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非洲使用核能的时机是否成熟?

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非洲使用核能的时机是否成熟?

经济发展迫使各国使用核能,但仍然存在阻碍
非洲振兴 : 
2 October 2019
作者 : 
Current & expected electricity generation  of African  countries.
考虑引进核能的非洲国家当前与预计发电量。单位:太瓦时(TWh)来源:国际能源署

几年前,核能仅仅是工业化国家的时髦选择。假以时日,核能将成为非洲大部分地区的能源。目前,非洲只有南非拥有核电厂。

非洲大陆各国政府正在制定发展政策,以期在中期内成为中等收入国家。经济社会发展加大了对能源的需求,尤其是对可靠、可持续的能源的需求。

工业化进程中的国家需要清洁、可靠且成本效益高的能源。对它们来说,核能极具吸引力。

“非洲急需能源,核能可以成为更多国家的理想选择,”米哈伊尔· 丘达科夫(Mikhail Chudakov)说。他是推动和平使用核技术的国际组织——国际原子能机构 (原子能机构)的副总干事兼核能司司长。

目前考虑使用核能的近30个国家中,有三分之一是非洲国家。埃及、加纳、肯尼亚、摩洛哥、尼日尔,尼日利亚和苏丹已经与原子能机构进行了接触,以评估自身是否可以着手启动核项目。阿尔及利亚、突尼斯,乌干达和赞比亚也正在考虑使用核能的可能性。

加纳原子能委员会核电研究所所长尼伊·阿洛特伊(Nii Allotey)说, “能源是强势发展的基础。我们从哪里获取能源?有水能、热能、化石燃料,还有本地的天然气——但这些能源正在减少。它们总量有限;化石燃料可能在2030年耗尽,价格波动也很大。”

对加纳而言,成本效益高且可靠的电力是一个切入点,有助于转型到附加值高的制造业,以出口带动增长。例如,加纳的铝土矿储量——用于生产铝的矿石——是重要的收入来源,但目前未经加工直接出口。

“我们有一家冶炼厂,但因为电价太贵,所以不能满负荷生产,”阿洛特伊先生说,“如果电力供应成本小、效益高,就不会出口原矿了,而是出口冶炼产品,价格要高得多。这对加纳来说是一个大动作。”

以电赋能

非洲各国政府正在努力提高电力普及率。 撒哈拉以南非洲大约57%的人口用不上电。 国际能源署称,对于许多人来说,电力供应的特点就是频繁停电。国际能源署是一家组织,成员国为30个工业化程度最高的国家,全都达到能源安全标准。

肯尼亚正在考虑使用核能,来满足全国各地所有家庭全部通上电后产生的能源需求。它是2030年电力需求预计增长30%的主要原因。

核电计划的成功需要广泛的政治和群众支持,以及国家至少100年的投入。

“我国长期以来电气化水平较低,但政府已经下了很大功夫,努力实现全国电气化,”肯尼亚核电委员会技术部代理主任温弗雷德·杜拜(Winfred Ndubai)说,“即便是曾经看似遥远的地区,现在也焕发着活力。在大约10年里,我们已经把电气化水平从12%提高到60%。”

肯尼亚主要靠非化石燃料获取能源;水力发电和地热发电占装机容量约60%。

非洲使用核能的时机是否成熟?

“使用核能不是一天两天就能实现的。从国家启动核电计划,到第一个机组投入运营,中间可能要隔很多年,”原子能机构核基础结构发展科科长米尔科·科瓦切夫(Milko Kovachev)说。该科的合作对象是初次使用核电的国家。

“至少要花10到15年时间,才能造出必需的核基础设施并建成第一家核电厂。”

科瓦切夫先生补充说,核电计划的成功需要广泛的政治和群众支持,以及国家至少100年的投入,包括对发电厂从建设、到发电、再到最后退役的整个生命周期的投入。

除了时间以外,还有成本问题。政府和私人运营商要进行大量投资,包括预期的废物管理和退役成本。科瓦切夫先生指出,“政府为发展必要基础结构所作的投资与首家核电厂的成本相比,简直微不足道,但[这]毕竟也是数亿美元的量级。”

核能融资

如果没有适当的融资,核能无从谈起。“多数非洲国家很难投入这么多钱来发展核电项目,”科瓦切夫先生强调。“但可以利用融资机制,比如核供应国的出口机构。一旦供应方提供资金时,非洲几个国家就可能获得可靠、无碳的能源供应。”

国家电网系统的负担是另外一个需要考虑的方面。 核电站要接入电网才能输送电力。原子能机构建议,国家若要安全地引入核能,电网容量要达到核电厂规划容量的十倍左右。比如,国家的电网容量应当达到1万兆瓦,才能承载1千兆瓦的核发电量。

目前几乎没有多少非洲国家具备这么大的电网容量。杜拜女士说,“肯尼亚的装机容量为2400兆瓦——对传统的大型核电站来说简直微乎其微。要加大电网容量才能容纳大型机组,否则就需要考虑小型核电站。”

一种方案是部署小型模块化反应堆,这是目前最有前景的新型核能发电技术。小型模块化反应堆的单机发电量高达300兆瓦,也即可达到传统反应堆的一半。主要部件可在工厂生产后,运输到现场以便施工。

阿根廷、中国和俄罗斯预计在2018至2020年间把小型模块化反应堆投入商业运营,但非洲国家对这类项目仍然持观望态度。

“在引进核能方面,有一点很清楚,就是我们不想投资新生技术,”杜拜女士称,“就算小型模块化反应堆是个机会,我们也希望等它先在其他地方部署过、测试过之后,再引进国内。”

另一个方案是并入区域电网。“历史上曾经有过多个国家共用一个电网的先例,”科瓦切夫先生解释道,“但是,当然需要就此开展区域对话。”西非能源库就是一例,建立的目的在于将西非国家经济共同体国家的电力系统纳入到一体化区域电力市场中。

阻碍核能普及的另一个因素就是,人们普遍会抗拒那些价格昂贵、难以融资的项目。

此外,各国担心万一核电厂发生事故,就会释放放射性物质,危害环境和生命。 2011年3月,东日本大地震导致福岛核事故,虽然没有造成人员死亡,但其释放的放射性物质迫使成千上万的居民撤离。

原子能机构的援助

国家在决定是否要把核能纳入能源组合中时,原子能机构不会干预,但会向选择核能的国家提供技术知识,以及其他关于安全、可靠和可持续使用能源的信息。

安全和安保是原子能机构“里程碑方法”的关键考量因素。“里程碑方法”是指分阶段协助正在进行核电计划准备程度评估的国家,帮助它们考虑多方面的因素,包括法律框架、核安全、安保、辐射防护,环境保护和放射性废物管理。

“很多人会问:为什么要用核能?”阿洛特伊先生说,“在我看来,我们选择的不是核能,而是能源。国家需要能源吗?答案很简单,需要。如果需要能源,就要找到成本效益高且清洁可靠的电力。”

“人口快速增加,经济需要发展,我们得在各种制约条件下开展工作” 他补充道,“非洲大陆急需能源。”


吉尔女士是国际原子能机构的特约撰稿人和协理新闻干事。