāo)范圍內(nèi)。 他警告說,除非對可再生能源進(jìn)行更多投資,否則日本將繼續(xù)落后于世界其他國家。 “2019年,可再生能源在各國總能源的份額中,加拿大71%,丹麥66%,德國44%,英國36%,中國27%。但在日本只有20%,雖然今年上半年上升到了23%。” 因此,盡管12月25日日本政府決定,到2050年可再生能源占能源總量的50%至60%,但越來越多的人呼吁政府應(yīng)進(jìn)行一項單獨計劃,到2030年,將可再生能源從目前的22%至24%提高到至少40%。 這一想法得到了34個都道府縣的支持,他們在7月份提出了這一建議。 此外,19個主要城市的政府都表示支持到2030年可再生能源占45%的目標(biāo),而日本企業(yè)高管協(xié)會則建議到2030年可再生能源占40%。 與此同時,盡管圍繞著日本的核未來和30年后核能電力供應(yīng)問題有諸多爭議,但日本國內(nèi)對核能仍然有大量支持者。 在菅義偉宣布到2050年該國將實現(xiàn)碳中和后,日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省大臣山弘志和前經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省大臣世耕弘成表示,重要的是考慮建造新反應(yīng)堆來實現(xiàn)這一目標(biāo)。 但反對聲也同時存在。 可再生能源機(jī)構(gòu)主席小林美嘉表示:“一些政客和工業(yè)界人士呼吁增加核電站。但我們的計算表明,重啟現(xiàn)有反應(yīng)堆非常不劃算。如果我們用稅收來投資新能源技術(shù),我們就應(yīng)該投資可再生能源。”