这些引发邻避问题的设施称为邻避设施,而运用核技术可以为消除灰霾作出三方面贡献

摘要:世界核电有60%都分布在内陆,仅以内陆国家瑞士为例,其5座核电站都建在内陆的江河边上,这些年运行下来安全没有任何问题。为什么
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摘要:消除灰霾已经成为政府、各个学科和各行业面临的最为紧迫的课题,而运用核技术可以为消除灰霾作出三方面贡献。
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摘要:我国在经济、社会快速发展过程中,某些为满足经济社会发展和公众生活需要而兴建的工业或公共服务设施,可能会对其周围自然环境、
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“世界核电有60%都分布在内陆,仅以内陆国家瑞士为例,其5座核电站都建在内陆的江河边上,这些年运行下来安全没有任何问题。为什么在我国建设内陆核电就不行呢?”在日前举行的中国电机工程学会核能发电分会
(以下简称核电分会)2015年年会暨内陆核电研讨会上,中国工程院院士叶奇蓁发出了这样的疑问。在当天的研讨会上,积极推动内陆核电发展,成为包括叶奇蓁院士、中国核能行业协会理事长张华祝、中国电机工程学会理事长郑宝森在内的众多业界专家的共同呼声。

消除灰霾已经成为政府、各个学科和各行业面临的最为紧迫的课题,而运用核技术可以为消除灰霾作出三方面贡献。

我国在经济、社会快速发展过程中,某些为满足经济社会发展和公众生活需要而兴建的工业或公共服务设施,可能会对其周围自然环境、公众健康与经济财产等造成损害,因此周边公众往往对其强烈抵制,导致邻避问题的产生。这些引发邻避问题的设施称为邻避设施。核设施正是一种典型的邻避设施。那么应该怎样应对这样一种局面呢?本文作者作为业内人士,对此进行了调查与思考。

我国内陆核电的发展历程,可以以日本福岛核事故来划分界限。在此之前,是处于平稳有序的发展阶段,完成了多个项目的选址工作。湖南桃花江项目、湖北咸宁项目、江西彭泽项目已经启动了三通一平工作,开工在即,但自日本福岛核事故之后,内陆核电发展进程戛然而止。

  本文简单介绍了核技术可以为消除灰霾做出贡献的几个方面,其目的就是希望包括核科技行业在内的各行各业科技人员能在各级环境保护机构的协调下通力合作,充分发挥各自的优势,充分利用各种国有资源,早日消除灰霾,让祖国的天常蓝,水常清。

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目前,我国经济发展步入新常态,新常态对经济发展的“创新驱动”提出更高要求。核电作为战略性新兴产业,在产业带动、出口升级转型和经济发展方式转变中有望成为重要角色,党中央、国务院多次对核电发展提出要求,核电作为非化石能源的主力能源将出现长期增长态势。此外,近年来我国出现的大规模雾霾天气对环境承载能力发出严重警示,中央政府承诺到2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右,核电将成为大规模替代化石能源的主要选择之一。

  时间就是金钱。此起彼伏的灰霾正在严重危害着公众的健康,对在各抗霾岗位上拼搏的人们来说,时间就是生命。以核治霾,大有可为。

浙江三门核电

众所周知,当前内陆核电能否启动的最大难点不在建设运营环节的
“硬指标”,而是取决于社会人士对其接受程度。

核分析技术可提取PM2.5的指纹
  核技术领域的科学家们早已开展了多年的核分析技术和大气污染的监测治理方面的基础研究工作,开发了一些设备,但是还没有有效途径与环境保护部门沟通交流,使这些国家的重要资源发挥实效。

核设施作为一种邻避设施,公众对其具有相当的恐惧心理而产生强烈的邻避情结。比如2013年,江门龙湾工业园核燃料项目因公众的邻避活动而导致搁浅。面对国内邻避活动的不断高涨,核行业要达成又好又快健康发展,就需要从业人员对相关邻避活动问题进行深入研究,探析邻避设施选址的困境及其成因,并借鉴国外成功经验,协助政府和企业应对核设施邻避问题的挑战。

对此,张华祝表示,“这些年,我们协会一直在做内陆核电安全性与环境影响的研究,结果表明内陆核电与沿海核电在这两方面没有特别的区别。有人说,在内陆如果发生核事故怎么办?那难道在沿海发生事故就可以吗?无论在哪里发生事故,都会是一场灾难,都是要避免的。”张华祝认为,关键是要采取各种手段、措施来确保它的安全、确保不出事故。“可以说,以现在的技术能力和各项保障措施,我国内陆核电是绝对不会发生像福岛那样的事故,我们核电界有这个信心,也要给社会公众树立这个信心。”叶奇蓁透露,中国工程院和核能行业协会完成了内陆核电发展安全论证报告,对部分社会人士关注的内陆核电发展问题从各个方面进行详细阐述、解答。

  核分析技术与常规分析技术的不同之处在于,前者可以精准地测量各种同位素的含量,对各种元素的测量也要比后者精准近百倍。核分析技术是利用原子核特性所进行的相关分析,以多种核分析技术作为PM2.5源解析输入数据的分析手段,相对化学分析方法具有非常明显的优势。

     国际邻避设施选址策略改变
    
国外学者对邻避问题的研究,始于20世纪70年代末,美国学者厄黑尔于1977年首次提出了“邻避”(NIMBY,Not
In My Back
Yard,不要在我家后院)的概念。邻避的内涵可以概括为拟建邻避设施周边公众出于维护自身利益或某种价值观(如反核主义者)而采取的集体行动,来达到阻止邻避设施在自己所在社区修建的目的。这些行动包括政治请愿、诉讼、听证会、游行、罢工等。早期邻避设施选址是个纯粹技术问题,主要由技术专家主导进行科学论证,但随着环保主义浪潮高涨,公众参与公共决策的诉求增加,因此西方国家学者从选址策略、政策工具、影响邻避活动强弱因素等方面,进行了广泛研究和探索。

他认为,发展内陆核电,要分战略和战术两个层面来看,战略层面是要不要发展内陆核电的问题,战术层面是如何建内陆核电的问题,包括何时开建内陆核电、在哪里建,以及厂址的适应性、工程措施的可行性、利益代价平衡等。只要战略层面确定无疑,则战术层面只需要考虑具体工程技术方案即可。

  正如警察抓罪犯需要指纹作证据一样,PM2.5灰霾污染物的源解析也需要同位素和元素化学的“指纹”分析。综合地优化使用核分析技术,可以获取PM2.5颗粒物样品的元素、同位素、有机物和种态的指纹信息。将上述信息与主要源项的相应的指纹特征进行比对,再根据风向风速,大气压差温差分布等气象数据分析,就可判定造成灰霾天气的主要污染源的种类和具体方位。

  西方国家早期采用了“决定—宣布—辩护”(Decide-Announce-Defend,DAD)模式的选址策略,主要特征是为了避免公众反对,采用专家决策的秘密封闭选址策略。但随着邻避设施选址失败案例越来越多(包括美国尤卡山项目、英国高放射性废物处置库项目等),各国开始反思,提出了两种新的选址策略:“市场或交易型选址”和“自愿/参与/伙伴关系”(Engage-Deliberate-Decide,EDD)。“市场或交易型选址”方式是通过市场机制,以经济激励、补偿来促成社区对邻避设施的接纳;“自愿/参与/伙伴关系”方式以充分的公众对话和辩论基础上的自愿选址为特点。当前,“自愿选址”模式逐渐成为国际上   
一种主流策略,两种模式在流程上的差异如图所示:

“要不要建内陆核电,虽然我国当前电力需求增速放缓,但从中长期来看,我国宏观经济是健康稳健发展的,电力需求是持续增长的,无论是从优化能源结构、满足电力需求还是节能减排来看,都是需要的。”对于能不能建内陆核电,叶奇蓁强调,内陆核电并不是我国第一个在做,世界上现在60%的核电都分布在内陆,这本身就说明内陆核电不是一个孤立的、未成规模的概念,而是一个有历史的、有成熟经验、成规模的核电组成部分。“一些人认为我国现行核安全法规多年未修改等等,我这里要说的是,我国的核与辐射安全法规依据IAEA的安全标准制定,与世界接轨。现行的核安全法规,符合国际现行核安全标准。”会上,法国电力公司专家作了《法国内陆核电站的建设与管理经验》的交流报告。国家核电技术公司专家作了《CAP1000及CAP1400在内陆核电应用》的学术报告。桃花江、咸宁、彭泽三个内陆核电项目有关负责人介绍了各自项目的进展情况。

当然,核分析技术也有一定局限性。在实践中需要考虑各种分析技术的特点和价格,确定采样分析方案,组成核分析技术与常规技术的组合拳。如果该计划得到实施,将大大超过现在国内使用的技术,在国际上也是一个突破。

    
新的选址策略在西方国家一系列邻避设施选址活动中取得了成功,代表案例包括加拿大天鹅山危险废弃物处理场项目、瑞典奥萨玛尔核废料处置库项目等。

核电分会是中国电机工程学会下设的专业核电学术机构,分会挂靠国家电力投资集团公司。目前,分会共有国家能源局、国家核安全局等政府职能机构和中核、中核建、中广核、国家电网、华能等企业及一些高校和科研院所等69家会员单位。其每年定期召开的年会更是成为核能核电界人士聚焦热点问题、共商发展的盛会。该分会负责人表示,希望年会凝聚的共识能够推动内陆核电有序健康发展,分会也将进一步发挥学术交流平台和行业联系合作纽带作用,更好服务我国核电事业。

  中国原子能科学研究院具有比较齐全的核分析设备,还有核分析和大气污染源解析专家。早在上世纪六七十年代,该院就开展过核武器大气层试验造成的落下灰和放射性气溶胶的分析检测,其特性与PM2.5灰霾极为相近。2006年,中国国家原子能机构(CAEA)与国际原子能机构(IAEA)联合成立的核保障与核保安联合培训中心落户原子能院,拥有200平方米的洁净实验室和二次质谱,各种显微镜和微米级单颗粒物搬移装置和制样设备,日常分析国际国内核材料核查活动采集的环境颗粒物样品。这些样品的研究方法与灰霾的采样分析方法也十分相似。

     西方这些成功案例,有一些共性的经验可供借鉴:

  核分析技术,
包括中子活化技术,全反射X光荧光分析技术和加速器质谱等技术,用于大气污染的监测和相应的源解析技术是十几年以来国际原子能机构长期支助的国际合作项目,为原子能院培养了一批专家。然而,由于缺乏行业间的沟通交流,这些资源尚未能被有效地利用到国家的抗霾工作中。

    
1.选址策略主要以多区域拍卖方式或者与当地社区协商一致的方式进行,在项目正式选址立项前获得了社区公众的支持,公众享有一定的决策权。

  自2013年12月以来,在中组部千人计划PM2.5特别防治小组的号召下,原子能院已经和中国环境科学院、北京环境监测中心、中科院高能所和应用物理所和一些国外科研机构建立了合作机制,组成了”联军”,制定了如下计划:

   
 2.公众参与开展较早,一般在项目立项前即已经开展,有些甚至长达10年。

  1.把核分析技术和环保部门的监测技术,监测网络和常规分析技术紧密结合起来,尽快实施一些科研项目。

    
3.除了给地方政府带来经济利益外,对于当地社区公众亦给予了充分补偿。

  2.力争在短期内积累基础数据,逐渐把污染物环境样品和源项的‘指纹’积累起来,形成数据库。

   
 4.政府站在公正立场上严格监管,并聘请独立第三方机构进行邻避设施风险的分析研究。

  3.经过上述的工作取得反馈信息,将已经具有雄厚研究基础的X光荧光光谱仪,激光等离子体原子光谱仪,小型加速器质谱仪等设备定型生产,为环保抗霾工作提供方便耐用、精确度高、经济性好的分析仪器。原子能院已经将环保部门提供的PM2.5样品进行了初步测试,分析取得了比预期更好的结果。

   
 5.当事企业具备良好的社会形象,且资助社区聘请专业人员开展风险评估,在建设和运营中接受公众的监督。

将电子加速器用于燃煤电厂烟气脱硫脱硝
  燃煤电厂释放的二氧化硫SO2
和氮氧化物NOX是PM2.5灰霾颗粒物的重要组成部分。我国70%以上的能源依靠燃煤,是世界上的第一煤炭生产和消费大国,每年燃烧36亿吨煤。一些大型燃煤电厂装配了脱硫装置,但脱硝装置还没有普及。现有的主要的烟气处理法有:(1)石灰石法烟气脱硫法,该方法应用范围最广,是最成熟的脱硫工艺技术,但此方法不能脱硝。(2)旋转喷雾干燥法。(3)循环流化床燃烧法。(4)炉内喷钙法。(5)氨法等常规方法。(6)核技术方法——电子束干法。

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  电子束干法是利用电子加速器产生的电子束处理烟气,同时脱硫脱硝,可达到脱硫率90%,脱硝率80%。此方法最为先进,属于干法处理,又不产生需二次处理的废水、废渣。对不同含硫量的烟气的变化有较好的适应性和负载跟踪能力。其副产品为硫铵和硝铵,可做化肥及制复合肥和硫酸钾的原料,
可降低装置运行费用40%;
系统简单,操作方便,过程容易控制,且装置造价和运行费用低于常规方法(湿法),经济性高。

两种邻避设施选址策略示意图

  我国早在1986年就在当时的国家环保局的支助下,在江苏盐城电厂开始了电子束脱硫脱硝的可行性研究,并由当时的核工业部环境保护处主持了技术招标,1997年通过中日合作在成都热电厂100MW机组建立并运行了电子束脱硫脱硝示范工程;还在北京京丰热电厂、杭州协联热电厂、柳州电厂等建设使用电子束烟气脱硫脱硝装置,积累了一些关于电子加速器制造和运行等方面的经验。目前,制约此技术大规模推广应用瓶颈是该技术的核心设备——电子加速器,需要从日本进口,维护费用昂贵;电能转化电子束效率低,约为50%,运行成本较高。为了尽快将该技术用于消除燃煤电厂的污染物排放,国家主管部门需要将此种专用电子加速器的研发列入专项,投入必要的经费,自主研制高效率、大功率、稳定耐用的电子加速器。

善于运用补偿等政策工具
  所谓的政策工具,主要指政府和企业决策者使用的一系列方法,以确保邻避设施的成功兴建。当前西方国家邻避设施选址采用的政策工具,主要有“影响缓解政策”和“经济补偿”两种方式。

发展安全清洁的[核电]()
  我国灰霾频发的一个重要原因之一是偏重燃煤的能源结构,其中70%以上的电力靠燃煤。中国燃煤电厂密度的分布与PM2.5灰霾年均浓度分布也是大体重合的。
大量燃煤除了造成灰霾频发以外,还引发了酸雨,也对农业、林业和公众健康造成了严重危害。此外,煤炭资源濒于枯竭也是燃煤电站发展不可逾越的瓶颈。据估算,按目前的势头,我国将在2049年前后消耗掉所有已经探明的煤炭储量。

    
影响缓解政策包括工程性缓解和制度性缓解两种类别。工程性缓解是通过减少设施的风险和不利影响,以减轻人们感知到的风险或设施实际存在的风险;制度性缓解是指健全信息公开机制和风险沟通机制,赋予公众监督邻避设施运行的权力,同时建立对事故进行严厉处罚的制度性保障来提升公众对邻避设施的信任感,减轻恐慌心理。

  中国的经济在不断增长,能源的需求也在不断增加。除了煤电外,水电和核电也都是可以大规模生产的电力生产方式。然而水电的建造受到自然条件的限制。核电不会造成二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮的排放。可以相信,核电比例的增加将有助于减少灰霾的发生和温室气体的排放。

    
从技术角度来看,以核电为代表的邻避设施采用了一系列最新技术,遵循严格的技术标准和保守决策的方式,提高固有安全性,在工程性缓解方面具有较高的水平,在制度性缓解方面仍有改进空间。

  除此之外,还有可控热核聚变。此技术相比裂变核能的最大优点是不产生长寿命放射性废物和丰富易得的聚变核燃料氢的同位素氘和氚。我国在此领域许多方面的研究处于国际领先地位。有中国参加的目前最大的国际合作项目、耗资100亿欧元的国际热核聚变实验反应堆(ITER)计划正在紧锣密鼓地进行。一旦此项技术取得成功,人类将获得取之不尽的清洁能源。(作者崔大庆
中国原子能科学研究院国家千人计划特聘专家)

   
 经济补偿是另一种广泛使用的政策工具。谈起经济补偿,人们容易理解为货币补偿,实际上西方使用的方式上是多种多样的。除货币补偿外还包括替代物补偿、应急基金、物业价值的保障、效益的保证和慈善捐献等方式。这些方式针对不同的利益相关方而使用。例如,确保设施周边附近的业主和土地所有者的房产和土地价值不受邻避设施的影响;建设人工鱼类孵化场,以弥补因建设水坝而对渔业生产造成的影响;企业预留应急资金以确保在意外事故发生时能够履行赔偿责任;保证受邻避设施影响的公众优先享有就业机会或优先在承包服务及材料供应上开展业务合作;赔偿包括一些与项目本身负面影响无关的支出,以维持企业良好的社会责任形象等。

    
西方国家在实施经济补偿时发现,经济补偿的时机非常重要,不同时间的补偿表明了设施建设和运营企业的意图,也满足了接纳设施社区的不同需求。

   
 但是,当公众面对的是如核电站、核废料处理厂等高风险设施时,经济补偿便不是那么有效了。部分公众认为这种经济补偿是一种“贿赂”,而不是利益分享。因此,一些西方学者认为,应当从当地社区公众真正关心的问题着手,采取有针对性的补偿方式和内容。

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美国尤卡山核废料处置场项目采用“决定—宣布—辩护(DAD)”策略,是个失败的选址案例。

国内邻避问题三大特征
    
通过对江门龙湾、彭泽核电案例的研究,并结合国内其他行业案例分析(如厦门、宁波、大连PX项目),可以发现我国邻避问题有如下特征:

   
 1.我国邻避设施选址基本都采取了“决定—宣布—辩护”的DAD模式。受传统项目投资体制的约束,“自愿/参与/伙伴关系”(EDD)方式在国内尚没有成功开展的先例。

  2.迫于追求GDP的压力,地方政府在项目选址过程中往往扮演了运动员(招商引资)与裁判员(对项目审查)的双重角色,公众质疑政府的独立性和公正性。

  3.企业重视与地方政府和行业主管部门的关系维护,对于公共关系维护较弱,在面对公众的邻避活动中处于被动地位。

  公信力影响与公众沟通
  研究发现,国内邻避设施选址也有如下特点:

  1.从“信任度”这个因素来看,当前我国地方政府和部分行业主管部门的公信力不断下降,公众对政府的不信任严重影响了邻避设施公众沟通的效果。环保部门在发展部门面前话语权不够强,形成了公众对于环评走形式的印象。

  2.从“选址决策程序”这个因素来看,我国过于依赖DAD选址策略。根据国外研究成果来看,只有以新加坡为代表的模式(集权结合高效而严格的监管),才适宜使用这一策略。从程序本身的技术性角度来看,一些选址活动中存在着违规的情况,部分选址活动没有考虑跨越行政区域的影响;选址程序执行中的不公正,都成为邻避活动支持者反对项目的理由。

  3.从“设施的风险认知”这个因素来看,我国公众对核电发展的接受性和支持力历来明显偏低,特别是福岛核事故发生后,公众对于核电的可接受性更急剧下降。此外,公众沟通需要长期持续才能起效,短暂的公众沟通可能起到反效果。

  4.从“设施本身需求度”这个因素来看,我国的部分项目存在选址决策科学性问题,以厦门石化和彭州石化的案例为例,根据环保部门的评估,这些厂址属于选址不当,不符合环保标准。从设施修建的社会必要性来看,部分项目来源于当地GDP增长的要求,是否符合当地真实的社会需求和民生需求,并未进行深入研究,引起公众反对在意料之中。

  我国政策工具使用效果不够好
  为了应对DAD选址策略的弊端,地方政府采用了一些如发放宣传册、听证会等公众沟通方式进行缓解,但收效不太明显。  相关法定公众参与活动反而引发和加剧邻避活动(如江门龙湾项目)。主要原因在于对于危险邻避设施的公众沟通难度估计不足,提前量不够,沟通范围也过于局限在小范围居民中。

  在经济补偿方面,我国主要着眼于与土地相关的征地补偿,对于因设施潜在风险的补偿尚未形成系统的评价体系。很多项目倾向于事后补偿,如核保险等措施,较少系统性分析和考虑其他类型的补偿手段。例如因靠近高危险邻避设施引发的地产价值折损及人员心理影响等因素。

  与核设施相关的行业困境
  我国核设施除上文所讨论的共性因素外,其自身还面临一些其他行业所没有的困境:

  1.公众长期对核技术存在广泛误解,社会舆论对核设施形成了污名化倾向。一些媒体的错误报道,使公众将核武器与民用核设施混为一谈,夸大核事故后果。

  2.核设施由于选址直到最后建成的审批周期长,部分厂址没有得到行政机构或企业强有力地保护,导致后续邻避问题的发生。

  3.核设施建设可能面临跨行政区域的影响。现行选址建设模式下,项目业主一般只与项目所在地的省市政府进行密切沟通,与受影响区域的省市政府较少进行直接沟通。

  应对邻避问题策略建议
  鉴于当前我国邻避问题的现状,建议我国在核设施选址过程中逐步采用如下策略:

  1.加快市场交易型选址方式与“自愿/参与/伙伴关系”(EDD)方式的研究,在充分吸收国外经验的基础上,逐步开展相关试点,积累相关经验。

  2.制定核设施公众沟通的标准化策划方案,如包括沟通的社区范围、社区沟通具体步骤、意见收集方法、意见评估方法等,委托专业机构对设施选址每一阶段得到的公众反馈进行跟踪分析,并提出风险点和对策。

  3.当前各种选址报告文本普通公众较难以理解,建议将各种选址研究专题报告转化为公众能理解的文本,同时环评及各种选址专题报告全文向公众公开。

  4.在国家主流媒体和地方主流媒体投放宣传片、公益广告,各核电集团合作开展去核设施“污名化”运动,引导公众正确认识核电。

  5.充分运用移动互联网和大数据在内的现代技术手段,在厂址(包括潜在厂址)所在行政区域开展具有广泛代表性的大样本调查,形成全国性数据库并进行全国范围内的比较分析,使企业能够从邻避角度进行风险评价。

  6.对于意向厂址所在地,企业组织成立专职沟通小组,挨家挨户地拜访社区居民,讲解兴建核设施的目的和益处,希望附近居民能感受到企业的诚意。鼓励和支持公众对厂址选址和建设过程进行监督。

  7.企业组织专门队伍对潜在厂址区域的公众进行调研,根据调查结果制定详细的经济补偿方案,并通过与公众或利益相关方进行非正式沟通获得反馈。

  8.行业或企业层面对备选厂址保护状况进行定期勘察,并出具定期跟踪报告。组织开发公众沟通的评估标准,推动相关同行评估工作的开展。

左跃 (中国核能电力股份有限公司公众沟通经理)    叶翔
(中核集团核动力运行研究所评估工程师)

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