今夏持续高温和严重干旱正在冲击欧洲电力系统。
8月13日,罗马尼亚国家核电公司宣布,由于多瑙河水位“显著且持续下降”,切尔纳沃德核电站最后一台运行机组停机。该站另一台机组已于7月下旬因相同原因停运。作为罗马尼亚唯一一座核电站,切尔纳沃德由此全面停止发电,约占全国20%的电力供应需要由其他电源填补。
危机并不限于罗马尼亚。匈牙利帕克斯核电站因冷却水条件恶化持续降功率运行,法国部分沿河核电机组也因低水位和高水温减产。高温干旱为什么会冲击核电站?今年欧洲哪些核电站受到影响,涉及多少电力和人口?历史上最严重的天气冲击对核电站影响有多大,又有哪些解决办法?
高温干旱为何会“卡住”核电站?
核电站通过核裂变产生热量,把水加热成蒸汽,推动汽轮机发电。完成发电后,大量余热必须持续排出。因此,核电站虽然不依赖天气获得燃料,却和燃煤、燃气电厂一样,需要稳定、充足且温度适宜的冷却水。
干旱会使河流水位和流量下降。当水位低于取水泵的运行标准,或者电站无法抽取足够的冷却水时,机组只能降低功率,严重时必须停运。
高温则会使河水吸收余热的能力下降。冷却水排回河流后,还可能进一步推高下游水温、降低水中溶解氧,威胁水生生态。为满足环保标准,核电站同样需要减产或停机。
与此同时,热浪会推高空调用电,形成“需求上升、供应下降”的双重压力。持续高温还可能影响泵站、应急柴油发电机等辅助设备的可靠性。因此,受影响的不只是冷却水,也包括核电站整体的安全运行条件。
罗马尼亚失去两成电力,匈牙利逼近停机线
切尔纳沃德核电站拥有两台单机容量706兆瓦的反应堆,合计供应罗马尼亚近20%的电力。欧洲气候监测机构的分析显示,多瑙河近三分之二河段今年7月的流量降至34年来同期最低水平。多瑙河进入罗马尼亚的部分河段,流量一度只有正常7月平均水平的约三分之一。
罗马尼亚曾通过清理河床障碍、改变局部水流等方式保障核电站取水,但仍未能阻止两台机组先后停运。目前没有信息显示核设施发生事故或出现放射性安全事件,这是冷却条件恶化后采取的受控停机。
为填补缺口,罗马尼亚宣布8月进入能源紧急状态,启动一座330兆瓦褐煤电厂,增加风电和水电供应,并要求企业和居民减少高峰时段用电。必要时,政府可能限制大型工业用户晚间用电。
此次停机究竟影响了多少人,没有权威机构给出直接统计。电网会利用其他电源、进口和需求调节填补缺口,因此不能把核电站停运简单等同于部分居民已经停电。若按照人口和发电占比粗略折算,20%的电力缺口约相当于380万人的平均用电规模,但这并非实际停电人数。
影响还可能波及摩尔多瓦。该国部分时段多达60%的电力缺口依靠罗马尼亚填补。罗马尼亚电力出口减少后,摩尔多瓦可能需要从乌克兰或欧洲其他市场购买价格更高的电力,供电进一步收紧时还可能面临限电风险。
多瑙河上游的匈牙利帕克斯核电站同样告急。该站拥有四台反应堆,通常供应全国约三分之一至40%的电力。今年7月下旬以来,受低水位和高水温影响,帕克斯持续部分停运或降功率运行,一度只有四套汽轮发电机组中的一套保持运行。
匈牙利方面称,多瑙河水位曾距离取水泵运行下限仅有“几毫米”。政府已在核电站附近建设水下挡水设施,并部署驳船,准备在必要时抬高取水口附近水位。按照全国人口粗略折算,该站正常发电量相当于约320万至380万人的平均用电规模,但同样不能视为实际受影响人数。
法国13台反应堆受影响,但原因并非都是天气
法国约65%至70%的电力来自核能。根据法国电力公司数据,本周法国57台反应堆中有13台受到不同程度影响,可用核电容量较正常水平减少逾20%。
需要说明的是,这些机组受到的影响包括高温、干旱、计划检修和其他计划外停运,并非全部由天气造成。部分沿河核电站确实因河流水位过低或水温过高而减产,但目前公开数据没有单独列出天气因素对应的机组数量和人口。
法国尚未因此出现全国性大规模停电,总体上仍是电力净出口国。不过,法国是欧洲最大的核电生产国,其核电减产会压缩对邻国的出口,部分时段还可能增加进口需求,进而改变跨境电力流向、推高现货电价。因此,其影响并不限于法国约6800万人,还可能传导至欧洲区域电力市场。
2003年法国曾临时减少逾6吉瓦发电量
2003年欧洲热浪是极端天气冲击核电的典型案例。当时河流水温上升、流量下降,法国多座核电站被迫减产,短期减少的发电量一度超过6吉瓦。
法国官方审计机构2023年的报告显示,2000年至2022年,高水温和低水位造成的年度核电损失通常不到总产量的1%;即使在异常炎热的2003年,全年损失也约为1.5%。
年度比例看似有限,但减产通常集中发生在持续数天或数周的热浪期间,恰逢空调用电处于高位。今年6月底和7月中旬的热浪期间,法国最大可用核电容量一度减少8至9吉瓦,相当于夏季通常可用核电容量的约五分之一。由于其中还包括检修和其他因素,这一数字不能全部归因于天气,也不等于出现了同等规模的实际供电缺口。
改造核电站之外,还需提高整个电网的韧性
核电站可以通过调整取水口、改造取水泵、建设冷却塔和循环冷却系统,降低对河流水位和流量的直接依赖;同时还应重新评估辅助设备在极端高温下的运行能力,把未来气候变化纳入安全审查和新项目选址。
不过,这些改造不能完全消除风险。加深取水口无法解决河流总流量不足的问题,冷却塔也会消耗水资源。临时放宽冷却水排放温度限制可能损害生态,挡水设施等工程手段也只能改善局部条件。
更长期的办法,是减少电力系统对单一大型电源的依赖。扩大风电和太阳能装机的同时,需要发展电池、抽水蓄能等储能,加强需求响应和跨境输电,在核电因天气减产时及时补位。
从罗马尼亚全面停运,到匈牙利逼近取水红线,再到法国部分机组减产,今夏的情况表明,核电虽是低碳电源,却并非不受天气影响。当热浪、干旱和用电高峰同时出现,单座核电站的冷却问题可能迅速演变为跨国电力供应和市场价格风险。
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