论新世纪日本核能利用与能源结构性矛盾，本文主要内容关键词为：新世纪论文,核能论文,结构性论文,日本论文,矛盾论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：F433.136.2 文献标识码：A文章编号：1000—335X(2007)02—0001—05
一、问题的提出
进入新世纪，能源及能源利用已成为世界各国必须面对的紧迫课题。对于能源极端匮乏的日本来说，在能源供给战略上不仅表现为量的问题，同时还涉及到对能源结构的选择问题。众所周知，日本能源自给率较低，随着战后确立的以石油为主的能源结构，日本能源自给率更是急剧下滑，早在1960年，日本的这一比率还高达56.6％，而到2000年已降为6.0％，与同期将近4成的粮食自给率相比，可谓达到了极为深刻的程度。[1] 不仅如此，在作为广域能源的电力中，核电已占了近1/3的比重，目前已成为仅次于美国和法国居世界第三位的核电大国。美国三厘岛核电事故、俄罗斯切尔诺贝利核电事故、日本东海村核燃料加工厂临界事故等，都不同程度地给人类和环境带来了严重的威胁和损害，也给日本扩充核能战略提出了警告。对于能源基础薄弱的日本来说，拓展核电应用似乎是在情理之中，但考虑到自身狭窄的国土面积和稠密的人口分布，以及核能原料的稀有性，核电技术中存在的核废料处理方式和成本问题，并考虑到对未来可能产生后果的不确定性等诸多因素，因而有人对日本核能扩充战略产生了质疑，进而提出了逐步退出核能以及大力发展可再生能源的设想。日本核能源政策的现状如何？与欧美各国相比日本核能源政策趋向何方？日本有无实现能源结构转换的可能性？这是本文关注的主要问题。此外，伴随着经济的快速发展，我国已成为能源消耗大国，能源需求正以较快的速度增长，在此背景下，我国也确立了新的核电发展规划。结合我国国情，我们应该确立怎样的核电发展方针？核电在能源结构体系中应处于何种地位？本文也将会在这些问题上带给我们若干启示。
二、日本核能源政策的形成及核电利用现状
战后，日本在原子能领域的研究曾被全面禁止，1953年美国提出了所谓和平利用原子能的口号，在全面垄断核武器开发这一核战略前提下，美国与原子能产业相关的各大企业开始以提供原子能技术援助的名义，向日本兜售原子能反应堆和核燃料，以便在核能源方面支配日本，并构建起一种从属于美国的能源供给格局。针对这一动向，日本政府立即做出积极响应，并顺应本国财界要求于1954年匆忙提出了2.35亿日元的原子能利用特别追加预算，但没有从战略角度对今后日本如何和平和安全地进行原子能研究、开发和利用进行深入探讨。
美国开发的轻水反应堆主要是利用水中减速中子冲击燃料钚产生的热量来驱动发电装置，因而钚构成其核心燃料。美国为出售自身开发的轻水反应堆，甚至同意向日本提供浓缩铀。由于轻水反应堆所使用的燃料必须经过浓缩后才能投入实际利用，而当时只有美国掌握这样的技术，也只有美国能提供燃料钚，因此，只要日本接受这种提供，其今后的核能发展方向就被绑定在美国核能发展的总体战略上。1955年，日本政府接受了美国的主张，决定采用轻水反应堆，至于所需的原料浓缩铀是从美国直接购入，还是进口铀原料在日本浓缩，以及今后的原子能开发模式，则完全从属于美国的战略安排。位于茨城县东海村日本原子能研究所一号反应堆，就是根据“日美原子能研究协定”由美方无偿援建的。尽管当时围绕核电的具体技术模式以及安全性问题还存在大量不确定因素有待研究，日本学术会议对这样的做法也持保留态度，但日本政府出于日美战略联盟上的考虑，还是在这一技术尚未成熟阶段引入了核电，并选定了今后核电的发展方向。
战后初期，支撑日本经济恢复的主要能源是煤炭，当时以钢铁产业为中心的“倾斜生产方式”对煤炭生产提出了迫切要求，煤炭产量随即由1950年的3933万吨上升为1960年的5260万吨。而进入60年代后，日本能源结构迅速向当时由美国石油资本垄断的石油转化，国内煤矿随即纷纷关闭，1998年国内煤炭产量已降为369万吨。而煤炭需求量却从1960年的6117万吨上升为1998年的13012万吨。[2] 这种能源结构上的转换，使日本能源自给率急剧下降。当然，日本所以选择发展核电，有着防止石油供应不稳定性和环境方面的考虑，但对核电的选择完全是基于政府战略上的考虑，可以认为，战后日本构建起的是一种完全依附于美国的能源政策。
为了保证核电的稳定供应和核电部门经营的稳定性，首先必须对该部门的利益所得提供制度保障，为此，政府通过立法建立了所谓总成本定价制度，即总成本中囊括了经营费用和报酬，并以此为基础制定电力价格。因此，如果总成本提高，电价也随即向高位调整。这样一来，电力部门不仅不会出现亏损，而且随着电力使用量的增加，电力部门还可以获得稳定的收益。即使在总成本一定的情况下，通过降低经营费用也可以获得相应的收益，因而不会考虑采用诸如风力发电等其它获取电力的方式。电力部门的报酬率由通产省确定，虽然处于下降趋势(已由1960年的8％下降为1998年的4.4％)，但考虑到电力部门生产规模的迅速扩充，收入仍然相当可观。此外，电力部门还能从银行以大大低于报酬率的利率水平获得信贷，因而有着充分的利益保障。
核电站的建设费用巨大(按现行价格大约在2000-5000亿日元)，对核电的大规模投资还给核电承建商和建筑商提供了利益，而核电承建商和建筑商的巨额借贷同样也给银行带来了安全而又稳定的收益。由此可见，围绕着核电的建设，电力公司、核电承建商、建筑商和银行形成了一个完整的经济利益共同体。不仅如此，围绕核电建设的巨大权利，还为执政党获得政治资金提供了便利，并且为政府官员离职后谋求出路和利益提供条件，因而形成了一种围绕核电建设的权利共同体，而有关核电的安全以及后续成本问题却没有得到足够的重视。
正是在上述核能源政策以及利益和权利共同体的诱导下，伴随着核电的发展以及未成熟技术的大规模商业化运用，必然引发出一系列深刻的问题。例如，铀浓缩离心分离机的高故障率致使鸟取县人形岭工厂至今处于关闭状态、关西电力美浜二号机组阀门断裂事故(1991年2月)、作为处理核燃料的日本快速增殖反应堆核泄漏事故(1995年12月)、东海核废料再处理工厂爆炸引发火灾和核泄漏事故(1997年3月)、日本核电敦贺二号机组热交换器冷却水泄漏事故(1999年7月)。在铀转换设备方面：东海村核燃料加工厂发生的临界事故(1999年9月)、围绕进口的高能放射性原料铀钚混合氧化物出现的数据篡改事件(2000年2月)等等。特别是具有超长衰变期的高放射性核废料的最终处理技术问题还远未得到根本解决，这一切都说明核能利用的全过程不同程度地存在着隐患，随时有可能对人类和环境带来难以预知的损害。
三、与欧美迥异的日本能源政策走向
伴随着经济增长，世界各国对能源的需求普遍激增。根据日本综合能源调查会对世界能源需求进行的调查，如果将各种能源换算成石油，1993年的总需求量为872600万kl，2010年将增至1273600万kl，17年间将增长46％。尽管世界能源结构是以石油为主导，但煤炭仍然占有重要地位。亚洲是对能源需求增加最为迅速的地区，仅煤炭一项，如果将其换算成石油，1992年为68340万吨，预计2010年将增至140390万吨。此外美国、德国和英国也保持着稳定或偏高的煤炭产量和需求量，截至目前，自身拥有丰富石油资源的美国，利用煤炭发电提供的电量仍占总发电量一半以上。
从欧盟各国来看，鉴于核电可能引发的放射性污染，以及对人类和环境可能带来的破坏，再考虑到由于核废料处理技术的不成熟而导致按核电运行全部周期计算的发电成本过高，已经开始逐渐从核电领域撤退。瑞典政府已决定逐渐关闭包括上世纪80年代在建的6座核电站在内的总共12座核电站，1999年1月，一号核电站已停止运转。2000年6月德国政府与电力部门达成一致，将核电设施的运转年限限制为32年，分阶段取消核电。法国作为核电大国，已停止了高速增殖反应堆的实验，尽管继续利用核电的方针没有改变，但没有设立新的核电开发计划。目前，以荷兰为代表，在欧洲已组成了区域广阔的风力发电网络，因而有着稳定的风力电力供应。此外，太阳能发电、小型水力发电，以及以森林生物能等为中心的可再生能源的利用已纳入欧盟的议事日程，1997年欧盟委员会的《可再生能源白皮书》已将2010年可再生能源的利用率设定为12％。1999年5月欧盟能源部长会议已提议就可再生能源利用提出指令性预案。
从日本来看，1960年至2000年期间，其能源需求量由10781万kl增加为58800万kl，其中，煤炭由41.2％减少为18％；石油由37.6％增加为52％；核电由零上升为12.0％。可以看出，石油和核电比重都有了较大幅度的上升，而煤炭需求比重则大幅下降。[3] 1973年石油危机过后，为保证石油的稳定供应，日本实施了石油储备制度，2001年的储备量为162日需求量(其中，民间储备79日，国家储备83日)。预计2010年日本能源需求将增至63500万kl。[4] 由此可以看出，日本采取的能源政策走向是，从战略上储备本国煤炭资源(国内煤矿已于1997年全部关闭)，稳定石油供给，提升核电供应比率。为此，积极推进核电事业自然也就成为日本今后国内能源建设的重点。
从1998年国际原子能机构公布的数据看，1997年各国核电开发预算中，日本为28.5亿美元，美国为3.5亿美元，法国为5.5亿美元，英国只有0.26亿美元，可以看出日本在这一领域的投入巨大。再从能源研究与开发预算中核电、可再生能源、节能等各自所占的比重来看，1998年，日本分别为73.47％、3.32％、9.07％，美国为11.72％、12.09％、20.81％，法国为91.86％、0.71％、1.14％，英国为33.78％、8.22％、2.18％，从中还可以看出日本特别偏重于核电研究与开发，而在可再生能源开发方面却居于下位。而同期的德国和丹麦这一比重分别高达26.82％和41.78％。2000年，日本围绕高速增殖反应堆和核燃料开发研究投入的预算总额为35614亿日元，如果将高放射性废弃物地面即时处理研究和地下深层埋藏研究包括在内，预算费用还将增加5倍，而同期针对可再生能源投入的研究费用仅为5029亿日元。这种疏于对可再生能源利用以及核废弃物处理进行研究的局面，必将增加未来日本能源需求的不确定性，并遗患于后世，由此也显现出日本核电政策的某些缺陷：(1)日本是在对其它能源获得途径缺乏深入探讨，以及在核电研究基础薄弱的情况下，采用了由美国指定的核燃料循环利用的轻水反应堆模式，并迅速扩大其使用规模；(2)由于缺乏对核电运行中有关技术问题的系统研究和资金投入，使安全问题日益显露；(3)核电推进机构与监督机构一体化的组织架构，使核电发展缺乏制衡因素，容易导致既得利益驱动下的盲目发展；(4)在核电建设及运行的安全问题上实行的书面审查认可制度，存在着重大的安全隐患。
发展核电事业需要直接面对具有高能量放射性核废料的处理问题，反复的核废料处理过程时刻都伴随着高放射能的泄露问题，时至今日，核燃料的循环处理技术还远未达到成熟阶段，因而在这一过程中引发了许多核泄露事故。又如，核废料处理已经成为核电运行中的棘手问题。在核燃料循环使用的再处理过程中，会产生出大量的核废料及废液需要处理，目前正在使用的玻璃固化深埋技术还处于不成熟阶段，沥青固化方法也由于其可燃性问题尚未投入实际应用，因而只能储存于核电设施内部，储藏设施的扩大也就意味着危险设施的扩散，同时还会大大增加核电成本。正因为如此，许多拥有核电的国家已开始脱离核燃料的循环模式，相继关闭了再处理设施，并逐步撤离核电领域。
四、新世纪日本能源政策转换的可能性
战后，在日本经济高速增长的背景下，构建起的是一种大量生产和大量消费以及高耗能的经济体系，在能源结构上放弃国内煤炭的而专注于石油和核电的利用，致使能源自给率急剧下滑。在世界能源供给弹性趋于减弱和供给绝对量难以大幅增加的状况下，如何减少能源需求量和开辟新的能源利用途径，已成为亟待解决的重要现实课题。
随着不可再生能源供给绝对量的日益减少，经济社会本应构建起一种对不可再生能源绝对量需求逐渐减少的机制和体制，但实际现状表明，高耗能的状况仍然存在于经济生活的方方面面。家用电器、汽车等耐用消费品产品生命周期的日趋缩短以及频繁更换，必然导致资源和能源的巨大浪费。日本废旧家电回收法中的消费者责任原则，助长了企业大量生产和频繁更新的行为，并且在物流的包装和运输过程中浪费了大量资源和能源。如何通过消费者运动来减少能源的浪费已成为亟待解决的问题。目前，全国近500万台自动贩卖机一年四季全天候和无差别地提供冷饮正在浪费着大量电力资源。再加上5万家昼夜经营便利店的夜间耗能，大约相当于4座核电站的发电总量。进入新世纪，能源自主战略已为各国所关注，如何减少能源浪费，并构建能源节省型和资源循环型社会，如何加强对可再生能源利用和提高能源转换效率的研究和开发，已成为各国优先思考的课题。这一动向也必然会带来日本能源结构和能源政策上的某种转换和变化。
据日本资源能源厅进行的有关新能源的潜在性和经济性的调查显示，以日本土地面积、地理状况和现有技术条件为前提，仅在太阳能、风能和生物能这3方面所具有的物理极限储量高达3143亿千瓦时(换算成电能)，大约相当于目前核电提供的总电量。如果再加上废弃物发电、燃料电池等其它能源途径，其能源总储量高达8087千瓦时，接近日本目前的总发电量。随着研究开发的不断推进，以及相关设备利用率和能源转化效率的不断提高，可投入实际利用的能源物理极限储量还将不断增加，因而围绕可再生能源利用所进行的研究开发变得尤为迫切。
即使不考虑核能利用的安全问题及核废料处理问题，核能也绝非是永久性能源，人类不可能拥有也不存在单一的可长期利用的能源形式，从可持续发展的角度来思考，如何充分利用可再生能源已成为当务之急。太阳能是目前在物理极限储量上近乎无限的能源，光电转换和电能储存技术将决定这一能源的利用效率。同时，以太阳能为基础还蕴藏着丰富的、可循环利用的生物能，如动物粪便、森林植物和农业废弃物等，均可通过光合作用提取可利用能源。此外，风力、海洋波力、海洋温度差等，也都是以太阳能为基础的可利用能源形式。再加上水力发电和工业余热的充分利用，人类应该拥有多元化的和可再利用的能源形式，只有这样才能保证稳定的和高质量的能源供应。
以颇具发展前景的燃料电池为例，目前，在日本1台200千瓦的燃料电池发电机组价格为1亿日元，如实现批量生产价格可降低到5000万日元，1万台机组的建设费为5000亿日元，而两座100万千瓦的核电机组费用则高达7000亿日元。燃料电池发电不仅建设成本低，而且易于分散配置，可大大减少输电损耗和成本。不仅如此，燃料电池发电的主要原料是氢和氧，氢气除了从进口的天然气中获得外，还可以从城市垃圾和废水处理中产生的沼气以及甲醇中提取，此外，农业废弃物、森林生物能都是获取氢气的来源。而氧可直接使用空气中的有效成分。据测算，如将燃料电池发电与垃圾处理相结合，每发电1千瓦时可获利近30日元，根据目前日本全国垃圾处理总量，1年可获发电总量约为1524亿千瓦时，即相当于目前核电发电总量的一半。这不仅消除了核电过程中有可能对环境造成的放射性污染，以及围绕核废料处理的高额成本问题，也不会生成氮氧化合物，还可减少二氧化碳的排放量，因而是一种可再生的和环保的能源获取方式。又如，通过垃圾焚烧所产生的热能，以及通过有机垃圾和废水处理所获得的沼气能，将这些能源与燃料电池相结合，也可以提供大量灵活机动的能源供应。根据日本能源厅测算，目前日本每天每千户居民可产生约1吨的有机垃圾，每天全国会产生3万吨的有机垃圾，按每吨580千瓦计算，全国每天可发电1740万千瓦，1年可产生电能1524亿千瓦，大约相当于核电发电总量的一半。由此可以认为，只要充分利用太阳能、生物能、海洋能、风能等可再循环能源，并将其与现代能源技术紧密结合，就可以大大缓解目前能源供应的不稳定局面，并减少对核能的依赖，使能源结构向着具有未来确定性、低成本和清洁能源的方向发展。
能源的多样性为人类有效和合理利用能源提供了前景，但想要从根本上改变目前日本高度依赖核电的能源结构也并非易事，因为能源的获取和利用之间犹如一个复杂的系统工程，一旦被固化在某种模式中，就会形成一种路径依赖，而不会得到轻易改变。尽管日本已认识到在现有核能源技术条件下，核电赖以存在的核原料矿藏具有的有限性和对外依赖性，以及未来核废料处理的不确定性，但鉴于石油供应日趋不稳定的局面，以及围绕核聚变发电在基础研究和材料技术、安全技术开发方面的进展缓慢性，再考虑到业已形成的能源结构短期内难以改变，可以认为，日本还将继续走核电利用的路线，并在核电研究与开发投入以及核电投资方面保持适度的增长势头，但核电本身所包含的种种不确定性，也必然促使其从中长期战略的角度思考新的能源途径，进而逐渐转变现有的能源结构，以保证自身能有一个稳定、安全和清洁的能源供应。当然，这种转换面对的将是一个庞大的系统工程，所涉及的问题众多而又复杂，如何构建低能源消耗的社会，如何转变企业目前这种频繁更新以及大量生产和大量消费的体制，如何在民众日常生活中养成一种有意识节约能源的习惯，如何加强可再生能源的研究开发并提高其转换效率和降低成本，如何尽快开发出新的高效率能源等等，都是我们必须面对的课题。
五、结论与启示
在人类进化过程中，火的使用发挥了重要的功能，并经历了上百万年的历程，但时至今日也不能说得到了完全的控制，每年还会给人类造成重大损失。作为战后科技革命成果之一的核能及核电技术，不失为解决能源短缺的一条有效途径，理应得到充分的利用，这也为许多国家的实践所验证。但核电技术的实际运用仅仅只有短短几十年的历史，因而就断定核电技术是一项安全、环保、低成本及成熟的技术似乎过于武断。实际情况是，围绕核电仍然存在着许多悬而未决的问题，其中就包括频发的核泄露问题以及与此相关的环境问题，高能量核废料的累积不仅会引发环境问题，还存在高昂的后续处理成本问题，处理技术也远未达到成熟的程度。再考虑到核电原料的稀有性和分离的高昂成本，以及核电作为获取能源方式较短的生命周期，因而如何从理性和战略的角度来看待核电的开发和利用，是一个值得人们谨慎对待和思考的课题。
我国的核电利用刚刚起步，已建的三座核电站总装机容量约为全国发电总量的2％。国家已确定核电工业从“适度发展”走向“加快推进”的总体战略，计划在未来15年内新增30座核电机组，使核电在全国电力装机总量中的比重上升为4％。为缓解国民经济对电力需求的快速增加，适度发展核电事业无可厚非。但在我国核电技术尚未进入成熟阶段，围绕核电的研究开发尚未充分展开的情况下，投入巨资将大量核电设施分布在人口稠密的沿海地带，不仅具有一定的风险，而且还存在一些难以预测的后续问题，因而应该慎重对待。核电并不是解决我国能源问题的惟一途径，我国幅员广阔，在能源多样性方面存在较大优势，如我国特殊地理结构所蕴涵的丰富水利资源，广域的太阳能、风能和海洋能，大量的农牧业废料及城市垃圾，丰富的煤炭资源等，都可以成为有效的能源供给或补充。围绕能源开发和利用我们应该贯彻如下一些原则：首先，应在企业、家庭和政府中积极倡导能源运用的新理念，构建能源节约型经济社会；其次，要加强可再生能源利用的研究与开发，实现能源供给的多样化；再次，急需加强煤炭使用技术的研究与开发，提高煤炭的使用效能；最后，应该对核电大国核电利用现状进行客观分析，对世界核电发展趋势做出理性的判断，在自身核电技术可能的范围内控制核电的利用规模和发展速度，立足于长远来制定我国的核能源政策和构建合理的能源结构。
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