關于推進華中地區(qū)“十四五”核電發(fā)展的建議

首席專家：王炳華

文章摘要：

推動長江經濟帶發(fā)展是關系國家發(fā)展全局的重大戰(zhàn)略。長江中下游的華中地區(qū)近年來經濟增速較快，但也面臨產業(yè)結構調整任務較重、節(jié)能減排壓力較大等挑戰(zhàn)。為貫徹落實習近平總書記“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”指示精神，中國核能行業(yè)協(xié)會組織專家從華中地區(qū)綠色發(fā)展的角度，對華中地區(qū)的電力需求增長、電源結構、本地資源、環(huán)境容量約束、電力系統(tǒng)安全等進行了相關研究。研究認為，穩(wěn)步推進華中地區(qū)“十四五”核電發(fā)展，是優(yōu)化華中地區(qū)電源結構和解決電力需求問題的戰(zhàn)略選擇，對促進長江經濟帶綠色發(fā)展和改善環(huán)境質量具有重要和長遠的意義。

1.華中地區(qū)電力發(fā)展面臨的主要問題

華中地區(qū)在國家重大區(qū)域戰(zhàn)略中地位十分重要。近年來，電力工業(yè)發(fā)展主要面臨以下問題：

一是電力供需平衡吃緊。2018年，我國全社會用電量為6.9萬億千瓦時，同比增長8.4%，增速創(chuàng)2012年以來新高，其中華中電網的湖北、湖南、江西三省用電量增速分別為10.8%、10.4%、10.4%。全國電力供需形勢已從總體寬松逐步轉為總體平衡，而華中地區(qū)電力供需已出現(xiàn)平衡吃緊，2018年華中四省全網最大負荷已達15065萬千瓦，當年迎峰度夏期間最大外來電力調入2156萬千瓦。根據(jù)有關部門預測，“十四五”期間華中地區(qū)的電力需求年均增速為6%，在全國處于較高水平，2025年全網最大負荷為24673萬千瓦，未來電力平衡將面臨較大壓力。

二是本地一次能源資源有限。華中地區(qū)水電資源已接近開發(fā)完畢；風電和光伏資源品質處于全國中下游水平，開發(fā)成本較高；煤電主要從煤炭主產區(qū)調入動力煤；相當部分電力電量依靠區(qū)外來電。本地一次能源資源支撐經濟發(fā)展能力不足，能源調入比重高，長遠看華中地區(qū)將成為我國第一缺能地區(qū)。

三是環(huán)境容量壓力大。長江沿線的污染物排放基數(shù)大，廢水、化學需氧量、氨氮排放量分別占全國的43%、37%、43%，排放強度是全國平均水平的1.5至2.0倍。從能源電力分布看，到2018年年底，長江沿線11省市的煤電裝機達3.9億千瓦，約占全國的34%，氮氧化物和硫氧化物排放約占全國三分之一左右。華中地區(qū)環(huán)境容量壓力大，環(huán)境質量亟待改善。

四是電力系統(tǒng)運行的安全風險在逐步增加。隨著電力需求的增長和后續(xù)特高壓直流工程建成投產，華中電網大功率直流饋入電力占比增加，其中可再生能源比例高且波動性大，電力系統(tǒng)調節(jié)能力和抗擾動能力有所不足。因此需要保持一定的本地電源比重，在接收區(qū)外來電的同時確保華中電網的電源支撐和調頻調壓能力，以增強電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和抗安全風險的能力。

2.發(fā)展核電是解決華中地區(qū)電力問題的戰(zhàn)略選擇

針對華中地區(qū)能源電力結構與供需實際情況，國家有關部門從三個方面做了總體安排：一是建設一批特高壓直流輸電工程項目，從中西部送電華中地區(qū)；二是開通蒙華鐵路運煤通道；三是開展了核電項目前期工作。綜合各方面的條件分析，華中地區(qū)在“十四五”期間規(guī)劃發(fā)展核電，是解決華中地區(qū)未來電力供需矛盾和電網安全運行問題的重要戰(zhàn)略選擇之一。

2.1特高壓電網建設影響分析

華中電網在全國處于中心位置，是西電東送、南北互供的樞紐，目前已規(guī)劃建設5條跨區(qū)特高壓直流輸電通道。其中已建成投運哈密—鄭州和酒泉—湖南800kV工程，設計輸送容量1600萬千瓦，目前實際輸送容量1000萬千瓦；核準青?！幽?、陜北—湖北、雅中—江西三條800kV線路工程，設計輸送容量2600萬千瓦，計劃于2021—2022年建成。在計入五條跨區(qū)特高壓線路全部送電能力后，隨著華中地區(qū)電力負荷的增加，至2025年仍有電力供應缺口3000萬千瓦左右。

華中電網現(xiàn)有主網架承受特高壓直流故障沖擊能力不足。豫南、湘南、贛南許多地區(qū)網架結構相當薄弱，承受大容量特高壓直流線路故障引起的大規(guī)模轉移潮流能力有限，動態(tài)無功支撐能力不強，需進一步加強本地電源建設。另一方面，根據(jù)中國工程院的有關研究報告，如在華中電網建設特高壓1000kV交流環(huán)形電網，投資巨大，不具備經濟效益，同時并不能有效解決華中電網的安全穩(wěn)定問題，反而會帶來一些新的安全風險。

2.2蒙華鐵路的影響分析

蒙華鐵路連接晉陜蒙等煤炭主產區(qū)與鄂湘贛等缺煤地區(qū)，是“北煤南運”的國家戰(zhàn)略運輸通道，能有效縮短部分煤炭沿海并逆長江而上的運輸距離，緩解華中地區(qū)缺煤的現(xiàn)狀，降低煤炭供應成本。蒙華線路全長1806千米，規(guī)劃運力每年2億噸煤，初期運力6000萬噸，綜合運價暫定0.18元/噸千米。隨著蒙華鐵路投運，初步測算動力煤價格到湖北平均降低70-90元/噸，到湖南平均降低30-80元/噸。蒙華鐵路除滿足湖北、湖南、江西現(xiàn)有7000萬千瓦煤電外，還可以新增供應2000萬-3000萬千瓦煤電機組。

據(jù)以上分析可以看出，通過特高壓電網輸入、蒙華鐵路的投運，華中地區(qū)“十四五”期間電力平衡是基本可以保障的，但2025年以后需要新的電力來源。根據(jù)《長江經濟帶生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》，到2020年，湖北、湖南煤炭消費總量不超過2015年水平。華中地區(qū)繼續(xù)發(fā)展煤電，受到環(huán)境保護和減少溫室氣體排放的硬約束，煤電增長受到限制。因此，華中地區(qū)將來存在著較大的發(fā)展清潔電力裝機和區(qū)外來電的空間。

2.3發(fā)展核電是華中地區(qū)電力發(fā)展和結構調整的戰(zhàn)略選擇

我國核電發(fā)展走的是“先沿海、后內陸”的路徑，截至2019年年底，我國在運的47臺核電機組和在建的13臺核電機組，全部分布在沿海地區(qū)。僅在沿海地區(qū)布局和發(fā)展核電，已難以滿足內陸省份經濟發(fā)展對能源日益增長的需求，以及電網安全穩(wěn)定運行的需要。

2008年2月，國家發(fā)改委從國家能源戰(zhàn)略與布局的全局出發(fā)，確定湖南省桃花江、湖北省咸寧、江西省彭澤三個核電廠址開展前期工作。目前，三個核電廠址已全面完成前期工作，累計投入資金已超過120億元，具備了申請核準建設的條件。由于日本福島核事故影響，國內對三省發(fā)展核電出現(xiàn)意見分歧，項目建設一直擱置，國家有關部門明確要求“十三五”期間要加強廠址保護，積極開展論證工作。

習近平總書記明確要求長江經濟帶要“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”。保護修復生態(tài)環(huán)境是長江經濟帶戰(zhàn)略的重要內涵。華中地區(qū)電力發(fā)展應綜合考慮環(huán)境約束、資源條件、電網安全等因素，順應能源清潔低碳、安全高效發(fā)展的要求，加快能源和電力結構的調整。

3.華中地區(qū)發(fā)展核電具有堅實的安全基礎

國內相關方面對華中發(fā)展核電的擔憂，主要集中在兩個方面：一是核電廠址分布在長江流域，洪澇期間核電廠能否有效抵御洪水，干旱期間核電廠冷卻用水能否得到有效保障；二是核電廠正常運行期間以及事故工況下的廢液排放是否會影響長江水資源的安全。

3.1核電廠址安全有保障，長江水資源安全有保障

受國家能源局委托，2015年，中國工程院組織21位兩院院士和20位行業(yè)資深專家，針對華中地區(qū)三個核電廠址安全以及對長江水資源影響進行了評估論證。

1.在廠址安全方面,三個廠址設計標高均高于最高洪水位，即使在長江流域萬年一遇洪水疊加三峽潰壩的情況下，也不會發(fā)生類似福島核電廠被洪水淹沒的情況。核電廠采用冷卻塔方式冷卻，補水量僅為冷卻塔的蒸發(fā)量，全年平均用水量不超過取水河道總水量的1%，在正常年份和干旱情況下，核電廠冷卻用水保證率都完全滿足要求。

2.在對長江水資源的影響方面,一是我國內陸核電在設計和運行上更加注重液態(tài)放射性流出物的排放控制，其排放控制值比沿海廠址低一個數(shù)量級；二是電廠正常運行期間，產生的少量廢水經過處理后，接近天然本底放射性水平，遠低于國家標準，飲用水安全不受影響；三是考慮事故工況，三代核電廠從設計和工程上具有充分的預防和緩解措施，對事故產生的放射性廢水“能儲存、能處理、能封堵、能隔離”，把放射性物質滯留在廠房或阻斷在廠區(qū)內，具有實際消除大量放射性物質向環(huán)境釋放的能力，不會對長江水資源安全構成影響。

3.在地震安全方面,三個內陸廠址的地震加速度峰值均小于0.15g，低于大部分沿海廠址。我國三代核電機組抗震設計標準達到0.3g，表明三個核電廠址具有足夠的抗震安全裕量，地震安全是有保障的。

3.2在內陸地區(qū)發(fā)展核電國際上已有成熟的經驗

在內陸地區(qū)和沿海建設核電廠的安全標準具有一致性，適用法律和法規(guī)完全相同。世界各國核電建設布局和具體廠址選擇，主要取決于經濟社會發(fā)展和電力工業(yè)布局需要，既建在沿海，也建在內陸。

到2019年12月25日，全球在運行的448臺核電機組中，有255臺分布在內陸,占比56.92％。世界核電裝機最多的美國，96臺核電機組中有85臺分布在內陸，其中在美國的“母親河”——密西西比河流域建有32臺機組。核電發(fā)電占比最高的法國，58臺核電機組中有40臺分布在內陸，占比69％，其中在法國五大河流之首的羅納河沿岸就運行著14臺核電機組。此外，從運行和管理經驗來看，截至到2018年年底，全球已有近萬堆·年的內陸地區(qū)核電運行管理經驗。

3.3我國已具備了在內陸建設核電的技術儲備和運行管理經驗

經過30多年的發(fā)展，我國核電技術已實現(xiàn)從二代到三代的跨越，建成了先進、完整的核電全產業(yè)鏈。福島核事故后，國家對核電廠抵御極端災害、預防和緩解嚴重事故、應急準備和應急響應等方面提出了更加嚴格的規(guī)范要求，我國三代核電安全標準已與世界最高標準接軌。我國核電起步至今始終保持安全穩(wěn)定運行，沒有發(fā)生國際核事件分級表界定的2級及以上運行事件，可以說沒有出現(xiàn)過任何與核安全有關的事故。與世界核電運營者協(xié)會規(guī)定的性能指標對照，在全球400余臺運行機組中，我國運行機組80%的指標優(yōu)于中值水平，70%達到先進值，與美國核電機組水平相當，優(yōu)于法國核電機組，且整體安全指標逐年提升。

當前，我國三代核電AP1000依托項目四臺機組已全部建成投產，“華龍一號”示范工程及出口巴基斯坦項目正在有序建設，CAP1400示范項目已開工建設，我國已完全具備三代核電機組的自主設計和自主建造能力。我國出口巴基斯坦并已建成投產的四臺核電機組全部位于內陸地區(qū)?？梢哉f，我國已具備了在內陸地區(qū)發(fā)展核電的技術儲備和運行管理經驗。同時，華中地區(qū)擬建核電廠址所在地政府和公眾支持本地區(qū)的核電發(fā)展。

4.結論與建議

一是從華中地區(qū)能源資源稟賦、電力增長需求、電力系統(tǒng)運行安全、區(qū)域戰(zhàn)略地位、特別是長江經濟帶生態(tài)環(huán)境保護等方面看，華中地區(qū)電力發(fā)展與規(guī)劃，應充分考慮與國家重大區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略、長江經濟帶發(fā)展戰(zhàn)略總體要求相適應，統(tǒng)籌考慮區(qū)外來電、電網建設、煤電、可再生能源和核電發(fā)展，堅持走生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展的新路子。 

二是核電作為可以大規(guī)模替代煤電的基荷電源，具有清潔低碳的特點。華中地區(qū)建設核電，不僅對改善地區(qū)環(huán)境質量、提升電網安全、促進能源結構轉型、優(yōu)化我國核電布局均具有重要作用，而且是滿足華中地區(qū)2025年后新增電力需求的主要途徑之一。

三是華中地區(qū)三個已全面完成前期工作的核電廠址，無論是廠址安全、水資源安全、地震安全，都是有保障的。

四是我國首批三代核電已陸續(xù)建成投產，在華中地區(qū)建設核電，已屬于三代核電后續(xù)的批量化建設項目，從首批示范項目建成到批量化建設的技術經濟發(fā)展規(guī)律分析和成本測算，華中地區(qū)未來的核電上網電價將具備一定的競爭力，不會從總體上抬升華中地區(qū)的電價水平。

五是由于核電項目建設周期較長，通常從項目啟動到投產需要五年甚至更長的時間。為此建議：

第一，將湖南桃花江、湖北咸寧、江西彭澤三個核電項目納入國家“十四五”電力規(guī)劃，并適時啟動建設。同時，華中地區(qū)應為核電進一步發(fā)展創(chuàng)造必要的條件。

第二，對已納入我國核電中長期發(fā)展規(guī)劃的內陸地區(qū)核電廠址，相關政府部門應加強廠址保護，為電力工業(yè)總體布局與長遠發(fā)展做好儲備。

   課題首席專家簡介：

   王炳華，中國核能行業(yè)協(xié)會專家委員會特邀顧問，國家電力投資集團有限公司原董事長。

注：本報告是中國核能行業(yè)協(xié)會重大問題聯(lián)合研究《我國內陸核電發(fā)展問題研究》課題的研究成果。課題組主要成員包括：王炳華，劉偉，傅勁松，趙風云，陳曉秋，張廷克，楊波，鄭硯國，吳忠儉，顧健，劉明章，肖志勇，劉中鋒，陳映堅，李勇，陳公全，尹向勇，李建新，鮑麒，郝宏生，袁毅，代華，葛仲奕，陳榮，劉瑋。