【能源评论】核电“十三五”

发布时间:2014-12-19

 

2030年,可再生能源和核能的比重将达20%以上,年供应量将超过10亿吨标准煤,将成为与煤炭、石油和天然气等化石能源相并列的在役主力能源。

力争成为主力能源

当前世界范围内正在经历新型能源体系变革,其核心是以新能源和可再生能源为主体的新型能源体系逐渐取代以化石能源为支柱的传统能源体系,以应对地球矿产资源的日益枯竭和以气候变化为代表的全球生态危机,实现经济社会与资源环境的协调和可持续发展。这一能源能源体系变化的趋势,在即将到来的“十三五”将更加明显。而在未来新能源体系变革中,可预见到,核能将发挥不可替代的作用。全球能源体系变革和新能源技术创新的趋势,也对我国实现跨越式发展提供了难得机遇。

核能的未来

全球应对气候变化下能源变革的潮流,其一是强化节能,提高能源效率。例如欧盟已制定2020年比1990年提高能效20%的目标,德国提出在保障经济持续增长前提下,其一次能源消费到2020年和2050年分别比1990年减少20%50%的目标。其二是大力发展新能源和可再生能源,促进能源结构低碳化。欧盟已提出2030年可再生能源比例达27%目标,德国进一步提出2030年达30%2050年达60%,其中发电比例达80%的目标。可见在不远的未来,世界范围内新能源和可再生能源技术和产业将面临快速发展的新局面。

而核能作为清洁能源,在世界能源变革中将发挥重要作用。世界能源理事会在《世界能源展望》中预测,2013年全球核电装机共计3.91亿千瓦,到2020年将达4.21亿~5.08亿千瓦,2030年将达4.56亿~7.40亿千瓦。到2035年,世界各国规划中新建核电装机1.79亿千瓦,意向中新建3.78亿千瓦,其中经合组织国家分别占31%19%,主要是发展中国家和经济转轨国家。

面对全球化石能源资源日趋紧缺、价格上涨以及二氧化碳减排的压力,发展中国家不可能再沿袭发达国家以化石能源为支撑的现代化道路,核能将对发展中大国构建安全、清洁、低碳的可持续能源体系发挥重要作用,对核电技术将有强劲需求和广阔市场。

福岛核事故后,尽管一些国家采取了弃核政策,但美国、俄国、英国、法国等具有核能技术优势的国家仍坚持继续发展核能的方针。这些国家不仅重视核能在本国能源变革中的重要作用,更注重保持和发展技术竞争优势,积极开拓国外市场并保持和扩大其影响力,引领世界先进能源技术的创新和发展。我国也应有前瞻性战略布局,发展核工业领域的竞争优势。

目标主力能源

我国推动能源体系革命的战略目标,是建立并形成安全、高效、清洁、低碳的能源供应体系和消费体系。在大力节能和提高能源效率同时,促进能源结构的低碳化。

我国已制定到2020年非化石能源比重达15%的目标,届时非化石能源年供应量将达7亿吨标准煤左右,超过英国和德国并相当于日本2010年能源消费总量,成为有效抵消化石能源增长的替代能源。到2030年,可再生能源和核能的比重将达20%以上,年供应量将超过10亿吨标准煤,将成为与煤炭、石油和天然气等化石能源相并列的在役主力能源。

2030年后非化石能源新增供应量基本可满足随经济社会发展新增加的能源需求,从而使二氧化碳排放趋于稳定并逐渐下降。为此,2030年核电装机应达约1.5亿千瓦,将替代煤炭约5亿吨,减排二氧化碳约9亿吨。其后如仍以每年新建1000万千瓦左右的速度增长,每年新增供能2000多万吨标准煤,将填补届时能源需求年增长量的约30%。如果没有核能的规模化发展,二氧化碳排放峰值时间至少推迟10年以上。因此,核能对降低二氧化碳排放峰值数量和提前实现峰值时间具有关键作用。到

2050年,新能源和可再生能源的比重争取达到1/31/2左右,煤炭的比重下降到1/3以下,为本世纪下半叶建成以新能源和可再生能源为主体的可持续能源体系奠定坚实的基础。届时核电装机应达3.5亿千瓦左右,年发电量约占届时电力需求的1/4,可替代煤炭10亿吨以上,在一次能源供应比例中占10%以上,减排二氧化碳达20亿吨以上。而届时的二氧化碳排放总量将回落到2010年的水平,以适应全球二氧化碳减排的合作进程。另一方面也将对减少二氧化硫、氮氧化物、烟尘等常规污染物排放,从根本上解决环境污染问题发挥极其重要的作用。

我国当前发电装机容量已达12.5亿千瓦,到2030年还将翻一番,当前各种可再生能源加速发展也不能满足新增电力需求,如不发展核电,就要更多地发展煤电,是核电与煤电之间的选择。而发达国家当前电力需求基本饱和,新建电站是在各种可再生能源与核能之间进行比较和选择,以替代原有的煤电。因此我国发展核电的需求比发达国家更为紧迫和重要。

我国地域广大,能源需求量大,需要各种新能源技术协同发展,优势互补。核能单机容量大,发电时间稳定,负荷因子高。装机1千瓦核电,其年发电量相当于2千瓦水电,34千瓦风电,56千瓦光伏发电,具有优势。未来形成以新能源和可再生能源为主体的能源体系,由于水电、风电、太阳能发电等可再生能源的间歇性,对电网安全稳定运行提出新的挑战。到2030年以后,核电和可再生能源发电将占总发电量的40%45%,而核电将占到其中的1/3。核电运行稳定,可起到基础载荷作用,稳定电网的运行。核电和可再生能源电力的协调发展,也是保障电网安全运行的一个有效手段。

核电布局倒计时

福岛核事故引起世界范围对核电安全性的担忧和进一步重视。美国、英国等核电大国都对本国核电安全性重新进行了评估,加强了改进措施。

我国也对现有和在建核电站进行了安全大检查,强化了预防和缓解严重事故的能力和措施。对新建核电站将采用世界最先进的安全标准和第三代先进核电技术,在吸收借鉴福岛核事故经验反馈的基础上,核能作为我国战略必争的高科技领域,在确保安全的基础上,仍应坚持高效规模化发展,以适应我国能源革命的紧迫需求。

我国当前核电装机已达1460万千瓦,当前在建和“十二五”期间开工项目投产后,到2020年可达约6000万千瓦。而“十三五”开工建设项目要到2020年后才能投产,如到2030年实现装机1.5亿千瓦,则20202030年期间每年需投产近1000万千瓦,即约8台百万千瓦级的机组。

因此,“十三五”期间必须抓紧核电布局。一是要处理好三代堆型各种型号的关系,包括引进AP1000系列和自主研发华龙一号系列的协同发展,解决好首堆经验反馈与后续项目的衔接,发挥业主在型号选择上的主动性;其二是要处理好沿海和内陆核电站布局,启动内陆核电示范项目;其三要进一步加强核安全保障体系的建设,改革核工业管理体制,打造世界范围内核电技术竞争优势。

世界核电站选址大都建在电力负荷中心,并无刻意区别沿海和内陆,欧美60%的核电站建在内陆。滨河、滨湖核电站正常情况下废水排放的放射性物质含量标准远低于沿海水平,可满足环保的要求。

福岛核事故之后,公众更关注发生概率极小但后果严重的事故情况下,放射性物质释放对水资源、环境和人群造成的影响,特别是内陆地区对河流、土壤和地下水资源的可能影响。因此,内陆核电项目要具备更为有效地缓解放射性释放的应对技术和能力,在技术上确保事故情况下对放射性物质泄漏做到可隔离、可封堵、可储存和可处理,从实际上排除发生对环境和公众产生重大影响和的放射性释放事故。

我国历史上由于东部沿海地区经济发达,常规能源资源缺乏,电价较高,核电具有经济竞争力,又有较好的地址条件,所以核电选址集中在沿海。当前随中西部经济快速发展,很多内陆省份也面临能源短缺的困局,更面临煤炭等化石能源消费造成雾霾等环境污染的压力,发展核电也有利于当地经济发展和改善环境质量。

此外,核电还具有较好的经济性能,当前很多内陆省份煤电上网电价已在0.5/千瓦时左右,而核电上网标杆电价为0.43/千瓦时,更远低于风电、太阳光伏发电等可再生能源上网价格,因此内陆地区对核电发展有强劲需求。当前已有湖南、湖北、江西三个内陆核电项目开展了前期工作,“十三五”应批准开工建设。

发展核电也是国家保障能源供给安全的重要战略。由于天然铀原料在核发电成本中的比重仅占510%,且重量和体积小,易于以较低的成本建立储备体系。因此国际上普遍把全球性铀资源视为“准国内资源”,很多国家也把发展核能作为提高能源自给率,保障能源供应安全的战略选择。国际原子能机构的数据表明,全球已查明回收成本低于每铀千克260美元的铀资源量为630.6万吨,待查明储量1040万吨,储量预测前景乐观,完全可以满足全球中长期核电发展的需要。

“十三五”我国要进一步加强天然铀保障体系的建设,进行前瞻性、战略性部署,通过国内生产、海外开发、国际贸易三条渠道并举,铀资源不仅不会成为我国中长期核能持续发展的制约因素,而且核电发展也将成为保障国家能源安全的重要举措。

核能工业科技含量高,系统复杂,研发周期长,投资巨大,只有少数大国可参与并主导全世界核能的发展和产业化,是低碳技术领域最尖端和最具垄断性的高科技产业,自主掌握先进核能技术也是一个国家具备核心竞争力的体现。我国已具备国际先进的核电装备制造能力,掌握了核岛和常规岛关键设备设计、制造核心技术,建立了核安全文化和质量保障体系,核电工程管理自主化能力不断提升。当前要抓住时机,加强技术创新和产业化发展,创立自主民族品牌,打造世界范围内竞争优势。

来源:能源评论

(作者系清华大学低碳经济研究院院长、清华大学原常务副校长)