關(guān)于推進(jìn)華中地區“十四五”核電發(fā)展的建議

文章摘要

推動(dòng)長(cháng)江經(jīng)濟帶發(fā)展是關(guān)系國家發(fā)展全局的重大戰略。長(cháng)江中下游的華中地區近年來(lái)經(jīng)濟增速較快，但也面臨產(chǎn)業(yè)結構調整任務(wù)較重、節能減排壓力較大等挑戰。為貫徹落實(shí)習近平總書(shū)記“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”指示精神，中國核能行業(yè)協(xié)會(huì )組織專(zhuān)家從華中地區綠色發(fā)展的角度，對華中地區的電力需求增長(cháng)、電源結構、本地資源、環(huán)境容量約束、電力系統安全等進(jìn)行了相關(guān)研究。研究認為，穩步推進(jìn)華中地區“十四五”核電發(fā)展，是優(yōu)化華中地區電源結構和解決電力需求問(wèn)題的戰略選擇，對促進(jìn)長(cháng)江經(jīng)濟帶綠色發(fā)展和改善環(huán)境質(zhì)量具有重要和長(cháng)遠的意義。

1.   華中地區電力發(fā)展面臨的主要問(wèn)題

華中地區在國家重大區域戰略中地位十分重要。近年來(lái)，電力工業(yè)發(fā)展主要面臨以下問(wèn)題：

一是電力供需平衡吃緊。2018年，我國全社會(huì )用電量為6.9萬(wàn)億千瓦時(shí)，同比增長(cháng)8.4%，增速創(chuàng )2012年以來(lái)新高，其中華中電網(wǎng)的湖北、湖南、江西三省用電量增速分別為10.8%、10.4%、10.4%。全國電力供需形勢已從總體寬松逐步轉為總體平衡，而華中地區電力供需已出現平衡吃緊，2018年華中四省全網(wǎng)最大負荷已達15065萬(wàn)千瓦，當年迎峰度夏期間最大外來(lái)電力調入2156萬(wàn)千瓦。根據有關(guān)部門(mén)預測，“十四五”期間華中地區的電力需求年均增速為 6%，在全國處于較高水平，2025年全網(wǎng)最大負荷為 24673萬(wàn)千瓦，未來(lái)電力平衡將面臨較大壓力。

二是本地一次能源資源有限。華中地區水電資源已接近開(kāi)發(fā)完畢；風(fēng)電和光伏資源品質(zhì)處于全國中下游水平，開(kāi)發(fā)成本較高；煤電主要從煤炭主產(chǎn)區調入動(dòng)力煤；相當部分電力電量依靠區外來(lái)電。本地一次能源資源支撐經(jīng)濟發(fā)展能力不足，能源調入比重高，長(cháng)遠看華中地區將成為我國第一缺能地區。

三是環(huán)境容量壓力大。長(cháng)江沿線(xiàn)的污染物排放基數大，廢水、化學(xué)需氧量、氨氮排放量分別占全國的 43%、37%、43%，排放強度是全國平均水平的1.5 至 2.0倍。從能源電力分布看，到 2018 年年底，長(cháng)江沿線(xiàn)11省市的煤電裝機達 3.9 億千瓦，約占全國的 34%，氮氧化物和硫氧化物排放約占全國三分之一左右。華中地區環(huán)境容量壓力大，環(huán)境質(zhì)量亟待改善。

四是電力系統運行的安全風(fēng)險在逐步增加。隨著(zhù)電力需求的增長(cháng)和后續特高壓直流工程建成投產(chǎn)，華中電網(wǎng)大功率直流饋入電力占比增加，其中可再生能源比例高且波動(dòng)性大，電力系統調節能力和抗擾動(dòng)能力有所不足。因此需要保持一定的本地電源比重，在接收區外來(lái)電的同時(shí)確保華中電網(wǎng)的電源支撐和調頻調壓能力，以增強電力系統運行的穩定性和抗安全風(fēng)險的能力。

2.   發(fā)展核電是解決華中地區電力問(wèn)題的戰略選擇

針對華中地區能源電力結構與供需實(shí)際情況，國家有關(guān)部門(mén)從三個(gè)方面做了總體安排：一是建設一批特高壓直流輸電工程項目，從中西部送電華中地區；二是開(kāi)通蒙華鐵路運煤通道；三是開(kāi)展了核電項目前期工作。綜合各方面的條件分析，華中地區在“十四五”期間規劃發(fā)展核電，是解決華中地區未來(lái)電力供需矛盾和電網(wǎng)安全運行問(wèn)題的重要戰略選擇之一。

2.1    特高壓電網(wǎng)建設影響分析

華中電網(wǎng)在全國處于中心位置，是西電東送、南北互供的樞紐，目前已規劃建設5條跨區特高壓直流輸電通道。其中已建成投運哈密—鄭州和酒泉—湖南800kV 工程，設計輸送容量1600萬(wàn)千瓦，目前實(shí)際輸送容量 1000萬(wàn)千瓦；核準青海—河南、陜北—湖北、雅中—江西三條 800kV 線(xiàn)路工程，設計輸送容量2600萬(wàn)千瓦，計劃于2021—2022年建成。在計入五條跨區特高壓線(xiàn)路全部送電能力后，隨著(zhù)華中地區電力負荷的增加，至2025年仍有電力供應缺口3000萬(wàn)千瓦左右。

華中電網(wǎng)現有主網(wǎng)架承受特高壓直流故障沖擊能力不足。豫南、湘南、贛南許多地區網(wǎng)架結構相當薄弱，承受大容量特高壓直流線(xiàn)路故障引起的大規模轉移潮 流能力有限，動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐能力不強，需進(jìn)一步加強本地電源建設。另一方面，根據中國工程院的有關(guān)研究報告，如在華中電網(wǎng)建設特高壓1000 kV交流環(huán)形電網(wǎng)，投資巨大，不具備經(jīng)濟效益，同時(shí)并不能有效解決華中電網(wǎng)的安全穩定問(wèn)題，反而會(huì )帶來(lái)一些新的安全風(fēng)險。

2.2    蒙華鐵路的影響分析

蒙華鐵路連接晉陜蒙等煤炭主產(chǎn)區與鄂湘贛等缺煤地區，是“北煤南運”的國家戰略運輸通道，能有效縮短部分煤炭沿海并逆長(cháng)江而上的運輸距離，緩解華中地區缺煤的現狀，降低煤炭供應成本。蒙華線(xiàn)路全長(cháng)1806 千米，規劃運力每年2億噸煤，初期運力6000萬(wàn)噸，綜合運價(jià)暫定0.18元/ 噸千米。隨著(zhù)蒙華鐵路投運， 初步測算動(dòng)力煤價(jià)格到湖北平均降低70-90元/噸，到湖南平均降低30-80元/ 噸。蒙華鐵路除滿(mǎn)足湖北、湖南、江西現有7000萬(wàn)千瓦煤電外，還可以新增供應2000 萬(wàn)-3000萬(wàn)千瓦煤電機組。

據以上分析可以看出，通過(guò)特高壓電網(wǎng)輸入、蒙華鐵路的投運，華中地區“十四五”期間電力平衡是基本可以保障的，但2025年以后需要新的電力來(lái)源。根據《長(cháng)江經(jīng)濟帶生態(tài)環(huán)境保護規劃》，到2020年，湖北、湖南煤炭消費總量不超過(guò)2015年水平。華中地區繼續發(fā)展煤電，受到環(huán)境保護和減少溫室氣體排放的硬約束，煤電增長(cháng)受到限制。因此，華中地區將來(lái)存在著(zhù)較大的發(fā)展清潔電力裝機和區外來(lái)電的空間。

2.3    發(fā)展核電是華中地區電力發(fā)展和結構調整的戰略選擇

我國核電發(fā)展走的是“先沿海、后內陸”的路徑，截至 2019年年底，我國在運的47臺核電機組和在建的13臺核電機組，全部分布在沿海地區。僅在沿海地區布局和發(fā)展核電，已難以滿(mǎn)足內陸省份經(jīng)濟發(fā)展對能源日益增長(cháng)的需求，以及電網(wǎng)安全穩定運行的需要。

2008年2月，國家發(fā)改委從國家能源戰略與布局的全局出發(fā)，確定湖南省桃花江、湖北省咸寧、江西省彭澤三個(gè)核電廠(chǎng)址開(kāi)展前期工作。目前，三個(gè)核電廠(chǎng)址已全面完成前期工作，累計投入資金已超過(guò)120億元，具備了申請核準建設的條件。由于日本福島核事故影響，國內對三省發(fā)展核電出現意見(jiàn)分歧，項目建設一直擱置，國家有關(guān)部門(mén)明確要求“十三五”期間要加強廠(chǎng)址保護，積極開(kāi)展論證工作。

習近平總書(shū)記明確要求長(cháng)江經(jīng)濟帶要“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”。保護修復生態(tài)環(huán)境是長(cháng)江經(jīng)濟帶戰略的重要內涵。華中地區電力發(fā)展應綜合考慮環(huán)境約束、資源條件、電網(wǎng)安全等因素，順應能源清潔低碳、安全高效發(fā)展的要求，加快能源和電力結構的調整。

3.   華中地區發(fā)展核電具有堅實(shí)的安全基礎

國內相關(guān)方面對華中發(fā)展核電的擔憂(yōu)，主要集中在兩個(gè)方面：一是核電廠(chǎng)址分布在長(cháng)江流域，洪澇期間核電廠(chǎng)能否有效抵御洪水，干旱期間核電廠(chǎng)冷卻用水能否得到有效保障；二是核電廠(chǎng)正常運行期間以及事故工況下的廢液排放是否會(huì )影響長(cháng)江水資源的安全。

3.1    核電廠(chǎng)址安全有保障，長(cháng)江水資源安全有保障

受?chē)夷茉淳治校?015年，中國工程院組織21位兩院院士和20位行業(yè)資深專(zhuān)家，針對華中地區三個(gè)核電廠(chǎng)址安全以及對長(cháng)江水資源影響進(jìn)行了評估論證。

1. 在廠(chǎng)址安全方面 , 三個(gè)廠(chǎng)址設計標高均高于最高洪水位，即使在長(cháng)江流域萬(wàn)年一遇洪水疊加三峽潰壩的情況下，也不會(huì )發(fā)生類(lèi)似福島核電廠(chǎng)被洪水淹沒(méi)的情況。核電廠(chǎng)采用冷卻塔方式冷卻，補水量?jì)H為冷卻塔的蒸發(fā)量，全年平均用水量不超過(guò)取水河道總水量的 1%，在正常年份和干旱情況下，核電廠(chǎng)冷卻用水保證率都完全滿(mǎn)足要求。

2. 在對長(cháng)江水資源的影響方面 , 一是我國內陸核電在設計和運行上更加注重液態(tài)放射性流出物的排放控制，其排放控制值比沿海廠(chǎng)址低一個(gè)數量級；二是電廠(chǎng)正常運行期間，產(chǎn)生的少量廢水經(jīng)過(guò)處理后，接近天然本底放射性水平，遠低于國家標準，飲用水安全不受影響；三是考慮事故工況，三代核電廠(chǎng)從設計和工程上具有充分的預防和緩解措施，對事故產(chǎn)生的放射性廢水“能儲存、能處理、能封堵、能隔離”，把放射性物質(zhì)滯留在廠(chǎng)房或阻斷在廠(chǎng)區內，具有實(shí)際消除大量放射性物質(zhì)向環(huán)境釋放的能力，不會(huì )對長(cháng)江水資源安全構成影響。

3. 在地震安全方面 , 三個(gè)內陸廠(chǎng)址的地震加速度峰值均小于0.15g ，低于大部分沿海廠(chǎng)址。我國三代核電機組抗震設計標準達到0.3g ，表明三個(gè)核電廠(chǎng)址具有足夠的抗震安全裕量，地震安全是有保障的。

3.2    在內陸地區發(fā)展核電國際上已有成熟的經(jīng)驗

在內陸地區和沿海建設核電廠(chǎng)的安全標準具有一致性，適用法律和法規完全相同。世界各國核電建設布局和具體廠(chǎng)址選擇，主要取決于經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展和電力工業(yè)布局需要，既建在沿海，也建在內陸。

到2019年12月25日，全球在運行的448臺核電機組中，有255臺分布在內陸 , 占比56.92％。世界核電裝機最多的美國，96臺核電機組中有85臺分布在內陸，其中在美國的“母親河”——密西西比河流域建有32臺機組。核電發(fā)電占比最高的法國，58臺核電機組中有40 臺分布在內陸，占比69％，其中在法國五大河流之首的羅納河沿岸就運行著(zhù)14臺核電機組。此外，從運行和管理經(jīng)驗來(lái)看，截至到2018年年底，全球已有近萬(wàn)堆·年的內陸地區核電運行管理經(jīng)驗。

3.3    我國已具備了在內陸建設核電的技術(shù)儲備和運行管理經(jīng)驗

經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，我國核電技術(shù)已實(shí)現從二代到三代的跨越，建成了先進(jìn)、完整的核電全產(chǎn)業(yè)鏈。福島核事故后，國家對核電廠(chǎng)抵御極端災害、預防和緩解嚴重事故、應急準備和應急響應等方面提出了更加嚴格的規范要求，我國三代核電安全標準已與世界最高標準接軌。我國核電起步至今始終保持安全穩定運行，沒(méi)有發(fā)生國際核事件分級表界定的2級及以上運行事件，可以說(shuō)沒(méi)有出現過(guò)任何與核安全有關(guān)的事故。與世界核電運營(yíng)者協(xié)會(huì )規定的性能指標對照，在全球 400余臺運行機組中，我國運行機組80% 的指標優(yōu)于中值水平，70%達到先進(jìn)值，與美國核電機組水平相當，優(yōu)于法國核電機組，且整體安全指標逐年提升。

當前，我國三代核電AP1000依托項目四臺機組已全部建成投產(chǎn)，“華龍一號”示范工程及出口巴基斯坦項目正在有序建設，CAP1400示范項目已開(kāi)工建設，我國已完全具備三代核電機組的自主設計和自主建造能力。我國出口巴基斯坦并已建成投產(chǎn)的四臺核電機組全部位于內陸地區?？梢哉f(shuō)，我國已具備了在內陸地區發(fā)展核電的技術(shù)儲備和運行管理經(jīng)驗。同時(shí)，華中地區擬建核電廠(chǎng)址所在地政府和公眾支持本地區的核電發(fā)展。

4.   結論與建議

一是從華中地區能源資源稟賦、電力增長(cháng)需求、電力系統運行安全、區域戰略地位、特別是長(cháng)江經(jīng)濟帶生態(tài)環(huán)境保護等方面看，華中地區電力發(fā)展與規劃，應充分考慮與國家重大區域發(fā)展戰略、長(cháng)江經(jīng)濟帶發(fā)展戰略總體要求相適應，統籌考慮區外來(lái)電、電網(wǎng)建設、煤電、可再生能源和核電發(fā)展，堅持走生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展的新路子。

二是核電作為可以大規模替代煤電的基荷電源，具有清潔低碳的特點(diǎn)。華中地區建設核電，不僅對改善地區環(huán)境質(zhì)量、提升電網(wǎng)安全、促進(jìn)能源結構轉型、優(yōu)化我國核電布局均具有重要作用，而且是滿(mǎn)足華中地區 2025 年后新增電力需求的主要途徑之一。

三是華中地區三個(gè)已全面完成前期工作的核電廠(chǎng)址，無(wú)論是廠(chǎng)址安全、水資源安全、地震安全，都是有保障的。

四是我國首批三代核電已陸續建成投產(chǎn)，在華中地區建設核電，已屬于三代核電后續的批量化建設項目，從首批示范項目建成到批量化建設的技術(shù)經(jīng)濟發(fā)展規律分析和成本測算，華中地區未來(lái)的核電上網(wǎng)電價(jià)將具備一定的競爭力，不會(huì )從總體上抬升華中地區的電價(jià)水平。

五是由于核電項目建設周期較長(cháng)，通常從項目啟動(dòng)到投產(chǎn)需要五年甚至更長(cháng)的時(shí)間。為此建議：

第一，將湖南桃花江、湖北咸寧、江西彭澤三個(gè)核電項目納入國家“十四五” 電力規劃，并適時(shí)啟動(dòng)建設。同時(shí)，華中地區應為核電進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng )造必要的條件。

第二，對已納入我國核電中長(cháng)期發(fā)展規劃的內陸地區核電廠(chǎng)址，相關(guān)政府部門(mén)應加強廠(chǎng)址保護，為電力工業(yè)總體布局與長(cháng)遠發(fā)展做好儲備。

注：本報告是中國核能行業(yè)協(xié)會(huì )重大問(wèn)題聯(lián)合研究《我國內陸核電發(fā)展問(wèn)題研究》課題的研究成果。課題組主要成員包括：王炳華，劉偉，傅勁松，趙風(fēng)云，陳曉秋，張廷克，楊波，鄭硯國，吳忠儉，顧健，劉明章，肖志勇，劉中鋒，陳映堅，李勇， 陳公全，尹向勇，李建新，鮑麒，郝宏生，袁毅，代華，葛仲奕，陳榮，劉瑋。