碳中和目標下核電發(fā)展初步研究

背景

“碳中和”是指釋放的二氧化碳和吸收的二氧化碳相當，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，長期以來堅持《聯(lián)合國氣候變化公約》，積極參與氣候變化行動，《巴黎協(xié)定》后，已逐漸從氣候治理體系的“跟隨者”轉變?yōu)?ldquo;引領者”。2060年前實現(xiàn)碳中和是黨中央、國務院統(tǒng)籌國際國內兩個大局作出的重大戰(zhàn)略決策，為全球疫后經(jīng)濟可持續(xù)和韌性復蘇、清潔能源發(fā)展提供了重要政治動能和市場動能。我國把應對氣候變化作為推動我國經(jīng)濟轉型增效、引領全球綠色低碳技術和產(chǎn)業(yè)革命的重大戰(zhàn)略機遇，通過推動能源生產(chǎn)和消費革命、綠色工業(yè)體系創(chuàng)建和城鎮(zhèn)化低碳發(fā)展，基本扭轉二氧化碳排放快速增長的局面，在為全球應對氣候變化做出重要貢獻的同時，也將促進經(jīng)濟高質量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境高水平保護協(xié)同，提升經(jīng)濟社會發(fā)展效益。

能源電力低碳化是實現(xiàn)碳中和的基礎

當前能源消費產(chǎn)生的二氧化碳約占我國碳排放總量的85%，能源低碳化對實現(xiàn)碳排放目標起決定性作用，結構上將實現(xiàn)“煤下降、油達峰、氣提高、非化石能源大幅上升”。“十四五”期間，我國能源消費產(chǎn)生的二氧化碳仍呈上升趨勢；“十五五”期間將實現(xiàn)碳排放達峰，中遠期，能源轉型加速實現(xiàn)深度減排，電力消費在經(jīng)濟增長和電能替代驅動下保持增長，整體將呈現(xiàn)“前松后緊”的節(jié)奏。

2030年前實現(xiàn)碳達峰的難度不大。習近平總書記提出，2030年我國非化石能源占一次能源占比將達到25%以上、新能源裝機12億千瓦以上。根據(jù)有關部門對國民經(jīng)濟發(fā)展和能源消費總量預測，2030年我國能源消費總量55～60億噸標準煤，在水電裝機4.1億千瓦情況下：若新能源累計裝機12億千瓦，核電年均新增裝機約5～6臺，可實現(xiàn)非化石能源占比25%的目標；若核電每年新開工6～8臺機組，新能源年均新增1億千瓦，屆時未來非化石能源消費占比將有望達到30%，超出原有承諾，并為實現(xiàn)2060年碳中和目標奠定基礎。

碳達峰后，進一步實現(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，電力領域要盡早實現(xiàn)碳中和，為其它領域碳排放爭取更多空間。

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

核電將迎來新的發(fā)展機遇

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)，核電是實現(xiàn)碳中和的重要選擇。核電運行穩(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、并具備負荷跟蹤能力的“零碳電源”。核電應繼續(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，與風電、太陽能等間隙性可再生能源協(xié)同發(fā)展，承擔保障能源安全和系統(tǒng)安全的雙重職責。

1我國核電具備大規(guī)模發(fā)展的良好基礎

截至2021年底，我國大陸已經(jīng)投入商業(yè)運行的核電機組53臺，在建機組16臺。核電機組總裝機容量約5465萬千瓦，約占全國電力裝機容量的2.3%。2021年1～12月，運行核電機組累計發(fā)電量4071億千瓦時，約占全國累計發(fā)電量的5.02 %，相當于減少燃燒標準煤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。核電安全運營指標居世界前列，從未發(fā)生國際核事件分級(INES)2級及以上的運行事件；各在運核電廠未發(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。核電技術實現(xiàn)了“二代”向“三代”的跨越，福清5號機組商業(yè)運行，標志著我國在三代核電技術躋身世界前列，“華龍一號”已具備批量化建設能力。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，形成了每年8～10臺套三代核電主設備制造能力，“華龍一號”、“國和一號”設備國產(chǎn)化率達到85%以上。核電工程建設管理自主化能力和總承包能力持續(xù)提升，已成功實現(xiàn)了多項目、多基地建設，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組建造技術，具備可同時開工30臺以上的核電機組建造能力。

我國廠址資源可以支撐核電大規(guī)模建設。截至2019年底，我國已選定核電廠址供75個，總規(guī)劃容量4.1億千瓦，其中沿海廠址38個，可支撐裝機2.3億千瓦，內陸廠址37個，可支撐裝機1.8億千瓦，為核電批量化建設、規(guī)?；ㄔO奠定了基礎，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，但也面臨許多挑戰(zhàn)，諸如核電安全、核電經(jīng)濟性、鈾資源保障、公眾接受度等等。

我國堅持采用最先進的技術、最嚴格的標準發(fā)展核電，按照多重屏障、縱深防御的理念，嚴格管理核設施選址、設計、建造、運行、退役等全生命周期活動，確保穩(wěn)妥可靠、萬無一失。但是，核電安全永遠在路上，要始終把核安全放在各項工作首位，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)濟性的挑戰(zhàn)。為了滿足國際最高核安全標準和60年設計壽命的要求，三代核電首批項目單位造價明顯高于二代核電，并出現(xiàn)了工期延誤、造價超概算嚴重等突出問題，直接影響了核電的經(jīng)濟競爭力。同時，隨著我國電力消費增速放緩、電力市場化改革的逐步推進，使核電平均上網(wǎng)電價和利用小時數(shù)下降，核電的市場環(huán)境發(fā)生深刻變化。總的來看，三代核電批量化建設后可大幅降低造價，在多數(shù)東部沿海地區(qū)燃煤標桿電價水平，也具有一定的競爭力，但比起目前在運的核電機組，新建設機組的競爭力還是在一定程度上減弱?？紤]到風電、太陽能隨著技術進步，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體系，是我國核電大規(guī)模發(fā)展的重要基礎。初步估計，在現(xiàn)有技術條件下，核電裝機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，需要面向兩個市場，加大鈾資源保障力度，提升核燃料供應保障能力。

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、不同群體等都對核電大規(guī)模發(fā)展的必要性缺乏戰(zhàn)略共識。公眾對核電安全認知存在誤區(qū)和盲區(qū)，部分專家也缺乏理性、科學的核安全觀，鄰避效應和恐核效應對核電發(fā)展帶來不利影響。需要各方堅定核電發(fā)展的決心，統(tǒng)一核電發(fā)展共識，提高公眾核電認知水平，完善法律體系，建立多層次的利益補償與互惠機制，加強核電信息公開與公眾參與，獲取廣泛支持。

結論

我國實現(xiàn)碳中和目標，核電大規(guī)模發(fā)展是必不可少的。2050年，我國核電裝機將超過2億千瓦，若發(fā)展內陸核電，有望達到4億千瓦左右。我國已具備良好基礎條件，未來核電大規(guī)模發(fā)展要堅持把核安全放在高于一切的位置，加快突破核電重大關鍵技術和卡脖子問題，進一步降本增效提升經(jīng)濟競爭力，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）