想要实现碳中和目标,全球核能发电量必须增加两倍?

能源放大镜 2022-01-19

原子能核电核能发电

3075 字丨阅读本文需 8 分钟

为了满足对可持续能源日益增长的需求,在2050年之前,我们需要核能提供总电力的25%,作为清洁可靠低碳组合的一部分。为实现这一目标,意味着到2050年,全球核能发电量必须增加两倍。

一、为什么我们需要碳中和计划?

碳中和计划(Harmony)是核工业的一项全球倡议,该倡议提供了一个行动框架,与主要利益攸关方合作,以便消除核能增长的障碍。

增加低碳能源的份额,以及大幅降低化石燃料的水平,共同努力确保未来24小时可靠、负担得起和清洁的能源供应。

对于人类来说,获得电力和清洁空气是至关重要的。

目前,世界上六分之一的人口没有电。随着电力需求的持续增长,如果我们要缓解气候变化,必须减少温室气体排放,必须转向更清洁的能源以减少空气污染。

这将需要大量增加所有低碳能源,其中核能是一个重要组成部分。

低碳情景下的电力消费增长

资料来源:1945-1979,IEA数据库和分析(1980-2012),能源信息管理局(2013-2050),IEA能源技术展望(2015)

IEA 2°C情景:核能将在2050年对全球电力做出重大贡献

资料来源:IEA能源技术展望2015

二、核能:能源组合的重要组成部分

国际社会已经认识到,迫切需要对我们的发电内容进行脱碳,以保护地球和人类免受空气污染和气候变化的危害。

核能已经被证明是可行的,并且可以迅速扩展,使其成为解决方案的重要组成部分。

根据经济合作与发展组织(OECD)核能机构的说法,“主要依靠核能的混合组合,是实现每千瓦时50g CO2脱碳目标的最具成本效益的选择。”

考虑到整个生命周期的排放,核能被列为最佳能源之一。

IPCC关于全球变暖1.5°C的特别报告得出结论,限制气候变化将要求全球温室气体排放几乎立即开始减少。

这将需要更快地将电力转换为能源最终用途,并通过包括核能在内的低碳发电来满足更大的电力需求。

在IPCC考虑的89种缓解方案中,到2050年,核能发电量平均增长约2.5倍。

三、核电是一种具有成本竞争力的低碳发电选择

电力范围的平准化成本(7%折扣率)

资料来源:发电的预计成本——2015年版,IEA和OECD核能机构

根据IEA的《2018年世界能源展望》,中国陆上风电、太阳能光伏和海上风电的成本分别比核能高16%、50%和140%,即使不包括调整电网和提供备用发电以补偿间歇性供电的额外成本。

根据OECD核能机构的说法,“主要依靠核能的混合是实现每千瓦时50克二氧化碳脱碳目标的最具成本效益的选择。”

四、我国核电发展形势

2019年以来,我国陆续核准新核电项目,在各省发布的《2020年能源项目名单》中,共包含了8个省共11个核电项目。

“十三五”以来,中国核电建设投资总计约2500亿元,在全球率先实现从二代向三代的转变。

全国“十三五”核电新增装机2345万kW,新投产核电机组20台。

截至2020年,全国共有66台机组和7075万kW装机,其中在运48台,累计4989万kW,居世界第三;核准在建18台,共2087万kW,居世界第一。

但目前中国能源结构中的核电装机占比仍不足3%,未来发展仍有一定空间。

我国核电技术得到了长足发展,三代核电的安全性与经济性比第二代有所提高,通过自主创新,已经完全掌握了自主知识产权的三代核电技术“华龙一号”。

2020年11月27日,“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组首次并网成功。该技术不仅是中国核电技术创新的重要里程碑,也是未来发展的主要方向之一。

同时,正处于原型堆技术研发阶段的第四代技术强化了防止核扩散的要求,未来潜力不可估量。

2020年10月,我国自主研发的世界首座具有第四代核电特征的华能石岛湾高温气冷堆核电站的首台反应堆冷态功能试验一次成功,标志着我国具有完全自主知识产权的国家科技重大专项高温气冷堆核电站示范工程通过了针对反应堆性能的首次全面考验。

五、碳中和目标下核电发展的问题与挑战

要实现到2050年建成以新能源和可再生能源为主体的“近零排放”的能源体系,我国非化石能源在整个能源体系中的占比要达到70%或80%以上。

其中,风电和太阳能等将得到大力发展,并成为非化石能源的主要来源。

核能也有望得到一定发展,但是其发展还有很多不确定性和挑战。

1、核电厂址资源规模仍有较大争议

核电选址并无沿海与内陆之分,对地震、水源、大气弥散等地质条件以及放射性废物排放规定并无区别。

国际上,将近1/2核电位于内陆,部分国家因为本身是岛国或半岛国家,核电厂沿海而建。

由于公众对水安全问题十分敏感,核电厂选址中,需要考虑水资源约束条件,包括水资源配置与管理、供水可靠性、排水的稀释扩散条件及水资源影响预防和监控方面等方面。

我国当前可支撑装机规模约3.6亿kW,其中内陆约为1.6亿kW,沿海约为2亿kW。

我国核电厂址资源可支撑的装机规模还有待进一步研究。

2、核电在未来电力结构中的发展定位有待进一步明确

随着工业、交通、建筑部门电气化率的逐步提高,我国未来电力需求仍将持续增加,相对于其他可再生能源,核电可以提供更稳定的电力基荷。

《我国核电发展规划研究》中指出2050年核电装机可为3.35亿kW;国家发展和改革委员会能源研究所研究指出,2050年核电装机容量增加到5.54亿kW;《中国长期低碳发展转型战略与路径》指出,2050年核电装机将增长到3.27亿kW。

可见,未来核电发展规模预测基本在3——6亿kW,具有一定不确定性,其定位有待进一步明确。

3、近零排放能源体系对核电技术提出新要求

未来我国需要建立近零排放能源体系,对氢能、清洁供暖、清洁工业供汽等技术提出了更多的需求。

目前,我国核电基本是“单一供电”模式,现有模式无法适应新的能源体系。

核电已经具备了非电领域的应用的潜力,国内首个核能供暖示范项目已于2018年开展前期工作,但现有技术应用水平与应用规模还有待进一步加强。

4、电力体制改革对核电建设与运行经济性提出严峻挑战

目前,核电现有成交电价远低于标杆电价,随着我国电力市场化改革的逐步推进,其经济性面临严峻挑战。

市场化交易体系下,核电企业必须顺应市场要求,深挖潜力,严格控制工程造价等投资成本和运营成本,建立新的适应电力市场改革的管理体系,提升核电企业参与电力市场的竞争力。

5、民众意愿是核电产业发展规模的重要制约因素之一

核电规模扩大和选址过程中,邻避效应越来越成为涉核项目的难题,民众担忧与地方压力已经成为制约中国核电发展的重要因素之一。

受日本福岛核事故影响,国内江西彭泽核电项目、广西北海核电项目、广东江门核燃料项目等核电相关项目或产业园的建设或核准在受到民众反对后被迫搁置或取消。

同时,地方政府支持力度的变化也使得核电厂址落地存在不确定性。

六、建议

1、进一步研究并尽快明确核能发展定位

核电不仅具备火电机组供给可靠性高的特点,也同时具备风电、光伏等可再生能源低碳清洁的特点,具备显著优势。

核电应与波动性强、不易调配的风电、光伏等可再生能源协同发展。

在相关政策文件中,建议强化核电作为低碳能源体系的重要组成的作用,在中国“十四五”及中长期规划中提高核电的一次能源占比。

2、尽快强化近中远期核电发展目标

基于已有基础和条件,建议在2020-2035年期间有计划地稳定开工建设,力争2050年核电规模不低于3亿kW。

为满足该核电产业规模化发展目标,应尽快制定近中远期核电发展规划,强化发展目标,明确重点项目,细化技术路线,提高技术研发支持力度,加强人才队伍培养,促进装备制造等配套领域发展。

3、丰富核能非电综合利用技术路径

“小型化、智能化、多功能化”是目前全球核能产业技术开发的方向。

为满足近零排放能源体系的多样化新需求,要积极推动核电企业在非电领域的技术研发与应用,特别是核能余电制氢、清洁采暖、工业供汽等技术方向,积极推动核电向“多样化、综合性”模式转变。

4、完善配套财税政策与补偿机制

深入分析核电现有管理运行模式的现状与特点,研究现有财税政策与补偿机制的不足,提出更适于核电站建设、运行、金融等相关环节的配套政策措施和补偿机制。

尤其需要探讨当地政府、民众与核电企业的利益共享机制,在保证核安全基础上减少各方阻力。

5、加强民众宣传工作,赢得公众支持

针对“邻避效应”问题,应多角度、多渠道、多时段加强宣传工作,积极、坦诚地公开核电相关项目多个节点的信息。

针对民众最担忧的问题,应通过专家论证等各种途径及时为民众答疑解惑。

尽早得到民众的理解与支持,保障核电相关项目的落地与实施。

文章来源: 嘿嘿能源heypower,科技导报

免责声明:凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处本网。非本网作品均来自其他媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如您发现有任何侵权内容,请依照下方联系方式进行沟通,我们将第一时间进行处理。

0赞 好资讯,需要你的鼓励
来自:能源放大镜
0

参与评论

登录后参与讨论 0/1000

为你推荐

加载中...