电力将成能耗主体,沿海和内陆

2014年底中美签署了《中美气候变化联合声明》,声明中中国承诺2030年非化石能源占一次能源消费比重由此前的15%提高到20%。《中美气候变化联合声明》的签署对中国能源结构调整提出了更高的要求。

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能源结构调整一直是中国能源发展面临的重要任务之一,也是保证中国能源安全的重要组成部分。调整能源结构就是要减少对化石能源资源的需求与消费,大力发展新能源和可再生能源。

20世纪的两次世界大战,都是因争夺石油能源而起。鲁尔区的煤炭在内燃机时代远没有石油的地位重要,而石油的运输命门主要掌握在大英帝国手里。计划修建﹣巴格达铁,途径奥匈帝国、土耳其帝国,将中东石油运至,从而绕开英国控制的海上石油线。然而铁经过塞尔维亚时,塞尔维亚和罗马尼亚联手堵死了这条通道,于是,在的下,奥匈帝国吞并塞尔维亚。1914年6月,塞尔维亚激进青年刺杀奥匈帝国皇储斐迪南,第一次世界大战由此打响。

近10年来,我国电力发展取得了举世瞩目的成就,电力在终端能源消费中的比例逐渐上升,在一定程度上逐步取代了煤炭和石油。随着电气化时代的到来,电力作为一种二次能源,将成为我国未来能源消耗的主体。

19世纪快速崛起的工业国日本同样急需石油能源,按“政策”先期占领了中国东北,但没有发现石油。1941年,美国对日本实行了石油禁运,几个月后日本就出兵珍珠港,占领了东南亚的油田。作为岛国,日本海上运输线狭长,第二岛链很快被美军占领,第二次世界大战由此接近尾声。

按照国民经济和社会发展要求,我们预计2020年我国全社会用电量将达到8.1万亿千瓦时,人均用电量5700千瓦时,达到欧洲主要发达国家水平。众所周知,目前燃煤发电依然占我国发电总量最大比例。基于开发难度、总储备量以及环保要求等因素,预计未来5年内,该比例会逐渐降低到50%左右。核能发电、风力发电、水力发电、太阳能光伏发电等都会有较大的突破。

两次世界大战相距不到20年,能源格局不断被改写、刷新,直到核能的出现,给工业进程中的国家提供了全新的思:如果没有石油,什么能源可以代替石油?如果有石油,但是有一天用完了,什么能源可以代替石油?

上述的几种发电途径中,核电是对环境影响极小的清洁能源,核电厂本身不排放二氧化硫等大气污染物。核能属于低碳能源,一座百万千瓦电功率的核电厂和燃煤电厂相比,每年可以减少二氧化碳排放600多万吨,是减排效应最大的能源之一。另外,核电的外部成本低,对煤电有较强的经济竞争力和替代能力。

从工业生产的角度看,理想的能源至少要满足4点要求:多,价格低廉,能量密度大,环保。虽然风能、太阳能都符合一定的条件,但在“能量密度”上均败给了核能。工业生产主要是金属冶炼、机械制造、交通运输,一座百万人口的城市,每天大约要消耗1000万千瓦时的电能,其它洁净能源达不到这个能量密度。按照原子裂变原理建造的核电站,单套机组的功率就能满足一座现代化城市的用电需要。

目前,我国已经投运和批准建设的核电厂主要位于沿海地区。随着中西部地区社会经济发展,面对资源、能源及环境问题的制约,我国应当积极推进内陆核电站建设。建设内陆核电站,不仅可以保证社会经济发展所需的能源支持,而且可以减少这些地区酸雨强度和环境污染问题。这也是我国华北、长江流域以及中南地区改善大气环境质量和治理PM2.5等大气雾霾的必要措施。

核能的原理并不复杂,当科学家发现铀-235原子核在吸收一个中子以后会,放出2到3个中子的同时伴随着巨大的能量,核能就正式登上了历史舞台。核电站采用的均是重核裂变反应,是指一个重原子核成两个或多个中等原子量的原子核,引起链式反应,从而能量。核电站的反应堆用来、控制重原子核的裂变反应,使核能一点一点为热能,再利用热能烧出蒸汽,推动汽轮发电机发电。

基于核能发电的环保特性,各国都已把核能发展提高到了战略地位。2014年波兰发布了一项截至2050年的能源政策征询意见草案:为降低对褐煤和黑煤的依赖,波兰政府就未来能源供应提出的两个主要方案均提出在2020年引入核电并将其扩展为“2025年后能源领域的重要组成部分”,与可再生能源并驾齐驱。

中国第一座核电站—秦山核电站于1991年12月15日启动,目前已有11个核电站投入运营,5个核电站在建设之中,23个核电站确认筹建。2011年后,中国核电的步伐大幅度减缓:2010年设定的2020年核能发电目标为70——80千兆瓦,福岛核电站事故后降至58千兆瓦。即使所有在建的反应堆全部完工,中国的核能装机容量仍不足60千兆瓦。

2015年新春伊始,核电一词更成为了国内新闻的高频词汇:核电高铁正领衔中国装备逐步实现“走出去”战略;中国和巴基斯坦围绕核电签署340亿美元的投资协议;中电投与国家核电合并获批;《核安全法》日前已列入全国人大立法规划,由人大牵头,起草工作正积极推进。

同时,随着对核灾难的、经济形势的变化,更大的争论开始浮出水面:核能将在中国整体能源领域占据多大的份额?

尽管核电正处于高速发展的过程中,但短期内仍无法取代煤电:自福岛核电站等事故发生以来,核电的安全性让人产生疑惑,能否确保核电站在高安全水平下平稳运行是未来能否大规模普及核电的关键因素;民众对核电站普遍抱有抵触和不信任感,核电站项目如何选址、如何获得民众的支持,对政府来说是一个不可回避的问题;第三,我国核电技术的发展相对于发达国家相对滞后,而核能对于技术、资金和时间周期等要素要求极高,核电相比于目前已经较为成熟的煤电需要巨大的资金支持,因此煤电在短期内仍拥有明显的价格优势。来源:中核网

对和许多能源专家来说,中国面临的选择是:不理会的疑虑,修建更多的核电站;或者继续依靠煤炭,与之相伴的雾霾和温室气体。如果不扩大核电建设,会使中国约定履行的碳排放量的承诺变成空文。2014年11月12日签订的《中美气候变化联合声明》中,中国承诺到2030年时,“清洁能源”将在中国能源生产总量中占20%。

中国已经运营的37台核电机组,均分布在东部沿海省份—辽宁、江苏、浙江、福建、广东、广西、海南,核电的使用占全国用电量的3.9%。到2030年,希望中国电力的10%来自核电。

现有核电站全部靠近海岸线是有原因的,核电站运行需要大量的冷却水,每小时至少达7万立方米。而且附近就是电力需求极大的大城市,还有可以运输、吊装大型设备的码头。在非常极端的情况下,如果内部应急设施水源就会不够用,附近具备大量冷却水源就会更安全,比如福岛核事故,就使用了海水注入来堆芯的淹没和冷却。

为了防止地震造成的裂缝,核电站必须建在一整块完整的基岩上,这个条件已经十分苛刻,海岸线上可利用的地方几乎都利用了。核电发展的下一个阶段几乎肯定会向内陆推进,这成为反对者的首要重点。

内陆筹建的核电站,全部背靠江河与水库,围绕着长江、珠江、淮河分布。反对者认为,有限的水资源供应,以及辐射发生时不利疏散的问题,使内陆核电站的性更高,与美国等在远离海岸线的地方修建了核电站的国家不同,中国内陆核电站选址地点的人口稠密度要高得多。“如果有事故发生的话,内陆核电站的影响将远远超过沿海核电站,”退休的著名物理学家何祚庥说,“试想一下,如果福岛事故发生在长江沿岸,那会让多少人的食物和饮水受到污染?”

“邻避运动”也逐渐得到研究者的关注:很多中国人对住所附近的核电站表示怀疑,但原则上支持核能。在内陆地区筹建的核电站,始终让当地的居民感觉自己在承担一个“不是最优”的选择。

支持者表示,内陆核电站与濒海核电站没有什么本质差别,而且新型的第三代反应堆能够被动冷却,比以前的安全很多。另外,中国的核安全管理机构比其它监管部门更加严格,尤其是在福岛核事故发生后,投入了大量资源,《核安全法》也已经从2018年1月1日起实施。

中国人对核电的态度,不像的反对者那样满怀。2013年发表的一项研究发现,中国面对核电政策制定者、运营方、应急人员以及行业可靠信息的提供者,都表现出了更大的“对的信任和信心”。该研究的首席研究员、中国科学院院士何桂珍说:“并不是说无论如何都不能建立这些东西,而是他们担心安全,特别是在福岛之后,他们只是要求认真对待安全问题。”除了颁布法律和投入资金,也安置新的核电设施之前,必须先充分咨询当地居民。

关于核电科普的知识生产机制,可能还尚未达到一个完整、有效的闭环。在同一家新闻网站上,我们既可以看到评论者在“新建核电站”新闻下声称自己没有得到相关信息,或者希望该项目暂缓实行,也可以看到人们在“第三代铀技术取得突破”的新闻下欢呼雀跃,点赞送花—他们没有意识到铀技术的突破是在为核电服务。

电力结构转型的迫切,往往也是视野里缺失的部分。能源技术的大趋势,是化石燃料的大幅度下降,到2050年在能源供应份额中降至40%,同时还要全球温度上升不超过2℃。实现2℃的目标,最终还要依靠核能的转换、发电效率的提高。加上中国已经在国际上做出承诺,这一目标实际上在倒逼能源。

在政策中,国内的高燃煤消耗企业将被关停,中国燃煤发电比例要降至65%,目前这一数字是73%。火电降下来之后,中国明确要“推进水电开发,安全高效发展核电,大力发展风电,加快发展太阳能发电,积极发展地热能、生物质能和海洋能”。核电仅排在水电之后,可见对核电的肯定态度,而且水电存在着“5亿千瓦天花板”,现在已经开发了2亿千瓦。

虽然有分析者认为,中国经济增速放缓,对电力的需求增幅也在缩小,但除去这一因素,尚有近8%的煤电能源缺口等待弥补。以2016年全社会用电量5.9198万亿千瓦时来算,8%的比例也已相当可观。

中国也寄希望于更加安全的第三代核电技术,这包括先进的核燃料管理技术、更高的热效率、被动核安全系统、标准化设计,从而降低和投资成本。上世纪50年代,核电者预测未来的核电将会“便宜到随便用”,而如今的现实恰恰相反,核能发电的成本一直居高不下。核电站的燃料成本固然很低,建造成本却所耗不菲,成本的高昂导致核电电价远高于煤电和水电价格。

“华龙一号”是中国首个完全自主知识产权的第三代核电技术,由中国核工业集团及中广核集团联合研发。国家能源局期望通过融合两家公司的核心技术,促进中国三代自主核电技术的标准化生产,减少内部斗争和资源浪费—中国核电企业一向存在三足鼎立的局面。

2018年1月9日,习与来访的法国总统马克龙在共同出席了台山核电站欧洲先进压水堆全球首堆工程命名揭牌仪式。30多年前,广东大亚湾核电站就是中法核电合作的开始,中国当时从法国引进了技术和资金。法国对核能源的大力支持,背后是有一定的国际历史背景的。特别在美国总统特朗普宣布退出《巴黎协定》之后,中法的核电合作也带有为全球提供新的发展径的样板作用。

核电站的海陆之争,实质上凸显了中国能源发展的趋势、核能的布局思与福岛核事故后的担忧混杂在一起的复杂情况。这种情况并不是只在中国出现,已经发展核电、希望发展核电的国家,都正在类似的问题。显然,随着恶劣气候和空气污染的加剧,“增长的极限”再次回到了人们的视野之中。

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