這種戰 核電怎么打？

最近熱映的電影《戰狼2》當老兵看見(jiàn)對面一個(gè)雇傭兵團隊圍剿的時(shí)候，問(wèn)了冷鋒一句，“這種戰，戰狼該怎么打?”

除了荷槍實(shí)彈的戰爭，我們還面臨這一場(chǎng)沒(méi)有硝煙的“環(huán)境保衛戰”。全球氣候峰會(huì )上，我國曾莊嚴承諾：

2030年左右使二氧化碳排放達到峰值并爭取盡早實(shí)現

2030年單位國內生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降60%至65%

如何在保持經(jīng)濟快速增長(cháng)的基礎上實(shí)現上述碳排放目標？在這場(chǎng)環(huán)境保衛戰中，我們不禁要問(wèn)：“這種戰，核電該怎么打？”

環(huán)境保衛戰面臨的挑戰

7月31日，中國核能行業(yè)協(xié)會(huì )發(fā)布的今年上半年我國核電運行報告顯示，2017年1-6月全國商運核電機組累計發(fā)電量為1155.33億度（千瓦時(shí)），約占全國累計發(fā)電量的3.90%。與燃煤發(fā)電相比，核能發(fā)電相當于減少燃燒標準煤3604.63萬(wàn)噸，減少排放二氧化碳9444.13萬(wàn)噸，減少排放二氧化硫30.64萬(wàn)噸，減少排放氮氧化物26.67萬(wàn)噸。

上面的數字不難看出核電是一種清潔、環(huán)保的能源。如此清潔能源多發(fā)不好嗎？然而，事實(shí)是核電正面臨著(zhù)嚴重的消納問(wèn)題。

什么是核電消納？

核電消納，通俗的解釋就是核電企業(yè)發(fā)出來(lái)的電接入電網(wǎng)、輸送出去并使用。

舉個(gè)栗子：我發(fā)1度電，而你能用1度電或更多，那就是完全消納；你要是只能用0.8度，那就是不能完全消納。

數據顯示，2016年參與市場(chǎng)交易消納137億千瓦時(shí)，總計損失電量462億千瓦時(shí)，棄核率達19%，相當于近7臺核電機組全年停運。

而2017年上半年核電消納難題仍未明顯改善。報告稱(chēng)，36臺在運機組上半年核電設備平均利用小時(shí)數和設備平均利用率分別分別只有3370小時(shí)和77.6%。

紅沿河、寧德、昌江和防城港核電基地的設備利用率明顯低于平均值。其中，紅沿河2、3、4號機組和防城港1號機組設備利用率未超過(guò)40%，昌江1號機組和寧德4號機組設備利用率分別為48.06%和53.21%。

為何不讓發(fā)？

除了少數機組因換料、大修等原因外，應電力需求減少及核電成本偏高是主因，電網(wǎng)要求停機停堆或降功率運行。

核電消納難題會(huì )產(chǎn)生什么后果？

核電站作為高投入項目，卻不能最大效能地發(fā)揮它的作用，因而產(chǎn)生了核電消納難題，這會(huì )帶來(lái)什么樣的后果呢？

從技術(shù)和安全角度講，頻繁參與負荷調節將增加機組控制難度，加大人因失誤風(fēng)險?？刂瓢粼诙研緝纫苿?dòng)會(huì )引起反應堆功率分布的改變，進(jìn)而導致堆芯局部區域溫度升高，如果控制不好，會(huì )影響燃料元件可靠性。另一方面，核電頻繁參與調峰將影響設備的可靠性，導致非計劃性停機停堆概率增加。此外，在運行過(guò)程中頻繁降升功率會(huì )導致燃料燃耗不充分而產(chǎn)生棄料。同時(shí)，棄料的增加，也增加了后端乏燃料處理的難度和成本。

這場(chǎng)仗，怎么打？

要打贏(yíng)這場(chǎng)仗，說(shuō)到底，還是要借鑒國內外經(jīng)驗，戰勝核電“消納癥”。

一、國際經(jīng)驗

1保持額定功率穩定運行

盡可能將核電作為基荷電源，盡力避免核電參與調峰，長(cháng)時(shí)間保持額定功率穩定運行。

什么是基荷電源？

基荷電源指在接近全負荷運行條件下連續運行，運行小時(shí)通常較高，以達到電廠(chǎng)和全網(wǎng)最佳經(jīng)濟運行模式為目的的電源。

核電作為基荷電源的優(yōu)勢

a）從經(jīng)濟性角度考慮。核電站建造成本較高，但運行成本低，因此在電網(wǎng)調度過(guò)程中，從全局出發(fā)，較多的安排核電機組發(fā)電是更加經(jīng)濟的。低負荷運行情況下會(huì )導致核燃料利用不充分，同時(shí)亦將增加核廢料處理成本。

b）從安全性角度考慮。核電長(cháng)期參與調峰，存在導致機組運行可靠性降低甚至引發(fā)安全事故的風(fēng)險，因而核電作為基荷電源使用更為合適。

根據IAEA相關(guān)統計數據，2015年，法國、美國及韓國核能發(fā)電占比分別為73%、19%及34%，近年來(lái)三國核電機組平均負荷因子分別為75%、90%以及85%（負荷因子是指一座核電站實(shí)際發(fā)電量占額定發(fā)電量的比例，其大小與實(shí)際負荷和停運時(shí)間有關(guān)）。法國核電裝機容量占比仍維持在50%左右，核電發(fā)電量占比亦高達70%，核電高占比擠壓了整個(gè)電網(wǎng)內其他電源的份額，使得其他電源調峰能力有限，核電機組需跟蹤負荷運行；其他主流核電國家如美國、韓國的核電運行經(jīng)驗，由于核電在國內電源結構中占比并不高，核電基本能夠維持基荷運行。

我國核電發(fā)電量占比不足4%。由此可見(jiàn)，現階段核電作為基荷電源，避免參與調峰是有客觀(guān)基礎的。

2促進(jìn)核電消納的市場(chǎng)經(jīng)驗

國際上價(jià)格機制主要分為三類(lèi)：一是投標機制；二是上網(wǎng)電價(jià)補貼機制；三是配額制和電力采購協(xié)議(PPA模式)。

a)投標機制是政府為建設新能源裝機容量和公共預算設立的目標，并邀請未來(lái)項目的開(kāi)發(fā)商進(jìn)行招標。我國目前也采用這種機制。其優(yōu)勢是通過(guò)投標競爭，大幅度降低新能源發(fā)電價(jià)格和政府補貼。

b)上網(wǎng)電價(jià)補貼有兩種機制。一種叫固定上網(wǎng)電價(jià)補貼，直接明確各類(lèi)可再生能源發(fā)電價(jià)格，電網(wǎng)企業(yè)按照政府定價(jià)收購可再生能源電量，由此增加的額外購電成本支出，由國家補貼或計入用戶(hù)銷(xiāo)售電價(jià)。另一種是含溢價(jià)的上網(wǎng)電價(jià)補貼，直接參與電力市場(chǎng)。

c)電力購買(mǎi)協(xié)議(PPA)，也稱(chēng)電力用戶(hù)直接交易機制。隨著(zhù)新能源的迅速發(fā)展，PPA實(shí)際上是買(mǎi)賣(mài)雙方簽署的一項長(cháng)期電力交易合同，約定了買(mǎi)賣(mài)電的價(jià)格。

二、我國核電消納模式新探索

1漳州核蓄一體化運營(yíng)模式

核電機組和抽水蓄能機組一體化運營(yíng)的新模式，漳州核蓄一體化已經(jīng)得到國家能源局的肯定，并且有望成為第一個(gè)核蓄一體化示范項目。根據漳州核電提出的核蓄一體化運營(yíng)模式，核電站和抽水蓄能電站統一由中核國電漳州能源有限公司運營(yíng)，抽水蓄能作為核電站的配套設施，承擔調峰任務(wù)，用核電的電量來(lái)進(jìn)行抽水。漳州核電的核蓄一體化運營(yíng)模式最主要作用是提高核電機組負荷率，增加上網(wǎng)電量，從而確保核電企業(yè)收益。

△圖為能源局副局長(cháng)鄭柵潔在中核集團總經(jīng)理錢(qián)智民等的陪同下，赴中核國電漳州能源有限公司調研“核蓄一體化開(kāi)發(fā)運營(yíng)”工作。

2中核遼寧核電熱電聯(lián)產(chǎn)方法

中核遼寧核電的大型商用核電機組的熱電聯(lián)產(chǎn)方法成為國內首個(gè)核電供暖技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利。在助力北方冬季清潔供暖，提高核電廠(chǎng)綜合利用率的同時(shí)，核電供暖也將為解決東北地區核電機組供暖期停機備用問(wèn)題的必行之路。

3廣西市場(chǎng)化消納核電

廣西電力交易中心日前在全國范圍內首次將核電納入電力直接交易，今年以來(lái)，防城港核電項目已有65億度電量參與市場(chǎng)交易，實(shí)現了穩增長(cháng)與清潔能源消納、核安全壓力的多方共贏(yíng)。

根據國內外市場(chǎng)經(jīng)驗，我國核電消納可以從以下幾個(gè)方面改進(jìn)：

（1）完善的核電價(jià)格補貼機制。需要有一個(gè)合理的市場(chǎng)和價(jià)格補貼。

（2）加快構建全國電力市場(chǎng)，逐步探索核電參與市場(chǎng)交易。

（3）核電需要在更大的范圍內進(jìn)行消納，國內供大于求就通過(guò)與國外進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)電力輸送，建立跨區域乃至跨國家消納機制。

核電要實(shí)現持續發(fā)展必須要通過(guò)技術(shù)突破、模式創(chuàng )新、機制完善等方式降低成本、提高價(jià)格競爭力，以增強行業(yè)發(fā)展的核心能力。

我國如果想打贏(yíng)這場(chǎng)已經(jīng)宣戰的環(huán)保戰，應該首先保證核電作為基荷電源的地位，盡可能減少讓核電參與調峰，另外在全國范圍內甚至是世界范圍內建立電力市場(chǎng)，對電力進(jìn)行跨地區跨國家的宏觀(guān)調度，這樣才能最大發(fā)揮核電作為低碳清潔能源的作用，在2030年實(shí)現自己的承諾。