中国储能网欢迎您!
当前位置: 首页 >新闻动态>国内新闻 返回

核电“复兴”进行时

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国石化报 发布时间:2022-06-17 浏览:

中国储能网讯:今年以来,全球能源价格高企,煤炭、石油和天然气,甚至锂的价格都在快速上涨,不少国家和地区出现电费飙升,极大影响了居民生活,与此同时,供应端似乎增长乏力。这一切的根本原因或许还是过去几年能源项目的投资不力,以及后疫情时代能源需求恢复快于预期。化石能源和电池材料的价格共振,使得核电发展出现新转机。2011年日本福岛核事故以来,核电逐渐“失宠”于市场,即便是此时此刻,德国仍坚定执行退出核电计划。核电的优点与缺点都十分突出,如果运行正常,核电碳排放低,发电能力持久稳定,对环境影响很小;如果不幸遭遇核事故,则其对环境的污染又极大。人类的生产和生活一刻也离不开能源,如何在生产使用能源的同时又不被反噬,几乎是所有国家和生产企业面临的终极难题。

全球核电发展展望

2011年福岛核事故几乎为全球核电发展带来了毁灭性的打击。事故发生后,日本(曾表示)和德国以彻底淘汰核电为目标开始逐步退出核电。与此同时,美国廉价的页岩气、太阳能和风能发电成本显著降低,也从经济层面变相给核电施压。

但近期的能源短缺现象似乎挽救了核电“行将就木”的命运。不仅中国承诺未来15年新建150座核反应堆,而且美国也放言将投资60亿美元以拯救陷入财政困境的核电项目,欧盟虽然就核电是否属于新能源争执不休,但现在也开始网开一面,给一些核电投资项目打上“绿色”标签。

实际上,国际能源署(IEA)设计的2050年实现净零排放的路线图预测,未来几十年,核电量将翻番,这其实已表明核电将在全球未来能源供应版图中占重要地位。仅从全球去年的发电数据看,核电复苏势头已略有显现:2021年核电占全球发电总量的10%,虽然从占比上较2000年低了7个百分点,但核电量比2020年增长了4%,新增100太瓦时,总量达到2736太瓦时。

核电的是与非

有关核电的争论主要围绕3点展开,分别是安全性、成本和建设周期。

发展核电面临的最大问题是安全性。核泄漏及由此产生的辐射对人类是巨大威胁,此外还有核废料的安全处理问题。约3%的核废料具有很强的放射性,需要安全储存50年。虽然目前需要处理的核废料相对有限,但核电扩张将增加这种风险。

发展核电的第二个难题是项目前期成本太高。虽然核电支持者一直声称成本会下降,但事实是核电项目超出预算的情况比比皆是。如美国乔治亚州的Vogtle 3号和4号核电站项目,建设费用预计比预算高250%。2017年,美国南卡罗来纳州也有两个核反应堆因成本超支而被废弃,约90亿美元的投资付诸东流。已成功上马的核项目通常受益于政府和保险公司的全力支持,而且经验也表明,靠电力公司融资开展核项目通常不具经济可行性,发展核电对于全球很多国家来说相对困难。核电支持者常公开承诺核电价格终将下降,但从已有的核电项目发展经验来看,这种承诺目前不太令人信服,也成为核电反对者的武器之一。

发展核电面临的第三个问题是建设周期。人类对能源的需求往往非常迫切,但一个核电项目从启动到发电往往需要10年或更长时间,彼时人类的能源需求可能早已发生变化。显然,核电项目的漫长建设周期是该技术应着力攻关的方向。

除了上述3个缺点,核电的优点也很明显,清洁、可靠、占地少。正是这些特点使其成为不少国家清洁电力的主要来源。

过去10年,核电的支持者与反对者一直争论不休,而反对者的理由至今未能很好地解决也是双方各执一词的原因。不过,随着核电的地缘政治、环境和技术背景的不断变化,越来越多的专家学者开始呼吁重新审视核电的作用。

核电热度缓慢回升

安珀是致力于欧亚能源转型研究的非赢利独立能源智库,已连续3年发布《全球电力综述》报告,核电是其关注的重点之一。3月,安珀发布了最新版《全球电力综述》报告,对2021年全球电力数据进行梳理,从中可窥见核电已有走出阴霾、缓慢回暖的迹象。

报告显示,2021年,风电和太阳能发电增幅达到十年来的最高值,增速也是所有发电类型中最快的;清洁能源发电在总量中的占比达到38%,其中风电和太阳能发电占比首次达到10%;由于疫情后需求恢复快于预期,燃煤发电量和碳排放量也达到史上最高值,化石能源发电量占比达62%,其中燃煤发电为36%、燃气发电为22%。与此同时,核电量和生物质能发电量保持稳定,水力发电量则有所下降。

从国家层面看,过去20年,中国在核电、水电和生物质能发电领域处于龙头地位。2000年以来,全球新增核电几乎全部来自中国。2021年,全球核电量增加了100太瓦时,增幅达4%。中国的核电增幅较大,也是唯一投产新核反应堆的国家,年增幅达到11%,过去7年增加了3倍,但在总电量中的占比仍较低,仅为5%。法国和日本的部分核反应堆恢复运营,为核电增幅贡献了力量,其中日本的核电增幅为福岛核事故以来第二高,但总发电量仅为福岛核事故前的1/5。从全球范围看,相比电力需求的快速增长,核电在总电量中的占比仍呈缓慢下降趋势,从2020年的17%降至10%,而占比增加最多的是燃煤发电和燃气发电。这从侧面表明,如果不加大核电占比,无法有效减少化石能源的使用。

根据国际能源署的路线图,要实现2050年净零排放目标,核电占比应达到38%,这意味着从现在起到2030年,核电增幅需要保持每年4%的水平。国际能源署的预测显示,2030年后,核电增幅将明显加快。报告同时援引了政府间气候变化专门委员会的评估报告,称水电和核电是碳排放量极低的发电形式,但前提是需要结合碳捕集、利用与封存(CCUS)技术,否则会产生一定的碳排放,这为核电的未来发展指明了方向。

部分国家核电发展概况

1.美国

在全球核电复苏呼声大增的形势下,美国却发出一些“杂音”。佐治亚州的核电项目不仅推迟了6年,还超支250%,打击了该国发展核电项目的热情。

美国佐治亚州能源局公布文件显示,韦恩斯伯勒市Vogtle 3号和4号核电站完工在即。该项目由州能源局、奥格尔索普电力公司、道尔顿公用事业公司、州电力公司持股,由西屋公司设计,原计划2016~2017年投产,预计投入140亿美元。但根据当前的投资状况,项目实际投入将高达340亿美元,投产时间则变更至2023年。这是美国20世纪80年代以来最大规模的核电项目,原计划每千瓦发电装机容量的成本为6400美元,而最终或高达1.55万美元。反对者认为,与欧洲的可再生能源发电相比,美国核电过于昂贵。据统计,美国的Vogtle项目成本是欧洲可再生能源发电项目的10倍。即便考虑到可再生能源只有约1/3的时间能提供电力,而运行良好的核电项目发电时间高达90%,Vogtle项目的巨额成本依然使其不具优势。

2.法国

数据分析公司GlobalData的电力数据库显示,无论是从装机容量还是发电量来衡量,法国都是当之无愧的核电强国。2021年,核电占法国总发电量的69.5%。2018~2020年,法国核电量呈下降趋势,但2021年开始,这一趋势得到扭转。虽然2021年前4个月部分核反应堆因常规或紧急情况维护而暂时关闭,导致发电量同比略有下降,但从5月开始出现反弹并维持到年底。2021年,法国有56个运行中的核反应堆,是世界上核反应堆数量排名第二的国家,仅次于美国。

2021年10月,法国电网运营商RTE通过模型计算对法国2050年实现碳中和目标的6种不同路径进行了预测,结论是,对法国来说,实现2050年净零排放目标成本最低廉的办法就是大力发展核电,要满足法国的能源需求,还需新建14座大型核反应堆和一系列小型模块化核反应堆,同时加上可再生能源电力。

法国很看好小型模块化核反应堆技术。这是一种安全、经济的核反应堆,是国际原子能机构鼓励发展和利用核电的新方向,具有高度的安全性、良好的经济性、功率规模的灵活性和特殊厂址的适应性,能满足偏远城市供电、中小型电网供电、城市供热、工业供汽和海水淡化等领域应用的需求,实现核电的综合利用。它的特点是模块化,不同的部件在工厂批量生产,然后在现场组装,成本上更具竞争力,建设工期也更短。

法国目前正在开发的Nuward核反应堆就属于此类型,项目始于2019年9月,由法国原子能和替代能源委员会、法国电力集团、法国海军集团和法国原子技术公司合作开发,以压水堆技术为基础,适用于偏远地区或电网无法接入大功率电站的地区和电力消耗大的工业场所。参与项目的合作方分工明确,充分展示了法国参与核电的积极性。法国原子能和替代能源委员会提供核反应堆堆芯研究及新技术认证方面的专业知识;法国电力集团提供核反应堆设计、建造及运营方面的经验;法国海军集团提供有关模块化及小型核设施方面的专业知识;法国原子技术公司提供为法国核潜艇舰队开发20座核反应堆积累的紧凑型核反应堆设计经验。截至目前,法国政府已为该项目提供5000万欧元(约合3.53亿元人民币)的补贴资金,预计还将追加大笔投资支持下一阶段开发工作。

除了Nuward项目,法国原子能和替代能源委员会2019年启动了一项关于多功能小型模块化核反应堆的前瞻性研发计划,研究除发电以外的其他功能应用,包括生产无碳氢为汽车提供动力,以及为区域供暖或工业需求提供热量,帮助电力以外的其他领域脱碳。

3.英国

2021年11月,英国作为第26届联合国气候变化大会主办国公布了零碳排放战略,将核电列为英国2050年实现净零排放的关键,支持劳斯莱斯公司投资几十亿英镑在英国建至少16座小型模块化核反应堆。

4.罗马尼亚

罗马尼亚总统约翰尼斯在联合国气候峰会上和美国气候问题特别代表约翰·克里宣布,罗马尼亚将利用美国技术建第一座小型模块化核反应堆。

5.波兰

去年12月15日,通用电气-日立核电公司、美国BWX技术公司和波兰Synthos绿色能源公司签署了合作意向书,在波兰部署BWRX-300小型模块化核反应堆,并计划到21世纪30年代初在波兰至少部署10座BWRX-300小型模块化核反应堆。

能源短缺或成核电发展契机

过去十年,核电发展受阻的最大原因是受福岛核事故影响产生的不当认知,即认为与核电相关的成本和风险超过其清洁可靠带来的好处。如今,全球能源价格飙升,碳排放量增加,核电成本下降潜力也有所展现,都使得人们可能再次刷新对核电的看法。

核电或迎来发展机遇主要基于以下3个理由。一是核电是实现净零排放未来不可或缺的组成部分。如果各国政府认真履行碳减排承诺,核电必将成为其能源组合的核心之一,否则根本无法弥补煤炭和天然气退出发电市场后留下的巨大缺口。减少化石能源的使用、实现碳减排目标离不开相对清洁且稳定的核电“加持”。虽然也有其他选项,如可再生能源与电池存储、化石燃料与碳捕集、地热或核电相结合等,但其中唯一能大规模提供低碳能源的只有核电。此外,核电技术随着小型模块化反应堆的出现,占地面积将进一步缩小,对生态系统的影响也将减至最低,而这是大型可再生能源项目无法比拟的。一些大型可再生能源项目,如太阳能发电,有时甚至可能需要太阳能电池板遮盖整座山峰,这将严重破坏当地的生态环境,更与绿色能源的初衷背道而驰。从环境角度来看,核电显然是更佳的解决方式。

二是当前全球地缘政治不稳定和供应链问题凸显了能源安全的重要性,而核电是重要的解决途径之一,这是任何国家和政府都无法回避的事实。可再生能源的间歇性已使大力发展绿色能源的国家和地区吃足了苦头,特别是欧洲,在天然气供应存在不稳定因素的当下,可再生能源无法独力支持欧洲国家庞大的能源需求已是有目共睹的事实。在这种环境下,核电的优缺点衡量天平再次发生倾斜也就水到渠成了。对于政府而言,在不放弃可再生能源的同时,发展核电有助于实现能源供应多样化,从而实现稳供,是明智选择。

三是核电新技术和方法的演进正慢慢消除反对者对核电成本和建设周期的疑虑。总的来看,核电虽非解决当前能源问题的最佳处方,但无疑会增强全球能源结构的清洁性和可靠性,符合全球的绿色转型愿景。核电工业过去十年取得了巨大的技术进步,核电正向小型化、安全、低价的方向发展。虽然这些新技术的有效性仍有待检验,但已有一些技术表现出极大的成本优势。劳斯莱斯公司的小型模块项目已有望大幅降低核电价格。比尔·盖茨也开始参与这类技术,推出了可将核电成本降低50%的小型模块化核反应堆。其他一些技术,包括减少核废料、新型冷却剂等也有长足进展。

分享到:

关键字:核电

中国储能网版权说明:

1、凡注明来源为“中国储能网:xxx(署名)”,除与中国储能网签署内容授权协议的网站外,未经本网授权,任何单位及个人不得转载、摘编或以其它方式使用上述作品。

2、凡本网注明“来源:xxx(非中国储能网)”的作品,均转载与其他媒体,目的在于传播更多信息,但并不代表中国储能网赞同其观点、立场或证实其描述。其他媒体如需转载,请与稿件来源方联系,如产生任何版权问题与本网无关。

3、如因作品内容、版权以及引用的图片(或配图)内容仅供参考,如有涉及版权问题,可联系我们直接删除处理。请在30日内进行。

4、有关作品版权事宜请联系:13661266197、 邮箱:ly83518@126.com