碳中和目標(biāo)下核電發(fā)展初步研究

中國廣核集團(tuán) 汪 燦

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)。

（一）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)模化建設(shè)奠定了基礎(chǔ)，滿足行業(yè)中長期發(fā)展需要。

（二）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。總的來看，三代核電批量化建設(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。考慮到風(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、不同群體等都對核電大規(guī)模發(fā)展的必要性缺乏戰(zhàn)略共識(shí)。公眾對核電安全認(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。

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。