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三代核电成功在即 核电将成清洁能源的主角

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asplvivian 发表于 2015-2-18 10:51:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
新年伊始,重度雾霾再次袭扰各地,治理雾霾、调整能源结构、发展核电正被越来越多人的所接受。作为一名核电从业人员,笔者对我国核电的发展也有几点思考。
快速发展期将至
能源是人类文明发展的原动力。从远古时代的“薪火相传”,到第一次工业革命时以煤炭为基础应用蒸汽动力,再到电力诞后现代工业的迅速发展,漫长的人类社会始终伴随着对天然资源的自发享用。
过去的数百年间,以煤炭、石油、天然气为代表的化石能源得到了爆发式的利用,但在促进社会经济发展的同时,也导致了大量的温室气体排放和环境污染,对人类的生存环境构成威胁。好在人类已经认识到经济、社会与资源、环境和谐发展的重要性,进入能源的自觉发展阶段,并凭借不断创新的科技,寻求可持续发展的能源形式,水、核、风、光等清洁能源随之兴起并发挥着越来越重要的作用。
自上世纪70年代初爆发全球第一次能源危机后,高可靠度、经济的核能受到了各国的重视并得以快速发展。目前,全球核电占总电力装机的15%左右,已成为不可或缺的能源选择。而随着化石燃料储采比逐渐减少,环境压力日益严重,核能将扮演更加重要的角色。国际原子能机构预测,到2030年,全球核动力至少占全部动力的25%。
我国亦不例外。资源禀赋决定了以煤为主的能源结构长期难以改变,石油、天然气对外依存度极高,环境承载力已经达到极限,大力发展以核能为主等清洁能源,是保障我国能源安全和国家科学可持续发展必然选择。
作为我国重要的能源战略选择,核电目前建成了多种机型,但由于各种条件限制,没有形成快速发展的产业能力,也没有形成规模。虽然发展已有30多年,但国内建成投运的核电机组目前仅有22台,装机容量约2010万千瓦,占全国约13亿千瓦电力装机的1.6%,与世界平均水平相去甚远。
据预测,到2030年全国电力装机总量将达到30亿千瓦左右,核电占比要超过10%,会有3-4亿千瓦的发展空间,这意味着未来15年,核电将迎来一个快速发展期。
清洁能源的主角
从经济性来看,我国新建核电机组自2013年起执行0.43元/kwh的标杆电价,并与当地燃煤上网电价进行比较,取其低值。而自山东向南所有沿海地区和部分内陆地区燃煤标杆电价均高于0.43元。此外,天然气发电上网电价的上限是当地燃煤或电网平均购电价上浮0.35元,由此在有些地区,燃气发电价格将达到核电标杆电价的两倍。
与其他清洁能源发电方式相比较,核电的经济性也很明显。风电和光伏等可再生能源发电工程造价近几年有所降低,但上网电价仍处于较高水平,风电标杆电价为0.51-0.61元/kwh,光伏标杆阶梯电价为0.9-1元/kwh。
随着核电的快速发展和规模化效应的体现,经济性还将得到提高。以AP1000技术为例,标准化后的工程造价目标为12500-12960元/kw,经济期平均上网目标电价0.385元/kwh,将低于大多数省市的标杆电价。
从发电效率来看,水、光、风等清洁能源受地理资源和自然条件的约束,规模终归有限,利用小时数不高,而核电布置灵活,单机容量大,运行稳定,以2014年我国的平均数据计算,相同容量的核电年发电量是水电的2倍、风电的3.9倍、光伏的5.7倍。
从安全性来看,虽然历史上发生过几次事故,但核电作为一种安全能源的属性并没有改变。本世纪初,我国引进的AP1000三代核电技术,是在成熟的二代技术基础上,引入非能动理念而建立了非能动安全系统,全面提高了安全性,也为大规模发展奠定了基础,也决定了核电将成为清洁能源发展的主角。
坚定自主化决心
为了高起点实现核电自主化,中央决策引进AP1000三代核电技术,开启了我国引进、消化、吸收和再创新的核电自主化工作大幕。AP1000依托项目首台机组于2009年开工,现已进入系统移交和调试阶段。自主创新的CAP1400机组作为国家重大科技专项,示范工程即将开工,相关工作均取得了积极成果。
在AP1000依托项目建设过程中,遇到了设计延误、设备研制和供货滞后等问题,这些情况在首台机组建设过程中是常见的。经过努力,目前大部分问题都得到了妥善解决,个别设备正在按计划进行最后阶段的攻关和试验,短期内这些问题都将完全解决,不会对工程产生重大影响,更不是颠覆性问题。但这些现象,引发了业界一些质疑和否定。“行百里者半九十”,当前核电自主化工作正处在关键阶段,需要我们进一步坚定信心、团结一致,必须科学和理性地看待工程建设中出现的问题,绝不能一叶障目,因为一件设备或其他局部问题,对整个工作进行否定,并对工作部署产生过度影响,偏离国家的总体战略,造成后续工作被动。
近两年,我国未能新开工核电项目,原因是多样和复杂的,但确实已经延误了发展期。面对越来越严重的雾霾等环境污染和能源结构调整的压力,加快核电发展已经是全社会的共识。在进行科学判断的基础上,全面启动AP1000后续项目建设已完全具备条件,风险可控,加快发展时不我待。
加速集约化发展
三代核电成功在即,后续项目全面启动可期,如何在确保安全的基础上高效发展,国际经验可供借鉴。美、法、俄等核电强国,都经历了一个约10-20年大规模快速发展核电的阶段,期间集中建设了全国约35%-55%的核电机组,在较短时间内形成了规模。当前,我国更应该以较快的速度提高核电装机容量,降低火电比例并进行替代,力争到2020年达到1亿千瓦规模,2030年前再新增2-3亿千瓦,达到当前国际15%的平均水平,后续还应进一步提高,达到30%以上,从根本上改变我国的能源结构。
此外,在快速发展核电的同时,还应进行集约化发展的探索和实践,结合特高压电网建设,在能源需求旺盛,一次能源缺乏和环境承载力有限的华北、华中和华南区域,优先选择已有核电基地等社会公众接受度高的地区,集约化建设2000-3000万千瓦的核电集群点,以便于排除干扰,集中资源,快速实施,体现规模化集约化发展的优势。
当然,规模化快速发展会对产业链上下游包括燃料循环、装备制造、工程管理、生产运行等各方面提出挑战,但正因如此,更要求我们提前规划,统筹安排,确保安全高效发展和目标实现。促进以核能为主的绿色能源迅速发展,让清洁空气不再成为奢求,使美丽中国尽早实现,不正是我们的职责所在吗?
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