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继续发展核能 将给我们带来怎样的明天?

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发表日期:2018年12月26日

上世纪二战后到七十年代末全球经济发展主要依靠化石能源,尤其是中东石油对欧美国家以及亚洲日韩和台湾的经济发展起到了支柱性的作用。

1973年中东石油禁运给这些经济快速发展的国家敲响了警钟,能源安全成为各国政府制定经济发展战略的主要考虑因素。核能作为人类新掌握的能源得到了迅猛发展的历史机遇,欧美日韩和台湾都开始密集建设新的核电机组,1980年代迎来了世界核电机组投产的历史高峰,最高达到一年投产33台。在当今世界发达国家中:法国75%的电力来自核能,英国核电占比21%,美国核能占20%,韩国约30%的电力来自核能,日本在福岛之前的核电占30%,并计划到2017年达到40%;即使绿党最活跃的德国,其核能占比也达到13%。毫无疑问,核能为欧美日韩等经济大国奠定了坚实的能源基础。

自改革开放以来,中国经济持续增长,1990年后中国的发展加速明显,尤其是2001年加入世贸以后,出口导向型经济把中国的发展拉到了让世界震惊的速度,甚至快到没有时间等待合理的能源发展规划和布局。据BP能源展望数据,从1990年到2016年,中国的一次能源消耗增加了347%;其中石油消耗增加了436%,达到每天1200万桶;天然气消耗增加了13倍;煤炭的消耗增加了258%;水电增加了817%。我国的核电经过1990年,2000年,2006年,2013年四波次的发展,到现在我们已经有45台共计42.976GWe核电投入运行,但是核电的比例也仅仅占电力结构(二次能源)的4%,远远低于欧美日韩等发达国家。

我国经济高速发展和相对滞后的能源发展速度带来两个日益突出的发展困局:一是高比例进口能源带来的能源安全问题;二是不合理的能源结构对国内环境的严重破坏,以及高比例的化石燃料对全球气候控制目标的巨大挑战。

发展核能提高国家的能源安全

我国石油储量占世界总量的1.1%,而年消耗量占世界产量的10%。从1993年开始,中国的石油产量就不能满足国内经济发展需要,2017年超过美国成为世界最大的石油进口国。据中石油数据,2018年,中国原油需求的70%依靠进口,据估计到2040年石油进口依存度将达到80%。我国的煤炭储量居世界第三,即使我们释放了最大的煤炭生产能力,国内煤炭产量还是不能满足经济发展需要,进口煤炭的数量还是一直攀升。1990年产煤10.2亿吨,仅需200万吨进口,到2009年,需要进口1亿2580万吨才能满足国内需要。我们也需要进口大量的天然气满足能源需求,管道输送或者液化储罐海运。2017年,两条跨国管道的输送能力达到进口总量的46%。据国际能源机构预测,到2030年中国的进口天然气将到达总需求的60%!

庞大的能源进口数量给国家能源安全带来严重的威胁!进口能源的安全主要存在两方面:一是能源产地国的政治稳定性和地缘政治关系;二是能源运输通道的安全性。我国的能源外交政策成效明显,我们不仅可以从波斯湾进口石油,还能从非洲,东南亚,俄罗斯甚至南美获得石油供应,能源产地多样化的措施基本化解了能源安全的第一方面的威胁。我们从海外进口的能源有很大一部分是通过马六甲海峡和中国南海运抵中国的。马六甲海峡是世界上能源运输最繁忙的海峡,每年通过的石油和液化天然气总量是苏伊士运河的三倍,是巴拿马运河的十五倍。其中绝大部分再通过南海运往中国(包括台湾),日本,韩国。据估计,通过南海运往韩国的能源占其能源供应的三分之二,日本从南海运输的能源约占其能源供应的60%,台湾的也是占60%,中国80%的原油供应通过南海运输。象霍尔木兹海峡和巴拿马运河一样,马六甲海峡的实际控制权在美国人手中。所以,进口能源运输通道的威胁一直是悬在我们头上的达摩克利斯之剑。

建设新的能源运输通道一直是我们的努力方向,中亚的天然气管道,中俄石油管道,中巴经济走廊和瓜达尔港,甚至一度很受热议的泰国克拉运河计划。多通道运输可以降低安全风险,但是固定管线长途运输本身就有一种薄弱之处,容易受到战时的定点攻击;而且长距离运输的成本和设备可靠性都直接影响到能源的安全。比如今年2月,中亚天然气管道在土库曼斯坦境内的设备故障,加上沿途乌兹别克斯坦和哈萨克斯坦的极端天气,使得天然气供应降了将近一半,CNPC不得不启动应急机制,山西,内蒙,甘肃,青海及河南等省进入限量供应。

一般认为,多通道运输配合国内的战略储备库建设可以提高能源进口型经济的安全。我国也建设了能源的战略储备,据国家统计局2014年数据,我们的战略油库已经达到9100万桶,但也只能勉强维持9天的需要;要达到OECD的90天标准,我们的战略储备油库必须扩大到6亿桶。

相比进口能源存在的这些风险和成本,大力发展核电就可以减轻能源安全的压力。另外,由于国内核电建设和运营,把能源生产的过程移到国内,将会创造更多的就业岗位!大力发展核电是解决我国能源安全的重要措施!国家十三五规划,到2020年实现58GWe运行!到2030年再增加到120至150GWe!

发展核能加快解决环境污染问题

支撑我国经济高速发展的主要是煤炭等化石能源。一次能源结构中(2016年数据),煤炭的比例62%,石油19%,天然气6%,而核电仅占2%。从2011年起,中国的煤炭消耗就超过世界其他国家的总和,达到19.04亿吨(石油当量)。2016年,我国总发电量60228亿度,化石燃料发电43270亿度,占比72%;化石燃料带来的空气污染,如粉尘,氮氧化物,二氧化硫等酸雨成分,已经严重影响到人们的健康生活。2013年1月12日,北京监测到的空气中的PM2.5达到993微克每立方米,远远超过世界卫生组织指导标准(不超过25微克每立方米)。世界银行估计污染给中国每年带来的经济损失达到GDP的6%。据一家国际健康组织从1990年跟踪数据调查,中国每年因空气污染而死亡的人数高达160万,主要死于空气污染相关的病包括中风,心脏病和肺癌。据这家健康组织估计,即使空气质量按照目前的速度提高,到2030年死于这三种与空气污染相关的并的人数将随着人口年龄增加而增加。

2014年,国务院就表示正式向污染开战,要关闭排放不达标工厂,要新建核电站增加清洁能源比例,到2020年实现非化石燃料能源占比达到15%,到2030年达到20%。

2017年,尽管全国338城市的PM2.5监督水平有所好转,但是平均水平还是高出世界卫生组织推荐标准的72%,达到43微克每立方米。但是京津冀地区的平均水平仍然高达65微克每立方米。今年6月25日政府出台新的三年环境治理计划,设定2020年新的目标:多数污染严重的城市的PM2.5浓度在2015年的基础上降低18%。二氧化硫和氧化氮排放降低15%,大中城市的“好天气”天数达到80%,70%的地表水达到可饮用标准。

加快核电建设,增加核电占比,为减少化石燃料比例,从而为环境治理发挥核能的作用。另外,推广燕龙堆在城市供暖行业的利用将可大比例减少冬季雾霾的浓度和天数。

发展核能是实现气候控制目标的必然选择

为实现2度温升控制目标,气候科学家做了分析测算,将全球CO2排放预算定为6000亿吨。目前人类每年的CO2排放量约400亿吨。也就是说,如果不减排,不到2040年排放预算就要用完了;2040年以后,全球的所有化石燃料都得禁用,否则,2度温升目标无法实现。

2012年,中国以96.4亿吨的排放量成为世界最大的CO2排放国家。根据BP能源展望数据,中国的CO2排放量还将持续上升,到2035年中国的CO2排放量将占世界总排的30%,人均排放量将超过OECD国家。

另据2014年世界银行数据,中国71%的CO2排放来自煤炭,而美国的煤电排放的CO2仅占31%,欧盟的也仅占33%。这组数据表明,我们的电力结构有足够大的调整空间,降低煤炭比例,扩大核电,水电和风电等清洁能源的比例。尤其是仅占4%的核电有很大的提升空间。今年10月,据发改委能源研究部门透露,要实现全球气候1.5度温升的控制目标,到2050年中国必须将核电装机容量提升554吉瓦,核电份额从目前的4%提升到28%。按照每千瓦3000美元的造价算,累计投资将达到13000亿美元。

加快核能发展我们还需要努力

尽管世界发达国家的发展历史证明发展核电是保障国家发展的重要条件,尽管我们的能源结构表明核能比例需要提高,但是我们大力发展核电的目标还不能一帆风顺地实现。我们应该再多投入精力研究一下我们十三五的核电目标为什么难以实现,我们的燕龙堆为什没有按照想象中的规划得到布置和实施。

核电科普还需要加强。没有公众的理解和支持,核能行业尤其是核电行业很难大规模发展。核能行业内部的一些从业者的论调也值得讨论,他们认为我们现在建设的核电站还不够先进,需要等三代技术经运行验证了才能批新的核电项目。美国和俄罗斯三十年前的技术和设备不能跟我们现在的水平比吧,按照这些业内人士的理论,美国俄罗斯三十年前的机组就不能延寿,人家不仅延长20年,有的甚至延长40年。国内还有一些人喜欢与国际接轨,认为不跟进外国人谈弃核就不够时髦。这些人却不知道,人家是在人均年用电量达到10000度,坐在后院吹着空调看着蓝天白云时谈论弃核的。我们人均年用电量不到人家一半,雾霾口罩还捂着嘴的时候,就这样迫不及待地跟进时髦是否并不够明智。

要正确认识电力消纳问题。中国的太阳能和风能发电装机容量发展迅猛,近几年弃电现象严重。仅2016年,风电新增容量就达17.3GWe,光伏发电的新增容量更是高达34.8GWe。由于这些新能源的地理条件限制,远离负荷中心,电力输送困难,弃电现象很严重。2016年风电平均弃电500亿度,达20%;有些省份更高达50%。太阳能也存在类似问题,主要五省的光伏弃电达20%,负荷因子低到17%。一些人因此认为,我们的电力已经过剩,还要发展核电干啥?我们需要耐心给他们解释说:天不刮风天上没太阳的时候我们的生产活动还要继续,那么我们至少还需要同等装机容量的清洁稳定可靠的电力,最好不是煤电,因为雾霾和烟尘会让太阳能利用因子大打折扣。

我们还需要与全社会一起携手,制定公平合理的电力市场规则。化石能源不能因为开采便宜,发电便宜就能得到最大的电力结构比例。还要充分了解化石燃料碳排放对全球气候造成影响,酸雨对基础设施对农作物的影响。

安全稳定地运行好已经建成的核电站。向社会公众证明核能没问题,提高决策者的信心!经济高效的运行好电站,让股东找到投资的动力,那么核电才会有发展的未来。

找准核能发展的市场。大型动力堆巨额的基础建设投资以及对电网容量的要求决定了只有部分国家可以涉足,要开发了利用小型模块化反应堆,打开更广阔的国际市场。同时,还要多发掘核能在电力市场以外的使用,供暖和海水淡化将会是核能的另一片广阔天地。海洋动力堆将会在我国的南海建设中异军突起,把破冰船改成造岛神器,让南海这块芝麻饼上多几粒属于中国的芝麻,从而把这片号称第二个波斯湾的海域资源分得更多的中国份额。海上浮动堆将把中国的南海岛屿建成象马尔代夫一样的天堂。

最后也是最重要的,加大核能科技的开发和运用。燃料封闭循环的后端建设需要加强,示范快堆,商业化布置快堆的进展不容拖延,否则我们的铀燃料利用率上不去,对进口铀资源的依赖程度又会随着核电的装机数量而增加。人类掌握的核能资源钍,作为中国稀土开采的副产品,每年的生产量已经足够为全世界供应能量。作为一个人口大国,科技大国,我们从事核能科技的人数将会超过美国和俄罗斯,我们从事钍基熔盐堆的研究人数已经超过美国,相信在钍基能源的商业化建设过程中我们能够做出大国贡献。

 

来源:中国能源网 核电工科安妮