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工作研究丨碳中和目標(biāo)下核電發(fā)展初步研究
時(shí)間:2022年03月24日 來源:《中國核能》2022年第一期 作者:汪燦 點(diǎn)擊量: 分享:

背景

“碳中和”是指釋放的二氧化碳和吸收的二氧化碳相當(dāng),使大氣中的二氧化碳不再增加。我國作為世界最大的發(fā)展中國家,長期以來堅(jiān)持《聯(lián)合國氣候變化公約》,積極參與氣候變化行動(dòng),《巴黎協(xié)定》后,已逐漸從氣候治理體系的“跟隨者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙I(lǐng)者”。2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和是黨中央、國務(wù)院統(tǒng)籌國際國內(nèi)兩個(gè)大局作出的重大戰(zhàn)略決策,為全球疫后經(jīng)濟(jì)可持續(xù)和韌性復(fù)蘇、清潔能源發(fā)展提供了重要政治動(dòng)能和市場動(dòng)能。我國把應(yīng)對(duì)氣候變化作為推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型增效、引領(lǐng)全球綠色低碳技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革命的重大戰(zhàn)略機(jī)遇,通過推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命、綠色工業(yè)體系創(chuàng)建和城鎮(zhèn)化低碳發(fā)展,基本扭轉(zhuǎn)二氧化碳排放快速增長的局面,在為全球應(yīng)對(duì)氣候變化做出重要貢獻(xiàn)的同時(shí),也將促進(jìn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境高水平保護(hù)協(xié)同,提升經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展效益。

能源電力低碳化是實(shí)現(xiàn)碳中和的基礎(chǔ)

當(dāng)前能源消費(fèi)產(chǎn)生的二氧化碳約占我國碳排放總量的85%,能源低碳化對(duì)實(shí)現(xiàn)碳排放目標(biāo)起決定性作用,結(jié)構(gòu)上將實(shí)現(xiàn)“煤下降、油達(dá)峰、氣提高、非化石能源大幅上升”。“十四五”期間,我國能源消費(fèi)產(chǎn)生的二氧化碳仍呈上升趨勢;“十五五”期間將實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰,中遠(yuǎn)期,能源轉(zhuǎn)型加速實(shí)現(xiàn)深度減排,電力消費(fèi)在經(jīng)濟(jì)增長和電能替代驅(qū)動(dòng)下保持增長,整體將呈現(xiàn)“前松后緊”的節(jié)奏。

2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰的難度不大。習(xí)近平總書記提出,2030年我國非化石能源占一次能源占比將達(dá)到25%以上、新能源裝機(jī)12億千瓦以上。根據(jù)有關(guān)部門對(duì)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源消費(fèi)總量預(yù)測,2030年我國能源消費(fèi)總量55~60億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,在水電裝機(jī)4.1億千瓦情況下:若新能源累計(jì)裝機(jī)12億千瓦,核電年均新增裝機(jī)約5~6臺(tái),可實(shí)現(xiàn)非化石能源占比25%的目標(biāo);若核電每年新開工6~8臺(tái)機(jī)組,新能源年均新增1億千瓦,屆時(shí)未來非化石能源消費(fèi)占比將有望達(dá)到30%,超出原有承諾,并為實(shí)現(xiàn)2060年碳中和目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。

碳達(dá)峰后,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)“碳中和”,非化石能源發(fā)展速度需要倍增。如2030年非化石能源占比25%,則2030~2050年非化石能源占比年均提升幅度需倍增至2%以上,電力領(lǐng)域要盡早實(shí)現(xiàn)碳中和,為其它領(lǐng)域碳排放爭取更多空間。

初步測算,2050年我國消費(fèi)總量50~56億噸,非化石能源占比55%~85%,新能源裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到40~50億千瓦,年均增長1.5億千瓦左右,僅考慮沿海地區(qū),核電裝機(jī)將達(dá)到2億千瓦左右,若能在內(nèi)陸布局,有望實(shí)現(xiàn)裝機(jī)4億千瓦左右。

核電將迎來新的發(fā)展機(jī)遇

我國新能源資源豐富地區(qū)主要在“三北”地區(qū),電力消費(fèi)集中在土地資源緊張、可再生能源稟賦不足的中東部地區(qū),核電是實(shí)現(xiàn)碳中和的重要選擇。核電運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、換料周期長,是目前唯一可大規(guī)模替代化石能源基荷、并具備負(fù)荷跟蹤能力的“零碳電源”。核電應(yīng)繼續(xù)發(fā)揮原有基荷電源作用,滿足基荷需求。更為重要的是,核電作為本地電源,將部分取代現(xiàn)有煤電,與風(fēng)電、太陽能等間隙性可再生能源協(xié)同發(fā)展,承擔(dān)保障能源安全和系統(tǒng)安全的雙重職責(zé)。

1我國核電具備大規(guī)模發(fā)展的良好基礎(chǔ)

截至2021年底,我國大陸已經(jīng)投入商業(yè)運(yùn)行的核電機(jī)組53臺(tái),在建機(jī)組16臺(tái)。核電機(jī)組總裝機(jī)容量約5465萬千瓦,約占全國電力裝機(jī)容量的2.3%。2021年1~12月,運(yùn)行核電機(jī)組累計(jì)發(fā)電量4071億千瓦時(shí),約占全國累計(jì)發(fā)電量的5.02?%,相當(dāng)于減少燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤11558萬噸,減少排放二氧化碳30282萬噸。

我國長期保持良好的核安全記錄。核電安全運(yùn)營指標(biāo)居世界前列,從未發(fā)生國際核事件分級(jí)(INES)2級(jí)及以上的運(yùn)行事件;各在運(yùn)核電廠未發(fā)生較大及以上環(huán)境事件、輻射污染事件,未發(fā)生火災(zāi)爆炸事故,未發(fā)生職業(yè)病危害事故。

我國已經(jīng)建成完善的核電工業(yè)體系。核電技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“二代”向“三代”的跨越,福清5號(hào)機(jī)組商業(yè)運(yùn)行,標(biāo)志著我國在三代核電技術(shù)躋身世界前列,“華龍一號(hào)”已具備批量化建設(shè)能力。形成了以上海、四川、東北為代表的三大核電重型裝備制造基地,以及一批泵閥和核電配套設(shè)備制造企業(yè),已全面掌握自主三代核電裝備制造的核心技術(shù),形成了每年8~10臺(tái)套三代核電主設(shè)備制造能力,“華龍一號(hào)”、“國和一號(hào)”設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到85%以上。核電工程建設(shè)管理自主化能力和總承包能力持續(xù)提升,已成功實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)目、多基地建設(shè),全面掌握了壓水堆、重水堆、高溫氣冷堆等多種堆型不同容量的核電機(jī)組建造技術(shù),具備可同時(shí)開工30臺(tái)以上的核電機(jī)組建造能力。

我國廠址資源可以支撐核電大規(guī)模建設(shè)。截至2019年底,我國已選定核電廠址供75個(gè),總規(guī)劃容量4.1億千瓦,其中沿海廠址38個(gè),可支撐裝機(jī)2.3億千瓦,內(nèi)陸廠址37個(gè),可支撐裝機(jī)1.8億千瓦,為核電批量化建設(shè)、規(guī)?;ㄔO(shè)奠定了基礎(chǔ),滿足行業(yè)中長期發(fā)展需要。

2我國核電發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

我國核電發(fā)展有良好的基礎(chǔ),但也面臨許多挑戰(zhàn),諸如核電安全、核電經(jīng)濟(jì)性、鈾資源保障、公眾接受度等等。

我國堅(jiān)持采用最先進(jìn)的技術(shù)、最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展核電,按照多重屏障、縱深防御的理念,嚴(yán)格管理核設(shè)施選址、設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行、退役等全生命周期活動(dòng),確保穩(wěn)妥可靠、萬無一失。但是,核電安全永遠(yuǎn)在路上,要始終把核安全放在各項(xiàng)工作首位,將核安全要求作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展和決策的重要依據(jù)。

核電面臨著較大經(jīng)濟(jì)性的挑戰(zhàn)。為了滿足國際最高核安全標(biāo)準(zhǔn)和60年設(shè)計(jì)壽命的要求,三代核電首批項(xiàng)目單位造價(jià)明顯高于二代核電,并出現(xiàn)了工期延誤、造價(jià)超概算嚴(yán)重等突出問題,直接影響了核電的經(jīng)濟(jì)競爭力。同時(shí),隨著我國電力消費(fèi)增速放緩、電力市場化改革的逐步推進(jìn),使核電平均上網(wǎng)電價(jià)和利用小時(shí)數(shù)下降,核電的市場環(huán)境發(fā)生深刻變化??偟膩砜矗穗娕炕ㄔO(shè)后可大幅降低造價(jià),在多數(shù)東部沿海地區(qū)燃煤標(biāo)桿電價(jià)水平,也具有一定的競爭力,但比起目前在運(yùn)的核電機(jī)組,新建設(shè)機(jī)組的競爭力還是在一定程度上減弱??紤]到風(fēng)電、太陽能隨著技術(shù)進(jìn)步,其成本仍將大幅下降,將給核電競爭和規(guī)模發(fā)展帶來壓力。

建立穩(wěn)定的天然鈾保障供應(yīng)體系,是我國核電大規(guī)模發(fā)展的重要基礎(chǔ)。初步估計(jì),在現(xiàn)有技術(shù)條件下,核電裝機(jī)2億千瓦,每年需要天然鈾礦資源3.79萬噸,全壽命鈾資源需求占全球探明資源的三分之一左右,需要面向兩個(gè)市場,加大鈾資源保障力度,提升核燃料供應(yīng)保障能力。

公眾核電接受度是核電大規(guī)模發(fā)展面臨的問題。不同省市、不同部門、不同專家、不同群體等都對(duì)核電大規(guī)模發(fā)展的必要性缺乏戰(zhàn)略共識(shí)。公眾對(duì)核電安全認(rèn)知存在誤區(qū)和盲區(qū),部分專家也缺乏理性、科學(xué)的核安全觀,鄰避效應(yīng)和恐核效應(yīng)對(duì)核電發(fā)展帶來不利影響。需要各方堅(jiān)定核電發(fā)展的決心,統(tǒng)一核電發(fā)展共識(shí),提高公眾核電認(rèn)知水平,完善法律體系,建立多層次的利益補(bǔ)償與互惠機(jī)制,加強(qiáng)核電信息公開與公眾參與,獲取廣泛支持。

結(jié)論

我國實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo),核電大規(guī)模發(fā)展是必不可少的。2050年,我國核電裝機(jī)將超過2億千瓦,若發(fā)展內(nèi)陸核電,有望達(dá)到4億千瓦左右。我國已具備良好基礎(chǔ)條件,未來核電大規(guī)模發(fā)展要堅(jiān)持把核安全放在高于一切的位置,加快突破核電重大關(guān)鍵技術(shù)和卡脖子問題,進(jìn)一步降本增效提升經(jīng)濟(jì)競爭力,加大鈾資源保障力度,大幅提升公眾核電接受度。

(作者單位:中國廣核集團(tuán))

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