核电新厂址难开发？集群式发展或为突破方向

能源在保障人类进步和社会发展方面发挥了重要的推动和保障作用，但由于化石能源的大量开发造成了严重的生态环境破坏，已经威胁到人类生存，而发展清洁低碳的核电对保障能源安全、保护生态、调整能源结构都有着重要意义。

（来源：微信公众号“能源杂志”  ID：energymagazine  作者：国家电力投资集团公司 伍浩）

分析我国能源产业现状及挑战，在习近平生态文明思想的指导下，基于碳排放约束和可持续发展要求，高质量发核电是能源结构调整的重要任务，但受福岛事故影响，核电发展遇到前所未有的困难，尤其新厂址开发难度很大，短期看集群式发展不失为一个突破方向。

发展核电的重要意义

二氧化碳是全球变暖的主要因素，也是化石燃料的必然产物，有研究表明，当前地球的二氧化碳浓度与300万年前类似，而当时的海平面比现在要高出三米，可以看出人类所面临的巨大挑战。

但与碳排放的斗争举步维艰，尤其不同于发达国家，大量的发展中国家正在进行工业化，大量的能源需求必然导致碳排放还将迅速增长，而发展清洁低碳的核电对降低碳排放、改善能源结构、促进可持续发展都有着重要意义。

（一）从世界看发展核电的重要性

1. 世界能源结构向低碳转型的困境

工业化以来全球大规模的化石能源消费导致了大量的温室气体排放，二氧化碳浓度由工业革命前的280ppm上升到目前的380ppm，使近百年来全球平均气温升高了0.74℃，而70%以上的温室气体排放归因于化石燃料燃烧。在《京都协议书》的框架下，各国都在采取措施以减少二氧化碳排放，也只有各国都采取强有力的措施，才能实现到2030年二氧化碳排放量不超过400亿吨的目标。

2018年全球排放高达338.9亿吨，从趋势上看，虽然全球可再生能源发电增长迅猛，但仍不能满足电力增长的需求，需要煤炭进行补充，这在发展中国家尤为突出，可见发电行业脱碳在短期内难以实现的现实不容忽视。

从动态看，2018年的能源生产、消费和碳排放都以近些年最快的速度增长，煤炭在新增电力总量中仍占有约三分之一的比例，这与人类追求的低碳社会南辕北辙，能源结构转型的速度与巴黎协定的预期目标更加遥远。

而最明显的特征是，与1998年相比，世界能源结构中煤炭占比38%、非化石燃料占比36%，这个比例基本没变，也就是全球电力结构近20年来并没有明显改善。这主要就是因为核电发电量的降低，而其他可再生能源的增长填补不了这个缺口。

2. 核电在应对气候变化中的重要作用

国际能源署在《清洁能源系统中的核电：低碳发电的关键来源》指出，核电能够为全球能源转型做出重要贡献。当前核电是全球第二大低碳能源，占发电量的10%，然而由于各种经济、监管等原因，发达国家在役的核电厂寿期结束开始逐步退役，后续在没有新的核电项目补充的情况下，核电发电量可能出现急剧下降，这将严重威胁能源安全和气候控制目标。

如果按当前的趋势，到2025年发达国家核电装机容量将减少四分之一，到2040年将减少三分之二，这将增加全球40亿吨碳排放，超过当前排放的10%。

《巴黎协定》的目标是控制全球温升不超过2℃，争取控制在1.5℃之内。如果要实现这个目标，到本世纪下半叶全球要实现温室气体净零排放，而从当前各国形势看，离目标越来越远，就2030年而言，要实现2℃目标二氧化碳排放要比当前减少20%，但按当前的趋势排放还要增加10%。

所以，按现在的趋势发展，到本世纪末全球温升有可能超过3℃～4℃，这将把地球带入百万年来未曾进入的气候带，对人类社会将是灾难性损害。

3. 核电是理想和必要的低碳能源

核能是一种可大规模替代化石能源的清洁、低碳、基荷能源，是大国强国技术，其能源特性和战略属性决定了核能在全球能源转型中将发挥重要作用。每台100万kW核电机组每年可以减排二氧化碳约600万吨，1亿kW核电每年可以发电2.4万亿kWh，折合2.4亿吨标煤，减排约6亿吨二氧化碳。

现在世界各国都必须探索实现经济社会发展与碳减排双赢的发展路径，核电是理想的低碳能源。政府间气候变化问题小组最近题为《全球变暖1.5℃》特别报告明确提出了全球大幅扩大核电规模会对减缓气候变化做出重要贡献，也非常必要。IAEA对核电的预测，在高值模式下到2050年全球核电增幅为80%。

（二）从国内看核电发展的现实意义

1. 实现低碳发展的重要举措

从低碳发展角度看。2000年以来我国碳排放的增量约占全球总增量的45%。2009年，我国政府提出了2020年的减排目标，但在测算时预计届时核电装机为8000万kW，但受福岛核事故严重影响，我国核电进入观望期，目前的装机容量仅有4875万kW，约为目标的一半，势必造成我国减排目标压力巨大。

而近几年我国控煤虽然取得了阶段性成果，但碳排放在2017、2018年都产生增长，主要原因是石油消费的增长抵消了减煤的正效应，当社会各界把减排的目标都集中在煤炭的同时，也需要关注石油。

2018年石油占一次消费达到18%，消费强度逐年提高，如果不加以控制，在煤炭占比下降后，不但会使我国能源对外依存度继续提高，威胁到能源安全，而且石油消费的温室气体排放及对空气、水污染的影响将日益加重。

我国核工业体系健全，技术和经验已经全球领先，核安全完全有保障，在我国能源结构转型尤其应对减排压力中核电是重要的战略选择，安全高效发展核电是能源行业践行习近平生态文明思想的重要举措。

2. 调整能源结构的重要选择

受我国资源禀赋和逆向分布特征，我国形成了以煤为主的能源结构，2018年我国一次能源消费总量46.4亿吨标准煤（tce），消费了全球能源总量的23.6%，煤炭显然是我国主要的一次能源，消费27.4亿tce，占全球50.5%。

虽然煤炭在我国能源结构中的比重已经由十年前的73.6%降至59%，但总量可观；电力方面，2018年我国电力装机已接近19亿kW，其中火电11.4亿kW；核电4466万kW；总发电量为69939亿kWh，其中火电49231亿kWh；核电2944亿kWh。

非化石能源中，水电受制于资源条件，开发总容量有限，风能、太阳能还需要解决诸如经济性、储能、产业配套等问题，短时间内还难以成为主力能源，而核电具有产业成熟、技术先进、功率密度高，布局灵活等优势，从调整能源结构的角度来看，发展发电具有重要意义。

3. 保障我国能源安全的重要任务

当前我国能源安全形势严峻，发达国家通过控制能源竭力维护世界主导权的态势不会改变，促使能源的战略属性、政治属性进一步凸显，针对能源资源的博弈日趋激烈。美国“重返亚洲”对我国形成战略压力，况且我国周边环境复杂，石油运输通道受制于人，能源安全形势严峻。

我国的煤炭、天然气和石油的储采比分别只有38、37.6和18.7年，2018年能源总体对外依存度21%，石油对达到70%，天然气43%，煤炭6%，而我国虽然总的电力装机容量数量可观，但人均与发达国家相比相差巨大，2018年人均生活用电量仅为美国的14.1%，随着工业化、电气化刚性需求持续增加，能源总需求的缺口将进一步加大，资源约束日益凸显。

根据测算，如果考虑国内供应量不变，到2030年我国石油对外依存度将上升到73%，而天然气或将达到70%。在化石能源发展受限、可再生能源短期内难以弥补缺口的情况下，足以看出发展核电对保障能源安全的重要作用。

4. 保障可再生能源消纳的重要基础

近些年，全球范围内可再生能源都得到快速发展，我国更是以每年超过10%的速度增加，这是能源发展的总趋势。而当前在储能技术还没有取得重大突破前，大规模的可再生能源开发和大比例的间歇性电能并入电网，对电网运行会带来一定挑战，需要基荷能源进行保障。

有研究结果表明，当间歇性能源在电力结构中的比重超过30%时，将会给电网带来安全风险，增加电力供应成本。如2019年8月的英国大停电事故，有分析认为主要原因是新能源大量替代传统电力导致了系统惯量水平下降，其中一个细节，就是在系统频率临近崩溃之前，有28秒的僵持时间，在28秒中，如果英国不是淘汰那么多传统电力，通过快速爬坡是能够顶住系统频率崩溃的。

而恰恰是因为传统能源的消失，系统转动惯量的减少，随着电压的崩溃，分布式可再生能源形成孤网，进一步发展成孤岛效应解列，造成整个系统崩溃的大型事故，更如日食对德国太阳能供电产生的重大影响等可见基荷能源的重要性。

核电的特点是能源密度高，运行稳定，布局灵活，便于在负荷中心就近布置，是理想基荷能源，有助于改善电网电能结构，保障电力运行稳定。

同时，在负荷中心灵活布置核电基地，可以减少电力运输的大量成本，对全社会经济性有积极影响，也就是实现东部地区能源使用从“身边来”和“远方来”相结合。

5. 保持我国核工业技术水平的重要依托

核能是世界大国战略必争的高科技产业，如美国、俄罗斯等国尽管能源充足，但为了保持竞争力和产业持续发展仍坚持发展核能。国外经验和我国实践证明，和平时期能完整保留一支与核大国相适应的核科技力量并不断提高，有效的办法就是发展核电。

自主地、较大规模地发展核电，有利于维护我国核科技工业体系的完整性，带动和促进我国整个核工业产业的发展，从而进一步增强我国的核威慑力量，实现我国的战略目标。

我国核电发展的空间分析

通过数学模型，对我国今后十年能源结构发展趋势分析可以看出，我国能源需求强劲，在碳排放约束下，煤炭发展受限尽早达峰，石油从高速增长到消费达峰，而天然气激增，对外依存度或将达到70%左右，可再生能源中，水电开发基本完成，风电、太阳能保持快速发展但仍不能满足增量需求，对存量的替代无从谈起，在能源刚性需求下，核电仍有较大发展空间。