文章摘要

在大力發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)背景下，海島核電成為核電廠址新的選擇方向。本文分析了海島核電項(xiàng)目在減少陸地資源占用、提高公眾可接受度、解決核電廠址日益稀缺問題等方面的重要意義，并結(jié)合海島核電項(xiàng)目開發(fā)所面臨的困難和前期 研究成果，從用島用海審批、總平面方案、核應(yīng)急方案、電力送出方案以及項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性等方面探索海島核電項(xiàng)目開發(fā)要點(diǎn)，可為后續(xù)開展海島核電研究提供借鑒和參考。

1.   背景

中國是海洋大國，海洋面積相當(dāng)于陸地面積的三分之一，是重要的“第二疆土”和“藍(lán)色糧倉”。21 世紀(jì)，人類進(jìn)入了大規(guī)模開發(fā)利用海洋時(shí)期，黨的十八大、十九大先后做出了建設(shè)海洋強(qiáng)國的重大部署。浙江省擁有豐富的海洋資源和海島資源，而常規(guī)能源資源又較為貧乏，因此，在浙江眾多海島上進(jìn)行核電開發(fā)探索具有十分重要意義。2003年，習(xí)近平總書記主持召開浙江省委十一屆四次全會，做出了“八八戰(zhàn)略”重大決策部署，提出了進(jìn)一步發(fā)揮浙江的山海資源優(yōu)勢，大力發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)。2010年，浙江省政府委托中國工程院開展浙江沿海及海島綜合開發(fā)戰(zhàn)略研究，提出了充分利用海島相對獨(dú)立的區(qū)位優(yōu)勢，發(fā)展核電等對土地空間要求較大的工業(yè)基地，將浙江省建成全國清潔能源示范基地的開發(fā)思路和建議。在此背景下，2012年，浙江省啟動了海島核電項(xiàng)目的選址和開發(fā)。

2.   海島核電項(xiàng)目開發(fā)意義

隨著我國核電廠址的不斷開發(fā)，濱?；鶐r核電廠址已基本篩查完畢，再開發(fā)條件優(yōu)良的濱海核電廠址難度越來越大。內(nèi)陸核電不存在技術(shù)上的制約因素，但社會關(guān)注度高，短期內(nèi)公眾接受難度大，國家尚未對此做出決策。因此，為滿足未來我國核電發(fā)展需要，國內(nèi)企業(yè)在不斷開發(fā)和儲備新的核電廠址資源。我國擁有近300萬平方千米海域和32000千米海岸線，其中大陸岸線就有18000千米。漫長海岸線附近密布眾多的小島，開發(fā)利用海島資源是我國未來發(fā)展的重要選擇，也成為我國核電廠址新的選擇方向。

目前國內(nèi)核電項(xiàng)目中，福建寧德和霞浦項(xiàng)目屬于海島廠址，不過其距離大陸較近，與濱海廠址或半島廠址的特點(diǎn)較為類似。本文所討論的海島核電廠址，特指距離大陸若干千米以上的孤立島嶼，對進(jìn)一步拓展核電項(xiàng)目選址空間，解決我國濱海廠址資源稀缺矛盾，更具有代表性和示范意義。同時(shí)，在遠(yuǎn)離大陸的孤立島嶼上開發(fā)核電項(xiàng)目，也更有利于提高核電項(xiàng)目公眾接受度，最大限度減少對周圍環(huán)境和公眾的影響，進(jìn)一步探索和豐富海島資源開發(fā)利用的內(nèi)容和模式，符合我國發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)、建設(shè)海洋強(qiáng)國的國家戰(zhàn)略。

3.   海島核電項(xiàng)目開發(fā)面臨的挑戰(zhàn)

由于海島與陸域不相連，四周環(huán)海，海島核電廠址需要通過船舶或后期通過建設(shè)橋梁、隧道等方式與大陸連接和溝通，這對通道方式、場平施工、電力送出、應(yīng)急撤離等將帶來一定困難和挑戰(zhàn)，對項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性也將產(chǎn)生較大影響。同時(shí)，由于海島保護(hù)相關(guān)政策法規(guī)和島嶼面積的限制，在項(xiàng)目審批、集約節(jié)約用地、總平面優(yōu)化布置等方面與沿海核電也存在顯著不同，需要結(jié)合海島廠址的地理特征以及擬采用的技術(shù)路線特性，深入開展研究論證工作。

4.   海島核電項(xiàng)目開發(fā)探索

4.1   用島用海審批

隨著國民經(jīng)濟(jì)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展階段，國家對生態(tài)環(huán)境特別是海洋生態(tài)環(huán)境的要求日益提高，相關(guān)政策法規(guī)頻繁出臺，因此，海島廠址涉及的有關(guān)海島保護(hù)利用、生態(tài)紅線、海洋功能、海洋環(huán)境功能等規(guī)劃是否滿足政策法規(guī)的要求，是項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)的前提。其中，海島核電項(xiàng)目除了滿足海域使用相關(guān)要求以外，相較于濱海廠址而言，最需要引起高度關(guān)注的是海島特別是無居民海島使用管理的相關(guān)政策法規(guī)，這也是海島廠址所獨(dú)有的問題。

國家高度重視海島的保護(hù)，《中華人民共和國海島保護(hù)法》（2010 年 3 月 1 日） 第三條規(guī)定：“國家對海島實(shí)行科學(xué)規(guī)劃、保護(hù)優(yōu)先、合理開發(fā)、永續(xù)利用的原則”；第三十條規(guī)定：“海島保護(hù)規(guī)劃確定的可利用無居民海島的開發(fā)利用活動，就當(dāng)遵循可利用無居民海島保護(hù)和利用規(guī)劃，采取嚴(yán)格的生態(tài)保護(hù)措施，避免造成海島及其周邊海域生態(tài)系統(tǒng)破壞，確需填海連島以及其他嚴(yán)重改變海島自然地形、地貌的，由國務(wù)院審批”。

2018年9月，浙江省印發(fā)《浙江省海島保護(hù)規(guī)劃》，對省內(nèi)的有居民海島和無居民海島實(shí)行分區(qū)保護(hù)、分類管理，其中無居民海島分為國家權(quán)益海島、自然保護(hù)區(qū)內(nèi)海島、海洋特別保護(hù)區(qū)內(nèi)海島、其他重要保護(hù)海島、保留類海島和限制開發(fā)類海島等6個三級類。用于核電項(xiàng)目開發(fā)的海島需滿足該保護(hù)規(guī)劃的要求，并在此基礎(chǔ)上，按照《無居民海島開發(fā)利用審批辦法》（2016年12月）的規(guī)定，完成無居民海島開發(fā)利用方案及申請書，上報(bào)國家審批。

4.2   總平面方案

由于海島往往大小不一、形狀各異，施工建設(shè)場地面積有限，并且在海域使用、海島保護(hù)等方面有嚴(yán)格、明確的法規(guī)要求，因此在海島核電項(xiàng)目規(guī)劃過程中需結(jié)合核電廠工藝特點(diǎn)，合理布置各子項(xiàng)，盡量減少島內(nèi)建構(gòu)筑物，減小用島及圍填海面積，減少占用海島和島礁的數(shù)量，滿足相關(guān)用島要求。同時(shí)，作為海島廠址的特點(diǎn)，需考慮在島內(nèi)設(shè)置就地隱蔽所，作為主應(yīng)急撤離方式的補(bǔ)充，以滿足核應(yīng)急方案多樣性的要求。此外，還需考慮進(jìn)場道路跨海大橋登陸點(diǎn)的接入展線，結(jié)合大橋通航凈空高度和坡度的要求，預(yù)留足夠的距離和島內(nèi)用地面積。

由于島嶼廠址位于離岸海域內(nèi)，易受到臺風(fēng)浪等極端天氣影響，對工程建設(shè)提出一定挑戰(zhàn)。因此，海島核電廠址總平面布置方案的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)洪水水位，應(yīng)充分考慮安全裕度，以此確定海島廠址的場平標(biāo)高；同時(shí)，需充分結(jié)合地形、地質(zhì)條件，盡可能減少土石方開挖、回填工程量以及其他工程量，以降低工程造價(jià)和縮短建設(shè)工期，并盡量實(shí)現(xiàn)土石方就地平衡。此外，還需盡可能多地保留海島自然岸線，在滿足海島保護(hù)指標(biāo)要求的同時(shí)，盡量提高岸線及邊坡護(hù)岸的穩(wěn)定性。

根據(jù)《關(guān)于規(guī)范和加強(qiáng)生態(tài)用海審查的意見 ( 征求意見稿 )》（2016年9月） 的要求，核電項(xiàng)目排水口設(shè)置應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)“離岸深水”的原則，盡量減少溫排水用海面積，降低溫排水、低放射性廢液對周邊養(yǎng)殖等開發(fā)活動及海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響。由于海島位于海中，水深條件好，采取“離島即排”的排水方式，可天然地滿足“離岸深水”原則，具有較好的可批性和經(jīng)濟(jì)性。但是，如果海島周邊水文條件復(fù)雜， 存在往復(fù)流、旋轉(zhuǎn)流和余流等多種形式海流，又可能造成溫升面積偏大。為此，需進(jìn)行充分的方案比選和數(shù)模物模驗(yàn)證，以最終確定符合生態(tài)用海要求且經(jīng)濟(jì)性良好的取排水方案。 

4.3   核應(yīng)急方案

由于海島特殊的地理位置，相比于濱海核電廠址，海島核電項(xiàng)目在核應(yīng)急時(shí)會面臨特殊問題，但也有獨(dú)特優(yōu)勢。海島應(yīng)急的困難主要是事故情況下因島嶼與大陸的交通問題，核電廠相關(guān)工作人員的撤離和應(yīng)急救援存在一定的困難，對于道路的設(shè)計(jì)具有更高的可靠性要求。而海島應(yīng)急的優(yōu)勢則在于：周圍社會環(huán)境情況簡單，廠址周邊多為海域，事故條件下需要采取應(yīng)急撤離行動的居民數(shù)量較少，只需適當(dāng)考慮規(guī)劃限制區(qū)周邊及區(qū)外人員和船只的應(yīng)急問題，以及核電廠工作人員和施工人員的應(yīng)急撤離或隱蔽的問題。因此，海島應(yīng)急工作相對目標(biāo)明確，應(yīng)急撤離的人口數(shù)量和應(yīng)急工作量相對較少。

關(guān)于海島廠址應(yīng)急計(jì)劃區(qū)的測算，通過專業(yè)方法計(jì)算條件概率，結(jié)果表明，針對特定核電堆型源項(xiàng)，機(jī)組發(fā)生一次堆芯熔化事故時(shí)，距離反應(yīng)堆3km以外各處的有效劑量當(dāng)量高于0.05Sv（即撤離行動水平）的平均概率最大值，和距離反應(yīng)堆7km處的有效劑量當(dāng)量高于 0.01Sv的概率（即隱蔽行動水平）的平均概率最大值，均遠(yuǎn)小于用于判斷應(yīng)急計(jì)劃區(qū)大小可接受的條件概率值。因此，該堆型的核電廠址煙羽應(yīng)急計(jì)劃區(qū)可取簡化場外應(yīng)急方案的范圍，即內(nèi)區(qū)3km、外區(qū)7km 是合理可行的。而海島廠址距離大陸約4km，應(yīng)急計(jì)劃區(qū)內(nèi)區(qū)均為海域和島嶼，這是海島廠址在核應(yīng)急方面的一個重要優(yōu)勢。

為此，海島核電項(xiàng)目核應(yīng)急方案中，主要考慮的是電廠相關(guān)人員的撤離，需要確保事故情況下撤離的橋梁或者隧道的可用性，同時(shí)注意為應(yīng)急計(jì)劃區(qū)外區(qū)（取 半徑7km）范圍內(nèi)大陸側(cè)居民的應(yīng)急撤離留出通道。同時(shí)，考慮通過就地隱蔽所、輪船、直升機(jī)等多樣性的輔助手段作為主應(yīng)急撤離方式的補(bǔ)充，可滿足現(xiàn)行法規(guī)核應(yīng)急要求。

4.4   電力送出方案

由于海島核電廠址特點(diǎn)，其送出線路分為海上段和陸上段兩部分，其中，陸上送電技術(shù)已較為成熟，與濱海廠址類似，無論1000千伏還是500千伏電壓等級的送出方案，均可采用架空線技術(shù)滿足項(xiàng)目需求。海上送電線路則受廠址與大陸距離、整體工程方案以及經(jīng)濟(jì)性等諸多因素影響，是海島核電項(xiàng)目電力送出方案研究重點(diǎn)。

針對1000千伏電壓等級送出方案，目前國內(nèi)已投產(chǎn)的特高壓送電線路均采用架空線技術(shù)。針對500千伏電壓等級送出方案，考慮到海島廠址距離大陸直線距離較短，可通過修建進(jìn)出廠道路大橋連接至大陸，按照目前較為成熟的海上送電方案，有海底方案、隨橋電纜方案及大跨越架空方案。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，海底電纜方案輸送容量低，運(yùn)行可靠性較差，造價(jià)最高，且對海洋廊道資源需求大，因此不推薦海底電纜方案。大跨越架空方案與隨橋電纜方案均具備可行性，但從投資角度看，在不考慮大陸開關(guān)站及大橋費(fèi)用時(shí)，隨橋電纜比大跨越架空方案節(jié)省投資50%以上。

綜合來看 , 考慮到核電項(xiàng)目的安全性和多樣性及當(dāng)?shù)剌旊娨?guī)劃，電力送出方案宜500千伏和1000千伏兩個電壓等級可選，并保留兩個不同的海上電力送出通道。

4.5   經(jīng)濟(jì)性

海島核電項(xiàng)目由于增加了跨海大橋、海上電力送出通道等工程內(nèi)容，投資成本增加，海島核電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性一直為業(yè)界各方所關(guān)注。需要結(jié)合各專項(xiàng)研究成果及工程技術(shù)方案，開展經(jīng)濟(jì)性分析與研究。

由于增加了跨海大橋和電力送出通道投資費(fèi)用，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性面臨一定挑戰(zhàn)，但由于所增投資為一次性投入，如果規(guī)劃裝機(jī)較多、容量較大，將有利于分?jǐn)偨ㄔO(shè)成本，再考慮到海島項(xiàng)目在征地補(bǔ)償?shù)确矫尜M(fèi)用相對較少，經(jīng)測算，海島核電項(xiàng)目單位投資（建成價(jià)）與濱海核電機(jī)組基本相當(dāng)，甚至更優(yōu)。 

5.   對海島核電項(xiàng)目開發(fā)前景的思考

我國擁有豐富的海島資源，隨著東南沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和陸地資源的日益緊缺，以及橋梁、電力、港口、海工等基礎(chǔ)建造技術(shù)的不斷提高，在滿足國家有關(guān)海島保護(hù)與開發(fā)政策法規(guī)要求的前提下，海島核電廠址開發(fā)的綜合性優(yōu)勢將越來越明顯，也必將成為未來核電項(xiàng)目開發(fā)的一個重要方向。

由于海島面積大小不一、形狀各異，與大陸或附近島群的距離也各不相同，未來還可根據(jù)不同島嶼的特點(diǎn)和保護(hù)要求，綜合考慮海島小堆、核能綜合利用、儲能等技術(shù)的應(yīng)用，以及核能與海洋波浪能、風(fēng)能等不同能源的結(jié)合，不斷拓展海島資源利用、海洋經(jīng)濟(jì)開發(fā)的內(nèi)涵。

6.   結(jié)語

海島核電項(xiàng)目開發(fā)符合我國發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)、建設(shè)海洋強(qiáng)國國家戰(zhàn)略，有利于進(jìn)一步拓展核電項(xiàng)目選址空間，解決濱海廠址資源稀缺矛盾，并最大限度減少對周圍環(huán)境和公眾的影響。

海島核電項(xiàng)目開發(fā)，需高度關(guān)注海洋、海島方面等相關(guān)政策法規(guī)，在符合規(guī)劃的前提下按要求上報(bào)國家審批，并結(jié)合海島保護(hù)利用、海域使用等相關(guān)指標(biāo)要求， 優(yōu)化項(xiàng)目總平面布置方案和取排水方案，以滿足生態(tài)用島用海要求。在核應(yīng)急方 面，由于海島廠址應(yīng)急計(jì)劃區(qū)內(nèi)多為海域和島嶼，可簡化場外應(yīng)急方案，但應(yīng)在提供橋梁或隧道等撤離通道的同時(shí)，考慮就地隱蔽所、輪船、直升機(jī)等多樣性的輔助手段作為主應(yīng)急撤離方式的補(bǔ)充。從核電項(xiàng)目安全性、多樣性以及當(dāng)?shù)剌旊娨?guī)劃等方面考慮，海上電力送出方案宜采用 500千伏和1000千伏兩個電壓等級可選， 并保留兩個不同的海上電力送出通道，包括隨橋電纜和大跨越架空方案。在考慮多機(jī)組、大容量條件下，海島核電項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益良好，且具有獨(dú)特的優(yōu)勢，可作為我國未來核電發(fā)展的一個重要方向。

　　第一作者簡介：

　　方明豹，國核浙能核能有限公司總經(jīng)理助理，博士，高級工程師，長期從事核電項(xiàng)目開發(fā)、工業(yè)領(lǐng)域儀控系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用等工作。近年來，在海島核電項(xiàng)目可行性研究、重大技術(shù)方案論證、用島用海適應(yīng)分析、空間規(guī)劃體系調(diào)適、環(huán)境安全評價(jià)等方面擔(dān)任負(fù)責(zé)人，組織完成了幾十個海島核電相關(guān)專題的研究工作。