第三节 加拿大的电力工业
一 加拿大电力和核电利用情况
加拿大电力供应的管辖权属于各省政府,联邦政府则负责特殊核能发电部分以及各省的电力输送与分配。全国主要有16个电力公司,提供92%的供电量,其余来自工业界自产,或是把电卖给电力公司。目前加拿大的电力包括以下方面。
(一)风力发电
加拿大可开发利用的风力资源为5000万千瓦,约占该国电力总需求的20%。加拿大的风力发电场分布在阿尔伯塔省、萨斯喀彻温省、安大略省、魁北克省、爱德华王子岛省、新斯科舍省、育空地区7个省和地区。目前全加最大的风力电站建在魁北克省的圣劳伦斯河畔,该电站有133座巨型风车,年发电量可供1万多户家庭使用。加拿大政府前两年制定出《风力发电激励方案》,5年内投入2.6亿加元,使本国的风力发电能力增加5倍。对于新建的风力发电企业,联邦政府提供每千瓦时1.2~0.8加分的补贴,补贴期限为10年。加拿大的风力发电设施首次在2008年达到2369百万瓦(MW),是全球第12个风力发电超过2000百万瓦的国家,加拿大风力能源协会预估到2016年将可以成长到12000百万瓦。目前,与风力发电相关的企业有430家,受雇员工由2004年的不到1000人成长到目前的4000人,预计2013年可以成长到1.3万人,年产值达到39040亿加元。
(二)水力发电
全世界18%的电能来自水力发电,水力发电量占所有发电量总和的19%,水电总装机容量为7.28亿千瓦。水力发电厂相较于煤炭和火力发电厂减排60倍的温室气体,较天然气发电厂减排18~30倍。加拿大拥有世界上最高的水力发电量,为世界之冠,每年约生产353兆瓦的电力,其中60%用于出口。加拿大拥有475座水力发电厂,约供应加拿大用电量的97%,占全球水力总发电量的13%。目前水电总装机容量已达0.67亿千瓦,有804座大坝,其中596座大坝以发电为主,有211个水力发电厂,发电量为3530亿度。水电在加拿大占有重要的地位,圣劳伦斯河和五大湖一带有很多水力发电站,为当地工业提供了能源。拉伯拉多地区的丘吉尔瀑布水电站发电能力达5.23亿千瓦,是全国最大的水电站。规模更大的詹姆斯湾工程(发电能力为10亿千瓦)已完成第一期。目前全国电力的70%以上来自水电,且有多余的电力输送到美国。目前除爱德华王子岛省外每个省区都有一些水力发电厂,数量最多的在魁北克省、不列颠哥伦比亚省、纽芬兰—拉布拉多省、马尼托巴省和安大略省。加拿大未来仍将持续扩大水力发电规模。
(三)太阳能发电
全世界太阳能总量只有4亿瓦,现正在以每年20%的速度增长。近年来,全球太阳能电池组件的年均增长率高达30%以上,光伏产业(指把光能通过太阳能电池转化成电能的产业)成为全球发展最快的新兴行业之一。到2030年,全球光伏发电装机容量将达到3亿千瓦,至2040年,光伏发电将达到全球发电总量的15%~20%。按此推算,未来数十年,全球光伏产业的复合增长率将高达25%~30%。2005年,加拿大政府宣布在阿尔伯塔省兴建一个太阳能社区,建成后将成为北美第一个太阳能供热中心。根据计划,联邦及省政府投资550万加元,为52个家庭安置太阳能系统,此系统将在夏季汲取太阳能,冬季则用这些储存起来的热量供暖。一年内将减排260吨温室气体,并可满足这些家庭超过90%的取暖需求。
(四)核电
目前全球铀的已探明储量为353.7万吨,全世界每年核能的产量相当于电量产量的17%(约合0.7 Gtoe),或者是世界能源产量的7%。2006年全球有443个商业用核电站,发电能力为369552 MW(e)。加拿大是世界上高等级铀矿资源储量最丰富的国家,已知的铀矿超过40多万吨,是目前世界上最大的铀生产国,铀生产量超过世界总产量的1/3。加拿大共有18个核电站在运行中,发电能力为12599 MW(e)。核能是加拿大电力生产必不可少的重要资源。据加拿大核能协会(CNA)预测,加拿大核电机组在40年寿命期内的电力生产总价值将超过1770亿美元。加拿大核电的95%以上集中在安大略省。
二 加拿大核能发电厂的简介及现状[4]
加拿大发展核电很早,1962年即有核能电厂并联供电,配合其国家拥有的重水资源,加拿大目前有七座呈不同状态运作的核能发电厂。加拿大所有的动力反应炉都是由加拿大原子能有限公司所建造的重水铀反应炉(CANDU),使用铀作为燃料,并以重水作为冷却剂及缓和剂。
(一)布鲁斯的两座核能发电厂
取得执照的公司:布鲁斯电力公司(Bruce Power Inc.)。地点:安大略省金卡丁市。金卡丁市有两座核能发电厂:Bruce-A及Bruce-B。 Bruce-A厂有四个压水重水反应炉。该电厂自1976年开始运作。布鲁斯电力公司正在进行让目前闲置的1号机及2号机重新恢复运作的计划。3号机及4号机在2003年重新更换燃料后恢复运作。Bruce-B厂有四个压水重水反应炉。该电厂自1984年开始运作,并持续运作至今。
(二)皮克陵的两座核能发电厂
取得执照的公司:安大略电力公司。地点:安大略省皮克陵市。皮克陵市有两座核能发电厂:Pickering-A及Pickering-B。两个电厂都有四个压水重水反应炉。Pickering-A自1971年开始运作。目前2号机及3号机是闲置的,安大略电力公司计划将它们置于安全的储存状态。Pickering-B自1982年开始运作,并持续运作至今。
(三)达林顿核能发电厂
取得执照的公司:安大略电力公司。地点:安大略省包曼维市。达林顿核能发电厂有四个压水重水反应炉。该电厂自1989年开始运作,并持续运作至今。
(四)古提易核能发电厂
取得执照的公司:魁北克电力公司。地点:魁北克省古提易市。古提易核能发电厂有一个压水重水反应炉(2号机)。该电厂自1982年开始运作,并持续运作至今。
(五)里普岬核能发电厂
取得执照的公司:新不伦瑞克电力公司。地点:新不伦瑞克省里普岬市。里普岬核能发电厂有一个压水重水反应炉。该电厂自1982年开始运作,并持续运作至今。
三 加拿大核电工业的安全性
加拿大核能安全委员会(CNSC)依据《核能安全管制法》及相关法规,监管核能发电厂整个生命周期和各方面的运作。为了尽可能保障加拿大人的安全,CNSC鼓励取得执照的公司不仅要达到规定的标准,甚至要愈严格愈好。
评估建造核能发电厂的合适地点从下列几方面来考虑:
(1)外来事件(如地震、龙卷风及洪水)及人类活动对所在地可能造成的影响。
(2)地点及周围环境的特征是否会影响放射性及有害物质转移到人类和环境中。
(3)该区域的人口密度、分布及其他特点,是否可能会影响到紧急措施的实施,并评估对个人、周围居民及环境的风险。
CNSC核能发电厂的执照核准过程依据《第一类核能设施规则》所筹划的各个阶段,逐步经过场地整备、施工、试车、运转、退役到废弃阶段。
为了保护环境、人们的健康和安全,及维持国家安全,在每一个核准阶段,CNSC会决定申请者是否符合资格,申请者是否已经做了充分的准备。此外,为了确定及帮助减轻预见的危险,必须进行环境的评估。为了达到加拿大安全运用核能的国际义务,申请者还必须提供必要的办法。如果对申请满意,授权审理委员会可能会给其发执照,其中包含适当的条件。CNSC的执照是有期限的,并且续期也必须以符合许可条件为基础。CNSC有专职人员在每座核能发电厂进行检查和监督符合许可的活动。此外,具有特定技术专长的CNSC工作人员也会定期参观设施,以验证其符合法规的要求及许可条件。
对加拿大所有的核能活动,加拿大政府优先考虑的就是对健康、安全及环境的影响,并由加拿大独立的核能监管机构——加拿大核能安全委员会(CNSC)以世界上最严格的管理制度来监管。CNSC对加拿大核子反应炉的安全有信心。它希望能消除加拿大人的疑虑,加拿大的核能发电厂是世界上最稳定的设计之一,且增加了安全系统,防止遭受地震的损害。
由于2011年日本的核能事故,CNSC正在重新审查加拿大所有核能设施的安全状况,当做发生核能事故的常规做法。CNSC正在积极监控日本事件的发展,并会与国际伙伴合作,包括国际原子能总署(IAEA),查明并吸取相关经验,以正确应用于加拿大的设施。2011年3月21日,先有联合审查小组关于安大略省达林顿市的新反应炉的厂址审核及环境评估的公听会。4月13~14日,则有重新审核的公听会,包括魁北克省贝康库赫市Gentilly-2核能发电厂的整修计划。
加拿大积极参与国际活动,改善现有的及新的核能发电厂的耐震安全性。CNSC与加拿大核能工业在国际原子能总署的国际地震安全中心(ISSC)扮演领导的角色。CNSC吸取2007年日本地震的经验,加强核能设施的抗震设计及震后的监管。CNSC的专家受邀到日本协助审查经验教训。所有加拿大现有的或新的核能发电厂,都是在被证明有能力承受震动事件,如地震的基础上才核准的。结构和系统的设计能在地震中维持安全。CNSC确保所有持有核能发电厂执照的公司都遵守管制的条件。在加拿大,反应炉建造地点会经过筛选,确定地质是稳定的。
重水铀反应炉(CANDU)技术会设计成能够承受地震震度大于建造区域已知最大的地震。加拿大公共安全部维持联邦紧急应变计划,并与省政府及该领域的紧急措施组织密切合作,加强紧急应变的准备。所有加拿大的核动力反应炉皆为重水铀反应炉,由加拿大原子能有限公司建造。它们从1962年就开始在加拿大运作,1972年起在国外运作。目前全世界有48座以重水轴反应炉为设计基础的重水缓冲反应炉尚在运作、兴建或正在进行翻新工程。
加拿大标准协会设定了一系列核能发电厂结构和围堵的技术规范,加拿大公司必须达到这些规范的要求,才能从CNSC取得执照。CNSC会确保所有取得核能发电厂营业执照的公司遵守管制的要求。若是地震影响到任何加拿大的核能发电厂,CNSC会与受害的持照公司、其他政府部门和相关安全组织紧密合作,以确保员工、市民及环境的安全。