淺談中國核電與煤電外部成本

朱小娟

摘要：中國的能源結構以煤為主，為減輕污染，以一定規模發展核電是現實可行的途徑。應用影響路徑分析方法建立了核電鏈與煤電鏈的外部成本計量框架，對中國煤電與核電的外部成本進行了初步研究。

關鍵詞：核電；煤電；外部成本

中圖分類號：F234.2文獻標志碼：A文章編號：1673-291X（2012）21-0114-02

引言

目前，人類利用的能源以煤炭、石油和天然氣等不可再生能源為主。長期以來，中國的能源結構以煤為主，煤炭約占一次能源消耗的68%。中國能源和電力短缺形勢嚴峻，已經成為經濟高速發展的嚴重制約。如果按照黨的十六大提出的走新型工業化道路，到2020年中國國內生產總值要實現比2000年翻兩番的總目標。中國2003年的能源消費總量為16．78億噸標準煤，如果能源消費也隨之翻兩番，到2020年中國能源消費總量將達到近60億噸標準煤。中國常規能源（煤、石油和天然氣）探明總資源量約8 200億噸標準煤，探明剩余可采總儲量1 500億噸標準煤，按照2020年的能源消費總量計算，中國的常規能源僅能夠滿足中國二十五年的使用，也就是說，到2045年，中國的常規能源將消耗殆盡。因此，能源消費翻兩番將令中國的國情難以承受。

而且，燃煤已成為大氣污染的主要來源，對環保的壓力已成為經濟可持續發展中的重要制約因素。近些年來，為減輕污染和減排溫室氣體，以具有一定規模的其他燃料來替代煤燃料。所以生物質發電，風力發電，核電應運而生。有效彌補了資源短缺又保護了生態環境。發展核電是現實可行的途徑。加之，中國經濟發展與環境保護尚缺乏有效的聯系和有效融合。只有把環境價值和經濟價值融合起來才能實現中國的經濟可持續發展。在此背景下，本文對中國核電與煤電的外部成本進行了初步研究，探討了中國核電與煤電對環境的影響，和它們的外部成本。進而對能源的可持續發展提出建議。

一、能源外部成本和環境成本

1.能源外部成本分析的基本方法。本文研究的煤電鏈系統包括煤炭生產、煤炭運輸、燃煤電力生產過程和煤自燃因素，核電鏈系統包括鈾礦采冶、鈾轉換與濃縮、元件制造、核電站、后處理、廢物處置和相關的運輸過程。本文應用影響路徑分析方法對中國核電能源鏈與煤電能源鏈的外部成本進行初步估算。在煤電鏈的外部成本計量框架和核電鏈的外部成本計量框架中都應考慮到環境負擔的確定和計量以及影響優先級的確定和影響計量。

2.環境成本。在環境成本研究中，外部性通常是消極的，其計量涉及私人成本、外部成本和社會成本的概念。私人成本是單個企業或個人在經濟活動中所消耗的各種成本的總和。然而，由于外部性的存在，私人成本小等于其經濟活動所支付的全部成本，常常會給他人造成某種損失，這部分損失并不計在自己的成本中，即構成外部成本。私人成本與外部成本之和稱為社會成本。只有部分環境影響目前能夠進行貨幣化價值計量，煤電與核電的總的外部成本中，包括SO2導致酸雨對農作物、森林與生態系統、材料影響，PM10和SO2對人體健康影響，PM（降塵）造成清洗增加，放射性的輻射健康危險，CO2導致的全球變暖以及煤礦事故死亡影響的外部成本。燃煤的其他環境負擔，如NOX引起酸雨、光化學煙霧、臭氧層破壞的環境影響等等都應包含在總的外部成本中。

二、煤電鏈的外部成本和核電鏈的外部成本

1.煤電鏈的外部成本。中國的煤礦按所有制分為國有重點煤礦、地方國有煤礦和鄉鎮礦三類。中國燃煤電廠主要的發電機組容量等級為60萬kW，30萬kW，20萬kW及下。不同容量機組的煤耗有很大差別，與設計煤耗理論值相比，實際煤耗值都相對偏高。煤燃燒產生的主要污染物是SO2，NOX，CO2，以及大量的PM（煙塵）。除燃煤電力生產過程外，在煤炭開采、煤炭運輸、電廠建設和運行、煤自燃等環節中都會對環境造成一定影響。而且計算煤電鏈的外部成本中還需考慮到環境影響的優先級。據此所總結的煤電鏈的優先環境影響為SO2和PM對人體健康效應、SO2和酸雨對農作物的影響、酸雨對森林與生態系統的影響、 SO2和酸雨對材料的影響、PM（降塵）造成的清洗增加、輻射健康危險、全球變暖、人為事故。需要指出，中國的SO2排放居世界第一位，當前最緊迫的環境問題是SO2及酸雨的影響，城市空氣中的首要污染物是PM。以上所提到的影響因素引起的費用，都應加在煤電鏈的外部成本中。

2.核電鏈的外部成本。鈾礦是核電中最重要的原料，常規的鈾礦開采有露大開采法和地下開采法。目前，中國鈾礦采冶已初步形成了以地浸、堆浸和原地爆破浸出工藝為主的生產體系。中國現已初步形成了浙江秦山、廣東大亞灣和江蘇田灣三個核電基地，目前又有一批新的核電站出現，比如大連紅巖河核點、海南核電等。中國核電的主體堆型為壓水堆。核電站后處理和廢物處置是個很重要的問題。核電鏈的主要環境負擔包括各環節的放射性流出物的排放以及在建設期間和生產運行期間由于建筑材料消耗、原材料消耗、工藝用煤消耗和其他燃料提供的能量消耗（如燃煤、燃油、電力等）而排放的非放射性大氣污染物（如SO2、NO2、PM、CO2等）。同時優先級影響也得考慮，核電鏈中評價的優先影響主要是對工作人員和公眾的輻射健康危險，包括致死性癌癥、非致死性癌癥和遺傳效應。對于核電鏈的非放射性污染物，煤電鏈的分析中已經確定了一套環境影響路徑的優先級，包括大氣污染健康效應、農作物、森林與生態系統、材料、清洗增加、事故和全球變暖。以上影響因素也應加在核電外部成本中。中國核電鏈的外部成本為3.31 *10-3元/kWh，其中由于放射性所致的輻射健康危險為3.83*10-5元/kWh，僅占總的外部成本的1.2%，非放射性所致的大氣污染健康效應、農作物、森林與生態系統、材料、清洗增加和全球變暖等影響共為3.27*10-3元/kWh，占總的98.8%。核電鏈本身并不產生這些大氣污染物，而是主要取決于相關的其他行業的能耗水平和污染物排放，如建筑材料生產過程、工作過程中用煤、使用燃油燃煤提供能量等，大部分仍歸結于燃煤污染。

三、核電與煤電外部成本比較

燃煤電廠每發1 kWh電力的環境影響外部成本為3.21 *10-1元，其中人體健康占46%，生態系統占32%，清洗增加、全球變暖、農作物、森林和材料分別占7%，6%，4%，3%和2%，輻射健康危險約占0.01%。核電站每發1 kWh電力的環境影響外部成本為1.43* 10-3元，其中直接排放的放射性所致輻射健康危險為7.81* 10-6元，約占0.6%；建設和運行維護期間間接排放的非放射性大氣污染物SO2，NOX，PM和CO2對人體健康、農作物、森林與生態系統、材料、清洗增加和全球變暖等影響的外部成本為1.42 * 10-3元，占99.4%?？偟膩碚f，（1）燃煤發電消耗的燃料數量（重量）是核發電的幾萬倍，產生的廢物也比核發電多幾萬倍。（2）燃煤發電與核發電的廢物的種類各不相同，燃煤發電向大氣中排放大量（幾百萬噸)的SO2、NOX、PM、CO2等氣體，而核能電力生產不產生任何大氣污染物，核電站向環境排放經審管部門批準的氣態和液態放射性流出物產生數量很少（約幾十m3）的固體廢物作封閉處理沒有向環境中排放；而燃煤發電也向大氣中轉移煤中存在的天然放射性核素。（3）燃煤電廠的外部成本是核電站的224倍。核發電的外部成本中99%來自間接排放的非放射性大氣污染物的環境影響直接排放的放射性所致輻射健康危險僅占小到1%。燃煤電廠的輻射健康危險外部成本是核電站的3倍。可見，核電站比燃煤電廠更有利于環境。

總結

所以綜上所述，綜合節約資源、技術、經濟、環保四方面的因素一定程度的發展核電是解決中國能源和電力短缺的最現實的戰略選擇。從20世紀90年代開始，世界能源電力市場發展最為迅速的已經不再是石油、煤和天然氣，而是太陽能發電、風力發電等可再生能源異軍突起。就能源、電力而言，21世紀將是可再生能源的世紀。實現能源可持續發展，在“能源消耗最少，環境污染最小”的基礎上實現經濟又好又快的發展。從外部成本看實現能源可持續發展，就是要發展一定規模的核電。核電成本更低，更安全，更環保。雖然近期出現了日本福島核泄漏事件，但是這并不能否認核電的優越性，只是在發展核電同時，應該加強核電安全管理。發展與監管同步，實現能源可持續發展，為我們電力科技和工業發展作貢獻才是核電發展的主要目的。

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Discussion of External Cost of Nuclear Power and Coal Power

ZHU Xiao-juan

（Shenyang institute of engineering，Department of Automatic Control，Shenyang 110136，China）

Abstract：Coal is main energy source in China.To reduce pollution ，developing some nuclear power is one practical and feasible approach.ApplingImpactPathwayAnalysis（IPA）approachframework of externalities of nuclear power and coal power were established，the external cost of coal power and nuclear power in China were preliminarily studied.

Key words:nuclear power； coal power； external cost[責任編輯 陳丹丹]