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環境知識
 

積極發展核電具有重大戰略意義

十一五期間,國家要把積極發展核電作為加強基礎產業設施建設的重要舉措,這是具有重大戰略意義的,值得深入研究和落實。

核電發展的歷史和趨勢

  自1951年人類利用原子能發電以來,核電已走過半個多世紀的歷程。在經過最初十幾年的試驗性發展階段之后,核電技術趨于成熟,發電成本大幅下降,有些國家的核電成本已經低于常規火電。隨著世界石油危機引發的全球經濟衰退,使人們更加認識到核電在保障能源供應和平抑能源市場價格波動方面的重要作用,核電由此進入迅速發展階段。擁有核電站的國家逐年增多,除前蘇聯、美、英、法等國外,印度、巴西、阿根廷等發展中國家也建成了一批核電站。

  但是,1986年發生的切爾諾貝利事故使核電發展形勢急轉直下。這次事故直接引發了很多國家,尤其是西歐各國的反核限核乃至廢核運動。以此為分野,不同的國家發展核電的態度也不同,大體上可以分為三類。第一類是受國內、國際政治因素影響,采取限制核電發展政策的國家,比利時、意大利、德國、荷蘭、瑞典、瑞士等國明文規定限制核電發展。第二類是韓國、日本、印度等國,它們要么是由于經濟快速增長,能源需求增大,需要對能源結構進行調整,要么是由于受到資源約束,或者兼而有之,因此采取積極發展核電的政策。第三類是加拿大、捷克、芬蘭、法國、匈牙利、西班牙、英國、美國等,這些國家的核電穩定在一定的規模上,增長緩慢。

  美國、法國、加拿大等國的核電技術比較成熟,市場機制培育較為充分,而且大多是核電大國,它們對待核電的態度在很大程度上影響到世界核電發展的趨勢。核電在這些國家增長緩慢有各自的原因,其中比較典型的是法國和美國。法國的核電比重已經占到78.2%,它不僅不缺電,反而是世界上最大的電力凈出口國,每年獲利約26億歐元。所以,法國目前的主要目標是充分利用包括核電站和燃料循環在內的現有設備,開發下一代反應堆以提高天然鈾的利用率,并最大限度減少廢料。

  美國盡管已經25年沒有新的核電站訂單,但是其核電比重一直穩定在19%以上。這主要是由于美國政府和企業采取了一系列有力的措施:一是增大核電站一年內的運行時間,提高現有反應堆的發電能力。反應堆的容量因子(指在一年內核電站運行時間所占的比率)由1990年的66%提高到 2002年的90%以上。二是延長反應堆的許可期限,由最初40年許可期限延長至60年。自2000年以來,已有23個反應堆獲得許可。可以預計,美國正在運行的反應堆最終都會申請延長許可期。三是對核電站進行升級改造,以提高發電量。截至2003年,已有92個反應堆得到升級改造。升級改造為美國核電站新增了402.2萬千瓦的發電能力,相當于4個平均規模的核電站。

  截至200412月,世界上共有30個國家和地區共441座反應堆投入商業運營,裝機容量36742.2萬千瓦。核電在全球供電量中所占比重約16%,在全球一次能源中所占比重約6.7%。經濟發達或增長較快的國家和地區的核電比重都比較高。

  有三個方面的因素對核電未來發展產生重要的影響。一是核電經濟性的提高;二是核電安全性的增強;三是環境保護力度的加大。

  核電經濟性因各國資源稟賦和技術條件差異而有所不同。但是在美、法、日等國,核電已經具備很強的競爭力。美國的核電發電成本1987年以前低于煤電。此后由于安全費用增加和煤炭供給格局變化等因素的影響,核電發電成本比煤電稍高,但總體上處于不斷下降的態勢,并于2002年再次低于煤電。另外,核電經濟性還表現在發電成本非常穩定,對燃料價格波動不敏感,因此,核電能夠平抑能源價格波動,保障能源供應安全。

  核電的安全性主要體現在核電站自身的安全性和核廢料處理的安全性兩個方面。核電站事故絕大多數是常規設備故障引起的。經過幾十年的探索與實踐,人們已經掌握了豐富的核電站運營經驗,而且通過完善設計,使得核電站的安全性大大提高。核廢料尤其是高放廢料的處置需要加強國際合作并制定國際安全標準。《乏燃料管理安全和放射性廢物管理安全聯合公約》第一次審議會議于200311月舉行,所有締約方都表明了對該公約目標和履行其條款所規定義務的堅定承諾。

  與消耗礦物燃料的電站相反,核電站不釋放二氧化碳、硫和一氧化碳。歐洲委員會交通和能源部門2004年起草的一份報告說,如果不修建核電站,歐盟將不能實現《京都議定書》規定的減少導致溫室效應的氣體排放目標。歐盟的計算顯示,在今后25年內,需建造10—30萬兆瓦核電站才能實現減少二氧化碳排放造成的污染的目標。這意味著要新建100多座核電站。由于俄羅斯的批準,《京都議定書》已于2005216日生效。如果一些國家對減緩氣候變化和未來可持續發展的承諾是嚴肅認真的,核動力將再次成為化石燃料強有力的替代能源。

  這些都是核電發展的長期因素。在短期,近年來國際能源價格的上揚使得世界核電開始回春。目前世界在建的25座反應堆主要集中在亞洲,總容量為2029.6萬千瓦。但是,美國、芬蘭等國現在也都有了重新啟動核電項目的計劃。芬蘭2004年的一次民意測驗表明,芬蘭人中支持核電的比例比1994年增加了12個百分點,而反對者減少了 10個百分點。

積極發展核電的戰略意義

  積極發展核電是保存核工業體系的需要。

  核電廠對于培養核人才、促進核科研、發展核設備、保存核燃料生產能力,起著不可替代的重要作用。因此,核電產業的發展是完全必要的。發展核電產業不僅僅是經濟需要,更是促進整個核工業長遠發展的戰略需要。

  積極發展核電是保障國家能源安全的需要。

  上世紀50年代,我國電力工業的產業政策和發展方針是水火并舉80年代改為大力發展水電,積極發展火電,適當發展核電。但是由于種種原因,火電比重一直處于80%以上的高位,裝機比重由1970年的66.2%上升到2002年的74.5%,其中煤電比重一直超過77%。盡管水電發展也較快,但發電比重還是由1970年的17.7%下降到2002年的16.7%,裝機容量由33.8%下降到24.1%。在新建了幾個大的核電站之后,核電占一次能源生產的比重僅為0.24%2002年,發電量和裝機容量的比重才分別達到1.57%1.26%,在擁有核電的國家中是最低的。我國是繼美、英、法、前蘇聯、加拿大和瑞典之后,世界上第七個能自主設計和建造核電站的國家,核電的發展狀況與我國核大國的地位極不相稱。

  嚴重依賴煤炭的能源消費結構加大了能源供應風險。一方面,煤炭資源雖然比較豐富,但探明程度很低,煤炭總資源量的探明儲量僅相當于世界平均水平的55.3%,相當于OECD國家的22.5%,相當于美國的10.2%。另一方面,單一的能源消費結構難以平抑能源價格波動。國際煤價2000年開始止跌回升,并一直以較快的速度上漲。國內企業也作出反應。山西省的煤炭凈出口占凈輸出的比重由2000年的7.2%上升到2002年的15.5%。由于電煤采取政府管制價,非電煤實行市場價,電煤供應形勢更為嚴峻。煤炭供應持續緊張,市場價格大幅上漲,使得很多煤炭企業因為合同電煤價格太低而毀約。近期在秦皇島召開的煤炭銜接會由于供需雙方分歧太大而匆匆散場。五大發電集團在會上只簽下不到原定量一半的計劃內電煤,簽下的合同平均價格漲幅也遠高出發改委原定的8%的幅度,而且很多合同上注明隨行就市。如果真的按合同執行,很可能使電煤出現有價無市的狀況,形勢非常嚴峻。

  降低風險的辦法是發展多種能源,改變當前嚴重依賴煤炭的能源消費結構。從我國的替代能源資源看,積極推進核電是最現實的選擇。我國人均石油和人均天然氣可采儲量分別僅為世界平均值的10.0%5.0%。生物質能、地熱能和潮汐能目前應用還非常有限。太陽能的利用近年來在世界上增長很快,潛力很大,但目前發電成本仍然較高,大規模商業應用尚需假以時日。水電資源盡管比較豐富,但已探明儲量到2020年也最多只能提供2億千瓦的裝機。我國風能資源也較為豐富,但是分布集中,并且開發利用要占用大量的土地資源。

  積極發展核電是經濟可持續發展的必然選擇。

  當前的能源消費結構對環境的破壞嚴重。僅以大氣污染情況為例,我國的二氧化硫和二氧化碳排放量分別居世界第一位和第二位。雖然單位GDP的碳排放量明顯下降(1990-2001年下降了52%),但二氧化碳排放總量卻從1980年的3.94億噸碳增加到2001年的8.32億噸碳。燃煤排放的二氧化硫是造成酸雨的主要原因。據國家環保局統計,目前中國二氧化硫污染產生的酸雨危害面積已達到國土總面積的30%,全國年均降水PH值低于5.6的城市地區已占全國城市面積的70.6%,我國已成為世界三大酸雨區之一。由于較嚴重的環境污染,造成了高昂的經濟成本和環境成本,并對公眾健康產生了較明顯的損害。造成大氣質量嚴重污染的主要原因是以燃煤為主的能源結構,以及沒有對煤炭利用采取有效的環保措施,仍沒有擺脫先污染后治理的老路。

  《京都議定書》的內容是實現《聯合國氣候變化框架公約》的第一階段安排,所以只涉及工業發達國家。但是,中國經濟發展不受外來干擾的時間只有十幾年。據氣候變化專門委員會計算,發達國家二氧化碳排放量到2010年將降到32%2020年進一步降到29%;目前不承擔減排義務的發展中國家到2020年二氧化碳排放量卻將達到全球排放總量一半以上。可以預料,在接下來的談判中,發達國家將會對發展中國家提出相應的義務要求,而中國必然成為其關注的重點。

  積極發展核電可拉動經濟增長、促進結構升級。

  核電產業不僅僅指,也不僅僅指,而是指與核電站的系統設計、設備制造、施工建設、調試營運有關的產業鏈條中的主要環節組成的產業群。通過核電站的建設,能夠帶動相關產業的發展,促進國產化能力的提高,更重要的是通過核電設備的制造,使裝備制造業的技術水平有一個明顯跳升。因此,關聯面較大的核電是拉動我國經濟增長、促進經濟結構優化與升級的難得的驅動項目。

一次能源短缺的內陸地區更有必要積極發展核電

  從各地區一次能源生產與消費看,只有黑龍江、山西、陜西、內蒙古、新疆和山東六省區能夠實現能源自給,其他地區則需要依靠外部輸入才能實現能源平衡。

  上海、浙江、湖北和北京是能源自給度最低的四個省市,分別只有2.1%2.3%10.8%14.1%。另外,廣西、福建、江蘇和廣東的能源自給度也比較低,均低于22%。這幾個地區大多為區域經濟中心。

  上海、浙江、湖北、北京、福建、江蘇和廣東七個省市1995年的一次能源產量總計7355.4萬噸標準煤,能源消費總量為35891萬噸標準煤,而2002年生產和消費的能源總量分別為6960.7萬噸標煤和49175萬噸標煤,生產量下降了5.4%,而消費量卻上升了37%2002年,僅這七個省市一次能源缺口就占全國能源短缺總量的55%

  煤炭產量比較大的地區有山西、山東、內蒙、河南和四川(含重慶),2002年,僅這五個地區的產量就占全國總產量的57.7%,另外,河北、安徽、黑龍江、陜西、遼寧、貴州和新疆的產量均超過5000萬噸。但是,這些省份中,四川、河北、安徽和遼寧一直要從外地進煤才能保持平衡,山東以前也是煤炭凈輸入省份,2002年才有少量的煤炭外運。煤炭外運量比較大的依次是山西、內蒙、河南、陜西和貴州。

  從煤炭消費看,幾個經濟發展較快的地區除了山東能夠基本實現煤炭自給之外,其他地區煤炭供應均全面吃緊。這首先是由于這些地區對煤炭的需求快速增長。煤炭消費量最大的七個地區中,浙江、廣東、湖北、上海、江蘇的消費量從1995年至2002年分別增長了42.3%34.6%20%18.7%8.1%。其次則是由于這些地區受到資源約束,煤炭消費對外依存度(指煤炭凈輸入,包括凈進口和凈調入,占煤炭消費量的百分比。由于庫存的調節作用,對外依存度可在短期超出100%)越來越大。2002年,上海、天津、浙江、廣東和湖北是煤炭對外依存度最高的五個地區,其中,尤以廣東和湖北的增長最為明顯。

  一次能源自給度過低和煤炭對外依存度過大,已經不再是沿海經濟發展較快地區特有的現象。以湖北省為例,它的一次能源自給度排在上海、浙江之后,是全國最低的三個地區之一;它的煤炭消費量排在江蘇、廣東之后,列全國第三;它的煤炭對外依存度排在上海、天津、浙江、廣東之后,列全國第五。2002年,河南和陜西兩省煤炭外運總量5022.4萬噸,即使全部運往湖北,也補不上湖北當年5797.7萬噸的缺口(消費量減生產量)。

  一次能源自給度、煤炭消費量、煤炭對外依存度應成為規劃核電布局最基本的因素。在未來電力規劃中,應充分考慮一次能源供給與需求的地區差異,選擇幾個經濟增長較快、能源自給度較低的內陸地區推進核電發展。

 
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