核電在我國低碳能源發展中的作用

鄭樂　孫萌

【摘 要】核電是可以大規模替代化石能源的清潔高效低碳能源，具有能量密度大、可靠性高等特點，對我國能源戰略的實現具有重要意義。文章研究了核電低速、中速以及高效發展情形下，由其他能源替代核電引起的發電總成本和碳排放總量變化，分析了核電持續增長對我國優化能源結構、降低電力成本、減少碳排放總量做出的貢獻。

【關鍵詞】核電;能源戰略;碳排放

中圖分類號： F426.2;F206文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）15-0066-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.15.032

The Role of Nuclear Power in Low Carbon Energy of China

ZHENG Le SUN Meng

（CNNP Nuclear Power Operations Management Co.，Ltd.， Zhejiang Haiyan 314300， China）

【Abstract】Nuclear power is a clean， efficient and low-carbon energy source ，and is a choice for large-scale replacement of fossil energy. It has the characteristics of high energy density with high reliability， and is of great significance to the realization of China's energy strategy. This paper studies the changes in total power generation cost and total carbon emission caused by nuclear power replacement under low-speed， medium-speed and high-efficiency nuclear power development， and analyzes the contributions of nuclear power development to the energy structure optimization， electricity costs and carbon emissions reduction of our country.

【Key words】Nuclear power; Energy strategy; Carbon emissions

1 我國能源戰略與碳排放目標

1.1 我國能源戰略選擇

我國目前是全球最大能源生產國和消費國，面臨能源安全、環境污染以及氣候變化等諸多挑戰。逐步降低化石能源依賴，構建以清潔低碳能源為主體的新型能源系統，是新時代我國能源發展的戰略選擇。未來，我國能源發展將呈現以下特點：

一是能源消費將持續增長，隨著全面建成小康社會目標的實現，人均能源消費剛性需求將長期存在。二是清潔低碳成為能源發展方向，生態文明建設要求能源與環境和諧發展，積極應對氣候變化、推動低碳經濟發展是題中應有之義。三是終端消費由一次能源更多向以電力為主的二次能源轉變，電力作為優質高效、清潔便利的二次能源，成為現代社會重要的能源消費形態;數據表明，終端消費電氣化水平與工業化進程緊密相關，處于工業化后期的國家電氣化水平顯著高于其他國家。

1.2 我國碳排放目標

按照政府承諾，我國非化石能源占一次能源消費比重在2020年達到15%、2030年達到20%;到2030年前后二氧化碳排放達到峰值。目前看，實現上述目標仍具有一定挑戰。國際能源署有關研究指出，2018年我國能源相關二氧化碳排放量增長2.5%（即2.3億噸，占據全球凈增量的41%），總量達到94.8億噸，約是美國的2倍，占全球排放總量的28.6%。

中國社會科學院有關研究認為，我國碳排放峰值將出現在2025-2040年，屆時二氧化碳排放總量將達到106億噸[1]。國網能源研究院有關研究認為，2030年我國二氧化碳排放總量約為100-110億噸[2]。

2 碳排放約束下的電源發展分析

2.1 我國電力供應現狀及趨勢

綜合有關研究數據，我國碳排放峰值約為110億噸二氧化碳。據測算，電力生產碳排放約占排放總量的45%[3]，即電源發展的碳排放峰值應控制在49.5億噸二氧化碳以內。

我國電力生產形式主要包括化石能源如煤電、天燃氣發電，以及非化石能源如水電、核電、風電、太陽能發電等。根據中國電力企業聯合會統計[4]，目前，化石能源是我國電力供應的主力能源，裝機占比超過57%、發電量占比超過66%，各類電源電力供應占比如下表1所示。

國網能源研究院有關研究認為，我國仍將長期維持電力需求增長的態勢，到2030年全社會用電量約為9.7-10.7萬億千瓦時[5]。綜合考慮能源需求以及各類能源發展趨勢，2030年各類電源發電量均高于2018年實際發電量。

2.2 不同情形下的電源發展分析

以下構建總發電成本模型C：

C=PcEc+PgEg+PhEh+PnEn+λwPwEw+λsPsEs

Ed，2030≥Ec+Eg+Eh+En+Ew+Es

D≥δcEc+δgEg+δhEh+δnEn+δwEw+δsEs

Ei，2030≥Ei，2018

其中，Ed，2030為2030年全社會電力需求、D為電源發展碳排放總量。P為各類電源平均上網電價，E為各類電源對應的年度發電量（Ei，2030、Ei，2018分別為各類電源2030年、2018年發電量），δ為電源對應的溫室氣體排放系數，λ為配套儲能建設引起的電價上浮系數，各下標對應關系見上表1。測算時考慮水電發展空間與資源情況，考慮風電、太陽能發電政策扶持情況。

利用線性規劃工具，分別就不再發展核電、核電低速發展（考慮年均發電量增速4%，與用電需求增速相當）、核電中速發展（考慮年均發電量增速6%）、核電高效發展（考慮年均發電量增速9%）4種情形進行測算。結果表明，在總發電成本最小，核電高效發展和中速發展情形時，全社會發電成本最優;核電低速發展甚至不再發展將會給社會發電總成本帶來507億元和1122億元的增加;在核電高效發展的情形下，將減少電力系統碳排放總量2.1億噸;隨著核電的減少，化石能源的比重逐步提高，從59%提升至62%。

3 結論

上述分析表明，在不發展核電或核電低速發展的情形下，我國的能源供應將更加依賴煤炭、天然氣等化石能源;隨著核電發電量的減少，社會發電成本顯著增加。核電是一種可以大規模替代化石能源的清潔低碳能源品種，是構建我國能源安全穩定、低碳經濟的現代能源產業的重要戰略選擇。應科學謀劃核電建設規模，維持一定建設節奏，確保我國能源結構調整、綠色發展戰略目標的實現。

【參考文獻】

[1]王偉光，鄭國光，潘家華，等.氣候變化綠皮書應對氣候變化報告（2014）[M].北京：北京社會文獻出版社.2013.

[2]程路，邢璐.2030年碳排放達到峰值對電力發展的要求及影響分析[J].中國電力.2016，49（1）.

[3]徐敏杰，胡兆光，譚顯東，等.中國中長期能源和電力需求及碳排放情景分析[J].中國電力，2012，45（4）.

[4]中國電力企業聯合會.《中國電力工業現狀與展望（2019）》[M].北京，2019.

[5]張寧，邢璐，魯剛.面向2050年的中國電力發展展望[J].中國能源，2018，40（3）.

[6]國家能源局.關于2017年度全國電力價格情況監管通報[Z].2019.