核電在我國低碳能源發(fā)展中的作用

鄭樂　孫萌

【摘 要】核電是可以大規(guī)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(diǎn)，對我國能源戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)具有重要意義。文章研究了核電低速、中速以及高效發(fā)展情形下，由其他能源替代核電引起的發(fā)電總成本和碳排放總量變化，分析了核電持續(xù)增長對我國優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、降低電力成本、減少碳排放總量做出的貢獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】核電;能源戰(zhàn)略;碳排放

中圖分類號： F426.2;F206文獻(xiàn)標(biāo)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(zhàn)略與碳排放目標(biāo)

1.1 我國能源戰(zhàn)略選擇

我國目前是全球最大能源生產(chǎn)國和消費(fèi)國，面臨能源安全、環(huán)境污染以及氣候變化等諸多挑戰(zhàn)。逐步降低化石能源依賴，構(gòu)建以清潔低碳能源為主體的新型能源系統(tǒng)，是新時代我國能源發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。未來，我國能源發(fā)展將呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：

一是能源消費(fèi)將持續(xù)增長，隨著全面建成小康社會目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，人均能源消費(fèi)剛性需求將長期存在。二是清潔低碳成為能源發(fā)展方向，生態(tài)文明建設(shè)要求能源與環(huán)境和諧發(fā)展，積極應(yīng)對氣候變化、推動低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展是題中應(yīng)有之義。三是終端消費(fèi)由一次能源更多向以電力為主的二次能源轉(zhuǎn)變，電力作為優(yōu)質(zhì)高效、清潔便利的二次能源，成為現(xiàn)代社會重要的能源消費(fèi)形態(tài);數(shù)據(jù)表明，終端消費(fèi)電氣化水平與工業(yè)化進(jìn)程緊密相關(guān)，處于工業(yè)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(biāo)

按照政府承諾，我國非化石能源占一次能源消費(fèi)比重在2020年達(dá)到15%、2030年達(dá)到20%;到2030年前后二氧化碳排放達(dá)到峰值。目前看，實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)仍具有一定挑戰(zhàn)。國際能源署有關(guān)研究指出，2018年我國能源相關(guān)二氧化碳排放量增長2.5%（即2.3億噸，占據(jù)全球凈增量的41%），總量達(dá)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(xué)院有關(guān)研究認(rèn)為，我國碳排放峰值將出現(xiàn)在2025-2040年，屆時二氧化碳排放總量將達(dá)到106億噸[1]。國網(wǎng)能源研究院有關(guān)研究認(rèn)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(fā)展分析

2.1 我國電力供應(yīng)現(xiàn)狀及趨勢

綜合有關(guān)研究數(shù)據(jù)，我國碳排放峰值約為110億噸二氧化碳。據(jù)測算，電力生產(chǎn)碳排放約占排放總量的45%[3]，即電源發(fā)展的碳排放峰值應(yīng)控制在49.5億噸二氧化碳以內(nèi)。

我國電力生產(chǎn)形式主要包括化石能源如煤電、天燃?xì)獍l(fā)電，以及非化石能源如水電、核電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電等。根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會統(tǒng)計[4]，目前，化石能源是我國電力供應(yīng)的主力能源，裝機(jī)占比超過57%、發(fā)電量占比超過66%，各類電源電力供應(yīng)占比如下表1所示。

國網(wǎng)能源研究院有關(guān)研究認(rèn)為，我國仍將長期維持電力需求增長的態(tài)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(fā)展趨勢，2030年各類電源發(fā)電量均高于2018年實(shí)際發(fā)電量。

2.2 不同情形下的電源發(fā)展分析

以下構(gòu)建總發(fā)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(fā)展碳排放總量。P為各類電源平均上網(wǎng)電價，E為各類電源對應(yīng)的年度發(fā)電量（Ei，2030、Ei，2018分別為各類電源2030年、2018年發(fā)電量），δ為電源對應(yīng)的溫室氣體排放系數(shù)，λ為配套儲能建設(shè)引起的電價上浮系數(shù)，各下標(biāo)對應(yīng)關(guān)系見上表1。測算時考慮水電發(fā)展空間與資源情況，考慮風(fēng)電、太陽能發(fā)電政策扶持情況。

利用線性規(guī)劃工具，分別就不再發(fā)展核電、核電低速發(fā)展（考慮年均發(fā)電量增速4%，與用電需求增速相當(dāng)）、核電中速發(fā)展（考慮年均發(fā)電量增速6%）、核電高效發(fā)展（考慮年均發(fā)電量增速9%）4種情形進(jìn)行測算。結(jié)果表明，在總發(fā)電成本最小，核電高效發(fā)展和中速發(fā)展情形時，全社會發(fā)電成本最優(yōu);核電低速發(fā)展甚至不再發(fā)展將會給社會發(fā)電總成本帶來507億元和1122億元的增加;在核電高效發(fā)展的情形下，將減少電力系統(tǒng)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(jié)論

上述分析表明，在不發(fā)展核電或核電低速發(fā)展的情形下，我國的能源供應(yīng)將更加依賴煤炭、天然氣等化石能源;隨著核電發(fā)電量的減少，社會發(fā)電成本顯著增加。核電是一種可以大規(guī)模替代化石能源的清潔低碳能源品種，是構(gòu)建我國能源安全穩(wěn)定、低碳經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)的重要戰(zhàn)略選擇。應(yīng)科學(xué)謀劃核電建設(shè)規(guī)模，維持一定建設(shè)節(jié)奏，確保我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、綠色發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

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