energy report(先河环保股吧)
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核能的开发利用是21世纪人类最伟大的科技成就之一。但核能的本性是“天使与魔鬼”并存，既会给人类带来巨大福祉，又会给人类带来严重灾难。支持者认为核能是人类非凡的科学成就，反对者则认为发展原子能是一种危险和短视的行为。核能将人类技术创新中*与最坏的元素都呈现了出来。由此，核能发展的前景到底是“核能复兴”（Nuclear Renaissance）还是“核能终止”（Nuclear Demise）[1]，一直以来都是核能相关利益方争论不休的议题。据此，从拥核派与反核派争论的安全、经济和环保3个视角出发，深入剖析影响和制约核能发展前景的十大关键因素，是科学判断核能未来前景的重要基础。
1 核事故
核事故是对人类、环境或设施造成重大后果的事件。凡是开发核能的地方，都不可避免地会发生各种类型的核事故。美国的三哩岛核事故（1979年）、前苏联的切尔诺贝利核事故（1986年）和日本福岛核事故（2011年），是迄今为止世界核能发展史上发生的3次重大核事故，对世界核能的发展产生了深远影响。福岛核事故是由地震、海啸与核泄漏相叠加的“三重灾难”，被认定为比切尔诺贝利核事故危害性更大的“重大事故”，是世界上代价最为昂贵的灾难。福岛核事故不但给日本带来巨大的经济损失，而且带来严重的核污染和核辐射，核事故对民众带来的心理危害远胜核辐射本身[2]。
每次核事故发生后都会对核能发展热情造成极大挫伤，导致民众对核能环境与健康风险方面的关注日渐上升，强化反核者的话语权，削弱民众对核能开发的政治支持，甚至会形成一种主张完全停止核能扩张的“致命政治话语”[3]。尼克松总统曾预言美国在20世纪末将会有1 000座核电站投入运营，但在三哩岛和切尔诺贝利核灾难的影响下，千年之交美国投入运营的核电站也仅有104座[4]。福岛核事故后，伴随着日益上升的公众愤怒和群情激愤的抗议游行，几乎所有的核电站都被闲置起来，政府也被迫重新反思其核能政策。核能在能源消费总量中的份额也从2010年的13%下降到2011年的7%[5]。
显然，严重核事故的爆发能在短期内显著拖慢核能发展步伐，给核能发展前景蒙上阴影。然而，促进全球核能复兴的两大现实动因，即居高不下的油气价格和气候变化的关切仍客观存在，一个都没有得到解决。核能仍然是渴求通过核能解决这两大挑战国家的不二选择，全球核能发展的总体态势仍难以逆转。从单个核能开发国家来看，中国和印度在福岛核事故后开发力度并没有减弱。因此，在理解为何尽管有核事故影响，但亚洲国家仍继续致力于核能项目建设时，有必要在福岛核事故的神话与现实之间做出鉴别[6]。
更引人注目的是，作为福岛核事故当事国的日本，也宣布重启核能开发进程。2015年8月中旬，日本川内核电站1号机组（Sendai 1）是首个启动的核电站，并实现并网发电，同年10月川内核电站2号机组（Sendai 2）重启，2016年2月和3月，高滨核电站3号机组（Takahama 3）和四号机组（Takahama 3）分别重启[7]。
2 核平安
核平安（Nuclear Safety）旨在确保核设施、核材料不出事故和防止核事故伤害。由于核能是一项以灾难性危险资源为基础的复杂技术，因此非常容易受到自然事件和人类弱点的影响。由此，核平安一直是提高核电成本的驱动因素，核电行业无法以可承受的成本提供平安的反应堆，是一个长期存在的矛盾。这说明核平安与可负担得起的核反应堆目前仍互不相容，在可预见的未来，这种矛盾仍将继续存在。
不可否认的是，国际原子能机构（IAEA）已为核电站制定了核安全标准（NUSS），内容涵盖政府对核电站的监管组织、核电站选址安全、核电站设计安全、核电站运行安全、核电站安全质量保证。但这种安全标准仅仅是一种建议，并不具有约束力。三哩岛和切尔诺贝利核事故后，1986年的《核事故早期通知公约》与《核事故或放射性紧急情况援助公约》在原子能机构框架内获得通过。但这些公约主要关系核事故的后果，对核事故预防关注不够，从而对实际核能平安的影响是有限的。1994年，旨在预防核事故的具有法律约束力的《核安全公约》获得通过，但仍无法确保缔约国会通过控制和制裁来履行义务。其安全关注内容虽然包含了陆地核电站选址、设计、建设和运营方面的国际标准，但对安全问题的关注只是给予“应有的优先”而非“*的优先”[8]。
国际社会在核平安建设方面的缺陷，也反映在核能开发国的核平安建设中。二战后的日本坚持核能的和平利用，开发出世界上技术先进的商业核能项目，核电站安全运营的水平一直较高。“核村庄”[9]反复向民众灌输核能是“安全、廉价和可靠”的，从而让日本民众自信满满地迷恋“安全神话”。地震学家就曾警告日本核电站面临的风险，国际原子能机构也在2008年发出日本福岛核电站存有“严重问题”的警告[10]。
在20世纪70年代至2011年福岛核事故期间，关于大地震以及由此引发海啸的可能性已经有了新的科学认识，但日本的核电运营商、东京电力公司和政府监管机构都忽视了这一风险。日本政府和电力公司所描绘的“安全神话”倾向于压制诚实和对风险的讨论。正如有学者所指出的，“日本的地震学机构被困在过时且不成功的模式中，他们关注的焦点是位于东京和名古屋之间东海地区可能发生地震的危害，而忽略对其他地区地震危害的防范。由此，监管机构和核电运营商错过诸多避免福岛核电站灾难的机会。”[11]
当然，福岛核事故再次撞击了核能利用中最为核心的敏感问题——平安。对于在此之前显得“有点自满”的核能世界来说，福岛核事故的“一个重要警示”就是触发了“核平安复兴”[12]。对于现有核电站来说，福岛核事故会迫使当事国制订更为“昂贵的平安标准”，即严格“平安标准”和强化“平安程序”[13]。对于新核电站的建设来说，核事故会迫使部分当事国出于政治支持的考虑，对发放新核电站建设许可证会更为谨慎。这些都会迟滞核能开发决策，拖慢核能开发步伐，提高核能开发成本。
3 核保安
核保安（Nuclear Security）旨在保护核设施、核材料、放射性材料免受人为攻击和动用，重在防止核*主义的发生。自20世纪60年代以来，伴随着核材料及其国际运输量的增加，对如何确保核材料免受*组织侵害的关切也在增加。从历史角度看，国际社会专注核平安问题，对核保安问题重视不够。“9·11”*袭击事件，凸显了对威胁核设施的核安全体系进行根本性改革的必要性，导致核保安关注度上升。
美国主导召开“全球核保安峰会”，着力凝聚核保安的全球治理共识。2010年在华盛顿召开的首届峰会重点关注的是如何防止*分子获取足够制造核弹的核裂变材料。重点是防止核*主义，即阻止*分子获取足够的裂变材料制造核弹。2012年的安全峰会是在福岛核事故后召开，尽管关注的重点又重新转向核平安，但这不能分散政府防止*分子获取核裂变材料的工作，因为核*主义行为的破坏性可能比福岛核事故更大。
福岛核事故爆发后，需要特别注重防范自然核事故与*分子故意破坏的可能结合，从而凸显了“核平安”与“核保安”之间建立强有力联系的紧迫性。为此，核电站运营商和监管机构应考虑采取一种“核平安-核保安”的综合方法[14]。核平安与核保安虽然对安全有不同的要求，但在关键领域存在重叠，可以相互支持。核设施通过技术手段提高安全保障，包括更安全的应急电力供应、更好的控制室安全，新建核电站应建设抵御*分子飞行器袭击的安全壳等。监管机构应要求核电站从设计到拆除的整个生命周期中都要安装安全接口。国际原子能机构在协调建设“核平安-核保安”安全体系中应发挥国际领导作用。
如果*分子对核电站进行*攻击，会给人类带来比一般核事故更加严重的心理影响，引起更大的社会恐慌。但也要看到，*分子如果要对核电站进行大规模袭击，也并不是那么容易。基于安全考虑，许多国家的核电站都建设非常安全的地方。有学者就批评强调核能发展中的核保安是夸大其词。约翰·穆勒（John Mueller）认为：“我们得到的主要是制造恐慌”，“最终，敌人就是我们自己。”[15]同样，布赖恩·詹金斯（Brian Jenkins）也声称，“它是我们的想象力。没有核武*主义的历史，有的只是核*的丰富历史。”[16]
4 核废料处置
人类制造核武器和利用核能的过程会产生大量的放射性核废料，这是世界进入核时代的遗产之一。核废料虽然体积相对较小，但具有很强的放射性和致热性。虽然随着时间的推移，这种放射性和致热性会逐渐减弱，但要消除至少需要几个世纪的时间，核废料在此期间必须要被屏蔽或进行远程处理。
当前，核废料的处理主要是储存和回收两种方式，但储存有一个潜在的未来污染问题，而回收则有一个潜在的扩散风险。基于政治、经济、技术和扩散风险等方面的原因，核废料处理与核燃料循环一直是一个悬而未决的全球性难题。全球目前大约有7.1×104 t乏燃料和高放射性废料储存在121个核电站与非军事政府用地，50多年储存的乏燃料可堆满一个12.5 m高的足球场，而且核废料仍以2 000 t/a的速度在递增[17]。乏燃料由于存在高放射性，其巨大风险在于一旦废料池被损坏或冷却不及时，就极易发生放射性事故。
世界上的先进核能开发大国都在努力探索核废料的处理问题。俄罗斯大力推进核能技术创新，通过采用封闭的燃料循环技术，可降低核废料的放射性，缩短放射性元素的半衰期，而且可以在增值反应堆中再次利用其他有效的燃料。日本由于堆积了过多的乏燃料，加之缺乏放射性核废料的最终处置场地，其核能发电经常被讥讽为“无厕公寓”[18]。日本当前的主要做法是通过与英国和法国公司签署合约，通过海运方式将MOX（钚铀氧化物混合燃料）储存在英国和法国，以备核电建设之用。但英、法的处理能力也日益捉襟见肘，两国每年的处理容量大约也就4 700 t。自1979年以来，日本已将140船乏燃料运到了欧洲[19]。
世界上很多地区将这种易挥发和致命性核废料储存在地下长达数百年之久的尝试遭到了许多本土民众的抵制。这种利用原住民及其土地维持的从铀矿开采和提炼到核能与核武器生产的燃料循环，以及由此产生的核废料的倾倒，被称为“核殖民主义”（Nuclear Colonialism）[20]，从而引起原住民和世界其他地方的反核废料倾倒运动。这种运动与其他类型的反核运动相呼应，对所在国的核能开发施加了相当大的政治压力。
5 核扩散风险
核能利用中不可避免的核扩散风险，对全球防扩散目标构成了一定挑战，而《不扩散核武器条约》（NPT）框架的核心矛盾则加剧了这一挑战。NPT第四条款规定，发展和利用基于和平目的核能技术是发展中国家享有的一项“不可剥夺的权利”，意味着一个国家只要接受IAEA的核安全保障，就有和平利用核能的权利。但在具体的核项目开发中，民用与军用存在着天然的技术联系，要明晰两者之间的界限，难度较大。事实上，印度以民用核能为掩护，成功开发出了核武器。正如尼赫鲁总理所承认的那样：“我不知道该如何在核能用于和平与国防目的之间做出区分。”[21]因此，“‘原子用于和平’所表达的希望和蘑菇云所象征的*之间的紧张关系，仍然是关涉核能未来的现代政治辩论的核心。”[22]
核能利用中的扩散风险可分为两大类：a) 横向扩散的风险，即从一个行为体向另一个行为体，表现为将核材料、核技术或专有技术转移给另一个谋求核武器的行为体。“9·11”*袭击事件以后，核*主义的真实威胁和感知威胁不断增加，国际社会担心*组织可能会从民用或军用核中获取用于制造核武器的核材料。根据IAEA的说法，25 kg高浓缩铀（HEU，含有90%以上的U-235）或8 kg钚-239是制造一枚简单但可工作的核武器的*限度标准[23]。2003年被揭露的巴基斯坦“核弹之父”卡迪尔·汗涉嫌“核黑市”交易震惊全球，进一步凸显了这种核扩散危险性的迫近；
b) 纵向扩散的风险，即民用核
日本虽然是二战中核弹轰炸的受害者，二战后一直坚持民用核能发展，但拥有核武的能力一直存在。正如武藤一羊（MUTO Ichiyo）所指出的，日本核能机制是国家安全机制的有机组成部分，日本先进的核工业基础是日本国家安全的核心，充当“核武潜力保管人”的角色[24]。
此外，全球储存的核废料中含有大量能制造核武器的钚，一旦核废料的回收利用技术更加成熟，就可能造成更难控制核扩散。一些国家储存的民用核材料也含有大量的核武级别的钚或裂变材料。例如：英国的民用储备中就含有100 t之多的钚，政府还没有决定如何处理这些材料；国际易裂变材料委员会（IPFM）的数据显示，法国的稀土储备超过80 t，可分别为大约12 500枚和10 000枚核武器提供足够的裂变材料[25]。因此，如果国际社会不努力强化对敏感核技术与核材料的控制，类似核黑市交易、核武技术潜在国和*分子获取核爆炸材料这样的核扩散威胁将持续增加，降低民众对核能的接受度，削减核能发展的政治支持度，从而给全球核能的健康发展蒙上一层阴影。
6 反核能运动
“反核能运动”（Anti-nuclear Energy Movements）是一个旨在反对核能应用的社会运动，参加者多为环保主义者、专业人士和深受核电发展影响的草根群体。在几乎所有计划修建核电站的地方，都会发生反核能抗议事件，在拥有核项目的国家也都存在各种类型的反核能组织。三里岛、切尔诺贝利与福岛核事故的发生，均触发大规模的反核能运动。
20世纪50年代末期，全球出现旨在反对核武器和倡导核裁军的反核抗议活动。进入70年代以后，伴随着民用核能利用的不断发展，核能逐渐成为民众抗议的一个重要议题。1975年—1977年，法国爆发抗议核能开发的示威游行活动有10次之多，参加人数突破1.75×105。美国的反核组织“蛤壳联盟”（Clamshell Alliance）和“鲍鱼同盟”（Abalone Alliance），也分别领导了反对锡布鲁克核电站和魔鬼峡谷核电站的抗议活动[26]。美国三哩岛核事故爆发后，联邦德国的波恩爆发了有1.2×105人参加的反核能示威游行。切尔诺贝利核事故爆发后，意大利的罗马爆发有1.5×105～2.0×105人参加的反核电示威活动。福岛核事故后，日本和印度等国又掀起了新的反核抗议活动。
毫无疑问，核事故的爆发引发民众“恐核”心理，触发大规模反核运动。俄罗斯原子能集团公司总经理谢尔盖•基里延科就认为，当今核能的主要问题不是技术问题，而是心理问题[27]。反核能抗议运动能在一定程度上延缓核能开发步伐，比如印度在建核电站因备受反核活动的困扰而不断延滞。库丹库拉姆核电项目的规划最早于1988年就提出，2001年启动建设。福岛核事故后，针对库丹库拉姆核电站的抗议活动愈演愈烈，迫使库丹库拉姆核电站曾多次被迫停止施工，使得原定于2011年12月的启动调试推迟。2012年3月，数百名来自农业和渔业社区的抗议者（其中很多是女性）聚集到附近的伊丁塔迦来村，试图再次阻止库丹库拉姆核电站的建设活动[28]。
福岛核事故后，伴随民众的反核情绪与充斥全社会的“核敏感”，日本政府被迫表态调整能源政策。在2011年10月发表的能源白皮书中，日本政府宣布“推倒重来”[29]，将采取措施降低国家对核能依赖，重修基本能源计划。正如同年12月日本基本能源计划评估委员会提交的报告所指出的：“在最近的灾难与核事故发生后，这种能源结构（核能占30%）一定要进行根本性修改。” [30]
7 核安全文化
“核安全文化”（Nuclear Security Culture）是个人、组织和机构作为一种支持和提升核安全方式时所表现的各种特征、态度和行为的总和[31]。核能安全是核安全文化关注的重点，核安全文化对改善核能安全起到了良好的推动作用。强调核安全文化既是一种态度问题，又是一种体制问题，还是一种在处置核事故中所表现出的正确理解力和执行力问题。
美国前核管理委员会前主席理查德·梅瑟（Richard Meserve）就发现，所有关于福岛核事故的不同调查都认为安全文化的失败是一个“核心因素”。把钱花在技术解决路径上比人力系统的根本性变化要更容易，但为确保日本核能的安全，这种努力最终仍然需要。实施上，还存在一种风险，即过度依赖技术修复可能会产生一个新的“核安全神话”[32]。不合时宜的核安全文化是导致核事故频发的重要诱因之一。日本在保护核电站安全方面依赖“传统科学戒律”，核安全理念保守陈旧，核安全规章制度缺乏及时更新和创新，核规章制度的执行缺乏“牙齿”功能。
国际原子能机构总干事天野之弥在总结福岛核事故的报告中指出：“任何国家都没有理由对核安全产生自满。促成福岛第一核电站事故的一些因素不是日本所独有的。不断的质疑和从经验中学习的开放态度是安全文化的关键所在，对从事核电的每个人而言都至关重要。必须始终将安全放在首位。”[33]
核安全文化包括个人响应、管理层责任和决策层责任3个维度。要实现核能的安全运营，就需要培育全民核安全意识，从而实现核能安全决策、安全建设、安全运营的常态化；核安全文化的建设还需要提升核安全监管标准。a) 强化对运营核电站的安全审查和监管；b) 针对在建和新建核电站制订更为严苛的“平安标准”和“平安程序”；c) 需要创建公众核接受教育机构。公众的核能接受度大致可分为愿意接受、勉强接受和反对3种，创建专职教育机构，构建针对不同核能接受度公众的教育体系；由于民众核安全感知与政府核事故应急能力之间存在正相关联系，所以还需要提高核事故应急能力。
8 能源安全
Umair Dossani在2010年发表的《核能复兴抑或终结？》（Nuclear power renaissance or demise？）[34]一文中指出，“核能是满足世界日益增长能源需求的一个有效方法，全球核能复兴的态势显而易见”。他的基本依据是：核能是清洁能源，为解决导致全球变暖的碳排放问题提供了可能，能持续不断地提供基本负荷动力，同时核能的发电容量大于其他能源。况且伴随着技术进步，核电站运转的成本也得到了削减。从世界范围看，核能已提供了17%的全球能源需求，在14个国家中提供了超过30%的电力供给，其中，法国居首，达到了78.5%[35]。虽然福岛核事故会导致许多核电站暂停，但这并不能遏制一些国家按照自己的方式继续执行未来的核发展计划。全球“核能复兴”远没有结束。核能在解决一些国家的能源安全中仍然扮演着关键角色。
对有些正处于高速发展但严重缺乏电力资源的国家来说，核能在其能源发展战略中仍然具有不可替代的地位。全印度缺电的平均水平是11.7%，高峰期的缺电达到了25.4%。保守估计，2031年—2032年印度将需要8×1011 W的装机容量[36]。印度目前有20个核反应堆在运行，发电4 780 MW，占印度总装机容量的比例还不到3%。在2022年，印度核能的总发电量预计增长8倍，能满足印度电力需求的大约10%。到2052年，印度的核能发电将提升70倍，对印度总电力需求的贡献将达26%[37]。
福岛核事故前，日本有54座反应堆运转，向日本提供了大约29%的电力。福岛核事故后，伴随着福岛与其他核电站的停止运转，日本对液化天然气、原油和成品油的进口额分别增长37.5%、21.3%和39.5%[38]。随着核电输出的减少，日本的环保政策也将产生严重影响。日本2011年CO2的排放量增加了2.1%，如果2012年核电仍然关闭，预计CO2的排放量将增加5.5%。在福岛事故之前，核能平均每年削减日本的CO2排放大约是14%[39]。增加的排放量让日本几乎不可能达到京都议定书2020年削减CO2排放25%的目标。
9 比较成本
一国开发核能，不仅需要强大的核工业基础，更需要庞大的资金支持。因此，开发可负担成本的核能，是制约未来核能前景的关进因素之一。与传统的化石原料发电相比，核能发电的总成本中，燃料费用所占的比例较低，核燃料对价格波动的敏感度不及化石原料，核能发电的成本不易受国际经济情势的影响。印度有学者认为核发电比化石燃料发电更为昂贵。核能开发虽然在燃料成本上占有优势，但总体开发成本仍然较高。核电站初期的投资是热电厂的3倍，而且核能的成本通常还将确保核平安与核废料管理的成本计算在内，化石原料的发电成本通常不包括环境及其相关成本。
但也有学者认为，从理论上来看，未来用钍代替传统的铀燃料棒用于裂变反应堆，建立新一代商业核电站在技术上是可行的。与传统的铀相比，钍反应堆是一种更安全、更清洁和更便宜的解决方案。钍反应堆只能用于发电，不会产生任何可用于核武器的产品；钍的废弃物放射毒性周期不到200年，相较以1.0×106 a多估计的铀燃料，更容易储存和处理；钍不会产生影响气候的温室气体；钍比铀更丰富，要多3倍～4倍，更容易开采，也更便宜。
此外，人类还可以掌握从磷酸盐或海水中提取铀的技术，也有可能将核燃料回收或将“增值”反应堆发展到商业开发的程度，从而极大地延伸核燃料的利用。从具体的核能开发国来看，世界上核能发展较为成功的法国、日本和韩国等国家，都形成了一套行之有效的商业融资框架，极大提升了公共部门和私营部门的投资热情，从而缓解和弥合了政府核电投入的资金缺口。
10 气候变化
支持核能复兴的两大动因之一就是对全球气候变化的贡献。核能仍被证明是能够大规模提供重要能源的*选项，从而承载了从氢经济过渡到完全清洁能源经济的“桥梁”功能。从综合角度来看，核能是一种能实现自我持续发展、帮助国家实现可持续发展目标的能源选择。核能一定包含在国家寻求实现《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）目标、履行《里约热内卢环境与发展宣言》《21世纪议程》承诺的可用能源选择的清单中。
a) 一个典型的核反应堆每年能产生3 m3（25 t～30 t）的乏燃料，较少燃料的产生意味着更少燃料的运输，这将有助于减少运输温室气体的排放；核电站没有诸如传统热电厂那样的实际燃烧过程，这极大地减少了温室气体的排放，而且更为重要的是没有空气污染。根据加拿大环保组织彭比纳研究所（Pembina Institute）2006年的估计，加拿大核部门（7个核电站的23座反应堆）CO2的年排放量在4.68×105 t～5.94×105 t之间，仅占加拿大年碳排放总量的0.07%。但一个500 MW的燃煤发电厂，每年就能排放大约3×106 t CO2，占加拿大年碳排放总量的0.4%，提供的电能却仅占加拿大年装机电容量的0.4%[40]；
b) 核事故*的危害是对民众造成的心理伤害，直接的危害要比碳排放小。根据世界卫生组织估计，切尔诺贝利核事故造成56人直接死亡，4 000人预期死于辐射造成的癌症，60多万人中的大部遭受核辐射，30万人需要*性迁移[41]。而死于空气污染的每年就高达240万人；
c) 铀的市场价格是相当稳定的，而且没有受到政治和世界经济形势的影响。总体而言，核电拥有每千瓦*的发电成本，价格是0.025美元/（kW·h）[42]。
11 结语
一般而言，全球核能发展前景的评估，学术界大致从安全、经济和环保三个视角展开。拥核派认为核能是安全、经济和环保的能源选择；反核派则认为核能是危险、昂贵和非环保的。拥核派与反核派通常在这三个视角上展开辩论。本研究对影响全球核能前景的关键因素进行了细化和梳理。
从安全视角而言，核平安、核保安、核废料处置、核扩散风险和核安全文化是影响核能前景的关键因素。这里需要特别指出的是，在国内很多关于核安全的论述中，“核平安”（Nuclear Safety）和“核保安”(Nuclear Security)的内涵没有作清晰界定，经常混淆使用，统统归入“核安全”范畴。事实上，核平安旨在确保核设施、核材料不出事故和防止核事故伤害。核保安旨在保护核设施、核材料、放射性材料免受人为攻击和动用，重在防止核*主义的发生。从历史角度看，国际社会专注核平安问题，对核保安问题重视不够。
“9·11”事件后，核*袭击风险增加，核保安关注度开上上升。福岛核事故触发“核平安复兴”( Nuclear Safety Renaissance) ，凸显“核平安”与“核保安”之间建立强有力联系的紧迫性。从经济视角而言，能源安全和比较成本是影响核能前景的关键因素。与高污染的化石燃料和其他可再生能源相比，核能在确保能源安全稳定供给方面拥有自己独特的优势，也具一定的比较成本优势。从环保视角而言，反核能运动和气候变化是影响核能前景的关键因素。已有研究多数将反核能运动归入安全视角，但本研究认为，核事故造成的心理*远胜实际的安全损失，大多数反核能运动的爆发都是基于环保考虑而发生的，反核能抗议在某种程度上也是邻避运动的有机组成部分。
当然，本研究只是粗线条勾勒了影响核能前景的十大关键因素，各种因素的具体影响也会受到核能开发国政治环境和公民社会等因素的影响，同样的因素在不同的国家产生的影响也会截然不同，这需要结合所在国的核能开发个案，通过量化研究的手段，进行具体的案例研究，这是本研究无法解决的问题，留待后续的深入研究。
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来源 / 中国证券报
8月16日上午，先河环保开盘跌停。
就在头一天晚上，先河环保股吧已经一片哀嚎！
原来，先河环保卷入了今年轰动全国“临汾环境监测数据造假案”，被中国环境监测总站约谈。
“临汾造假案”因环保局局长亲自参与造假，监测数据被干扰近百次，今年7月被中共中央政治局常委、全国人大常委会委员长栗战书直接点名（消息长安街知事）。
蓄意犯罪 6个国控站点被干扰近百次
为何“临汾监测数据造假案”直接惊动了中央？
让我们先回顾一下这个案子。
2016年底、2017年初，临汾发生“二氧化硫浓度破千”事件，引发全国关注。时任环保局长郭波被免职，张文清作为副局长开始承担主要工作。
网
面对环保压力，张文清想到了投机取巧。
2017年3月30日，张文清和临汾市环保局办公室负责人张烨坐动车去北京开会。路上张文清表示，本省别的地市的空气监测数据有些失真，并询问张烨“有没有类似办法让临汾数据也好看些”。
一个大胆的计划就此启动。
2017年4月，在张文清授意下，临汾市环保局办公室原负责人张烨和环境监测站原聘用人员张永鹏，指挥多名作案者在夜间潜入临汾市多个国控站点，干扰空气质量数据。
2017年4月至2018年3月，张永鹏组织人员通过堵塞采样头、向监测设备洒水等方式，对全市6个国控空气自动监测站实施干扰近百次，导致监测数据严重失真达53次。
为了方便统一指挥干扰监测数据，张永鹏甚至建立了一个名为“兄弟”的微信群。张永鹏许诺每人每月3000元好处费，并总计垫付了5万元以上费用。
因此，临汾市的大气污染治理工作交出了一份漂亮的“成绩单”，2017年秋冬季PM2.5、二氧化硫平均浓度降幅均为山西全省第一。
2018年3月，张文清“转正”成为临汾市环保局局长。而“转正”不久即迎来了“东窗事发”。
2018年3月底，生态环境部检查发现，临汾市6个国控空气自动监测站部分监测数据异常，采样系统受到人为干扰，并在查实有关情况后依法移送公安部。
4月11日，公安部将案件移交山西省公安机关。山西省抓获16名犯罪嫌疑人，并依法移送起诉。
5月30日，晋中市榆次区人民法院对涉案16人作出判决：主犯张文清被判处有期徒刑两年；主犯张烨、张永鹏分别被判处有期徒刑一年。13名从犯中，负责监测站运维工作的原先河环保员工崔勇勇、张安分别被判处有期徒刑8个月和6个月。
7月9日上午，在十三届全国人大常委会第四次会议上，中共中央政治局常委、全国人大常委会委员长栗战书表示，个别地方环境质量监测弄虚作假，环境监测制度落实有差距。他举例说，山西省临汾市出现大气环境质量造假窝案，2017年4月至2018年4月，6个国控站点被人为干扰上百次，监测数据严重失真。
“6个站点都被干扰，发现数据异常比较困难。”国家环境保护督察办公室副主任刘长根说，临汾市环境空气质量监测数据造假是一起有组织、有预谋的蓄意犯罪行为，且发生在公开通报西安市环境监测数据造假案件之后，在***、国务院三令五申要求确保环境监测数据准确真实之后，教训深刻，影响恶劣。
上至博士 下至初中生 竟“不知数据造假是犯罪”
临汾一直站在环保问题的风口浪尖上。
近日，生态环境部有关负责人通报空气质量状况时表示，2018年1–7月，全国进行排名的169个城市中，临汾市倒数第一。
1~7月169城市排名前20位和后20位名单
而早在2017年1月19日，临汾市政府因大气环境质量持续恶化、二氧化硫浓度长时间“爆表”问题就被原环境保护部约谈过，并同步暂停新增大气污染物排放项目的环评审批。
新华社
该次约谈后，临汾市进行了整改。但由于在环境空气质量监测站上收之前就存在数据不实等问题，2017年上半年全市大气环境质量监测数据仍然不降反升。
2017年5月，山西省与各地市政府主要领导签订《环境监测数据质量责任书》，进一步明确了具体责任和要求。
“但临汾市6个国控空气自动监测站一年内被干扰近百次，成为犯罪分子自由出入的场所，特别是曾经出现报案并对有关人员实施过拘留的情况下，仍未引起重视，未落实职责，未建立责任体系和工作机制，责任书成为一纸空文。”生态环境部监测司副巡视员张京麒说。
他指出，临汾市关于防范和惩治环境监测数据造假警示教育严重缺位，在日常工作中严重失察，对环境监测数据弄虚作假行为负有不可推卸的领导责任。临汾市涉案的16名人员“上至博士、下至初中生，都对环境监测数据造假行为没有正确认识，特别是涉案的市环保局办公室原主任张烨竟然认为干扰监测仅仅属于违规，不知道是犯罪。”
终止山西25个国控站点运维服务
8月15日晚间，生态环境部发布消息，中国环境监测总站就临汾环境监测数据造假案件对先河环保主要负责人进行了约谈。
先河环保8月16日早间也发布了公告，约谈指出公司作为临汾市国家环境空气质量自动监测站运维单位，在该案件中负有重要责任，公司原两名运维员工因涉案被判刑。
中国环境监测总站指出先河环保“三宗罪”：
一是违反规定，对干扰监测的弄虚作假行为知情不报。先河环保违反该规定，发现临汾市国家环境空气质量自动监测站受到人为干扰的情况未及时向中国环境监测总站报告。
二是监管失职，运维人员参与弄虚作假。先河环保对运维人员教育管理不到位，涉案人员崔某和张某为先河环保员工，在该案件中通风报信、参与数据作假，分别被判处有期徒刑8个月和6个月，先河环保未尽到监管责任。
三是对运维国控站点的重要性认识不到位。运维公司承担国家委托的国控站点的运维任务，但未能构建完善的内部管理制度和责任体系，未能严格履行相关法律法规和规章制度。
中国环境监测总站表示，先河环保上述行为已构成严重违约，从2018年8月起，终止先河环保山西省25个国家环境空气质量自动监测站的委托运维服务，不予退还履约保证金。
先河环保在公告中表示，中国环境监测总站与公司签订的相关运营合同，涉及山西大区站点数共计25个， 涉及合同金额约为362.5万元，约占公司2017年度营业收入的0.35%，履约保证金为 353.8万。
终止山西25个站点运维业务，其他省份国家城市站点运维未受到影响，预计对公司的生产经营和财务状况不构成重大影响。
目前，京津冀大气污染传输通道城市（简称”2+26”城市）中已有 16个城市安装了先河环保的网格化监测系统。
先河环保2017年年报显示，公司在环境监测系统的营收为7.42亿元，占总营收比例的71%，运营及咨询服务营收为1.86亿元，占总营收比例为18%。公司预计2018年上半年归母净利润同比增长50% ~70%。
业内人士指出，“临汾造假事件”未来是否会对公司其他城市的环境监测业务造成影响，还有待观察。
本文创新点
论文系统阐述了煤层气储层地质在储层孔裂隙结构、渗透率、跨尺度非均质性、流体性质及动态评价等方面的研究进展。煤层气储层地质学研究正在从宏观向微观、从定性向定量、从单学科到多学科协同发展。未来需要精细研究深部构造煤和热改造煤储层纳米级孔隙气体的赋存状态与扩散运移机理，建立健全煤系非常规天然气合采技术制度，根据纳米孔隙超量吸附的聚散过程厘定不同温压条件下煤储层微纳米孔隙中气体凝聚与游离空间变化。
作者简介
刘大锰 教 授刘大锰( 1965—)，男，湖南桃源人，教授，博士生导师。1994年7月毕业于中国矿业大学北京研究生部(现中国矿业大学(北京) ) 煤田、油气地质与勘探专业，获博士学位。1994年7月至今在中国地质大学(北京)工作，现任中国地质大学(北京)副校长，兼任中国高等教育学会常务理事、中国地质学会地质教育研究分会秘书长及煤炭地质专业委员会副主任、《煤炭科学技术》《煤田地质与勘探》《现代地质》《资源与产业》、Energies杂志编委、Energy Reports副主编。
刘大锰教授主要从事煤层气地质理论与评价技术方面的研究，围绕煤层气富集与高效开发的关键科学问题，建立了区块尺度煤层气富集理论，揭示了煤层气储集与产出微观作用机理，构建了煤层气藏精细描述技术体系，研发了煤层气储层静态表征与动态变化预测技术，创新性提出了中-高煤阶煤层气地质与开发一体化新思路，实现了煤层气勘探开发新突破。主持完成国家科技重大专项课题、国家自然科学基金重点项目、中石油创新基金等50余项。
刘大锰教授获国家科技进步二等奖1项，省部级科技进步一等奖3项和二等奖2项，北京市高等教育教学成果奖2 项；培养博士、硕士137名，其中1 名博士的学位论文获评“全国*博士论文”；荣获全国*博士学位论文指导教师(2011)等荣誉。先后在国内外核心刊物上发表论文300余篇，其中在AAPG、International Journal of Coal Geology和Fuel等刊物发表SCI检索论文140余篇，出版专著6部。
刘大锰，贾奇锋，蔡益栋
单 位
中国地质大学(北京) 能源学院
我国煤层气资源丰富，发展煤层气储层地质学理论与技术有助于我国煤层气勘探开发的进一步突破。基于对文献调研与分析，阐述了煤层气储层地质与表征技术的研究内容及进展，分析了前缘发展方向。研究认为，煤层气储层地质学研究正在从宏观向微观、从定性向定量、从单学科到多学科协同发展，研究内容涉及煤储层成因类型、沉积环境、构造作用、应力特征、物性特征、几何形态、井网布置方式、储层改造及保护、井网调整及优化等产业全过程；煤层气运聚动力分为2类，一类是在气体浓度差作用下的扩散-渗流机制，另一类是压差或势差作用下的水动力-浮力机制；构造挤压应力主要通过骨架岩石的变形改变含水层与隔水层，并影响到流体渗流网络的疏导能力；沉积压实主要影响孔-裂隙空间及喉道，沉积物沉降速度过快容易形成异常高压带，不利于储层流体流动；流体在三维空间中所处的温度不同，温差效应常会引起流体发生瑞利和非瑞利对流驱动，一般浅部低温、密度较大的流体会向下运动，而深部高温、密度较小的流体会向上运动；渗透率研究经历了4个阶段，包括表观现象与经验推测定性分析、多种理化效应与细化各因素作用影响机制、数学模型与数值分析等多种模拟手段定量表征以及精细完善储层微米尺度传输介质渗透率动态变化。研究指出，未来需要精细研究深部构造煤和热改造煤储层纳米级孔隙气体的赋存状态与扩散运移机理，建立健全煤系非常规天然气合采技术制度，根据纳米孔隙超量吸附的聚散过程厘定不同温压条件下煤储层微纳米孔隙中气体凝聚与游离空间变化。
研究背景
中国埋深2000ｍ 以浅煤层气地质资源量为30×1012m3，可采资源量为12.5×1012m3，具有现实可开发价值有利区的可采资源量为4×1012m3，其中高、中、低煤阶煤层气资源占比基本相近，主要分布在沁水盆地南部、鄂尔多斯盆地东缘、滇东黔西川南和准噶尔盆地南部。煤层气储层（简称煤储层）作为源岩和存储载体，包含了多尺度孔－裂隙、较大比表面积及流体传导介质等特殊性质，影响煤层气有效产出。
国内外学者系统研究了煤储层孔－裂隙系统的空间特征、结构分类及其配置关系，认为显微裂隙是沟通孔隙与宏观裂隙的桥梁，孔－裂隙发育程度直接影响渗透性、应力响应及煤层气可采性。煤储层渗透性是表征煤层气产能的关键参数，其受地应力影响，一般与有效应力、应力差存在指数关系。我国煤储层普遍具有低孔、低渗、强非均质等特点，储层微观和宏观煤岩组成及本构关系差异显著，储集性、可采性及开发技术选择与其煤岩学特征密切相关。煤储层地质学研究取得了丰硕成果，然而缺乏系统的研究总结。因此，笔者基于大量文献分析与研究实践，总结了我国煤层气储层研究领域的主要进展，指出前缘研究方向，以期为完善煤层气储层地质理论体系提供借鉴。
内容概要
１ 煤储层地质学概述
煤储层地质学是应用地质、地球物理和地球化学理论方法结合勘探开发资料，研究和解释煤层气储集地质体的物质组成、成因、演化与分布、空间展布规律，描述与表征储层几何特征与成藏机制的一门应用地质学科。煤储层地质学经历了30余年的理论与实践探索，在煤储层表征及其非均质性控制机制、渗透性影响因素及增渗改造技术、煤储层岩石学、岩石物理学及岩石力学、煤层气储集及产出机理等方面取得了丰硕研究成果。
1.1 研究意义
煤储层地质学研究在一定程度上解释了煤层气赋存和产出机理、运移机制及不同类型储层特征差异的形成原因，为煤层气资源合理高效开发提供了最基本的信息，使得“趋利避害” 式的开采逐步代替了“粗放”式的经验开采。
1.2 储层理论应用
1.2.1 储层表征
1.2.2 储层渗透性
1.2.3 储层有机岩石学
２ 煤储层地质研究进展
煤储层地质学研究从宏观向微观、定性向定量、单学科到多学科协同发展，各种模拟方法和精密仪器的涌现使储层地质学的研究进一步精细化，并不断丰富和深化了其理论内涵。
2.1 煤储层物性特征
2.1.1 煤储层孔－裂隙结构
根据研究目的差异，孔－裂隙分类存在显著差别。高阶煤孔隙自然分类方案以15、50、400nm为界，划分为微孔、过渡孔、中孔、大孔。结合煤层甲烷扩散与渗流特征，可将煤孔隙划分为扩散孔隙（＜65nm）和渗流孔隙（＞65nm），扩散孔隙进一步划分为微孔（＜8nm）、过渡孔 （8~20nm）、小孔（20～65nm），渗流孔隙划分为中孔（65～325nm）、过渡孔（325～1000nm）和大孔（＞1000nm）。
2.1.2 煤储层渗透率
煤层气开发过程中，随着煤储层水和气的排出，流体与煤岩体相互作用，渗透率呈现动态变化。渗透率受地应力、煤体结构、构造史及其伴随的流体活动史、宏／ 微观割理／ 裂隙的张开程度、充填情况等影响，其中地应力对煤储层渗透性具有重要的控制作用，古构造应力与煤化作用共同控制天然裂隙的发育程度及分布情况，现今地应力对储层前期形成的构造形态起改造作用，控制着割理／ 裂隙的开度及充填情况，以此影响煤储层渗透性。
2.2 储层跨尺度非均质性
煤储层非均质性直接影响煤层气的成藏与开采，系统地定量评价储层非均质性对于煤层气勘探选区和有效开发具有重要意义。储层非均质性主要体现在平面、层内和层间等方面，并受控于构造演化、沉积环境、岩浆活动、变质作用及其相互的耦合作用。
2.3 煤储层流体地质
2.3.1 煤储层地球物理表征
对岩石物理、地震预测、测井解释３个方面内容的深入研究，使得地球物理方法可以在储层精细表征方面发挥重要作用。利用叠前或叠后地震勘探数据中的振幅、时间、衰减程度、频率、横/纵波速度、泊松比等基本信息，经过数学变换得到震波测井预测的动力学、几何学模型，以此提供煤层气储层的相关信息。
2.3.2 流体－地质响应
流体活动影响煤储层中的物质演变和能量分配，贯穿于整个成煤作用（包括沉积、变质、岩浆与构造活动等） 过程，其对整个系统的贡献主要是通过流体之间以及流体和煤岩之间的理化反应来实现。
2.4 储层动态评价
煤储层动态评价研究主要集中在多相介质耦合特征、渗透率评价、产气过程相渗演化、排采工艺技术和产能预测等方面。
３ 煤储层地质发展方向
3.1 储层地质与工程更加紧密融合
3.2 定性描述向定量评价转变
3.3 实时动态和衍生性研究蓄势勃发
结 论
１）煤储层地质学是应用地质、地球物理和地球化学理论方法结合勘探开发资料，研究和解释煤层气储集地质体的物质组成、成因、演化与分布、空间展布规律，描述与表征储层几何特征与成藏机制的一门应用地质学科。 其从理论上解释了不同类型储层特征差异的形成原因及煤层气产出机理、运移机制，为煤层气资源的合理高效开发提供了基本信息。２）煤储层中气体的主要运聚动力分为２类：一类是在气体浓度差作用下的渗流－扩散机制，另一类是压差或势差作用下的水动力－浮力机制。 流体在三维空间中所处的温度不同，温差效应常会引起流体发生瑞利和非瑞利对流驱动，一般浅部低温、密度较大的流体会向下运动，而深部高温、密度较小的流体会向上运动。
３）煤储层渗透性的研究经历了根据表观现象与经验推测定性分析、考虑多种理化效应与细化各因素作用影响机制、结合数学模型与数值分析等多种模拟手段定量表征、精细完善储层微米尺度传输介质渗透率动态变化４个阶段。 储层渗透率非均质性普遍表现为“变质程度控制垂向渗透性，中部较底部内生裂隙发育，渗透率分层现象严重”等特点。
４）随着煤层气行业越来越多科学问题的涌现，未来需要厘定不同温、压条件下煤储层微纳米孔隙中气体凝聚与游离空间变化，分析超临界条件下煤层气赋存状态及煤层中气、液、固三相物理化学反应与相态转化，并深化煤储层微观赋存机制与超压吸附理论研究。 另外，需动态融合煤储层地质学理论与微生物厌氧发酵生物工程，以此丰富煤储层地质学研究。
引用格式
刘大锰，贾奇锋，蔡益栋.中国煤层气储层地质与表征技术研究进展［J］.煤炭科学技术,2022,50（1）：196-203.
LIU Dameng, JIA Qifeng, CAI Yidong.Research progress on coalbed methane reservoir geology and characterization technology in China［J］.Coal Science and Technology，2022，50（1）：196-203.
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sci ssci收稿
能源环境领域
Environmental Science & Technology Letters（中科院1区 IF=7.6）
Energy Reports SCIE（中科院2区 IF=6.9）
ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY SCIE（中科院4区 IF=3.2）
Journal of Energy Storage（中科院2区 IF=6.6）
地质海洋、农业森林领域
Geoscience Data Journal SCIE（中科院3区 IF=1.8）
Ocean Engineering SCIE（中科院3区 IF=3.8）
Agricultural and Forest Entomology（中科院3区 IF=2.5）
Annals of Forest Science（中科院2区 IF=2.6）
计算机、图像、人工智能领域
Frontiers of Computer Science SCIE（中科院2区 IF=2）
Image and Vision Computing SCIE（中科院3区 IF=2.8）
ACM Transactions on Sensor Networks SCIE（中科院3区 IF=2.3）
Journal of Artificial Intelligence Research（中科院4区 IF=2.8）
控制、测量、优化工程领域
Optimization and Engineering SCIE（中科院4区 IF=2.8）
Measurement Science and Technology SCIE（中科院4区 IF=2）
International Journal of Control Automation and Systems（中科院3区 IF=3.3）
教育、经管、医学领域
Progress in Cardiovascular Diseases SCIE（中科院2区 IF=8.2）
Journal of Science Education and Technology（中科院3区 IF=2.3）
Operations Research Letters（中科院4区 IF=1.2）
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