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您的位置:中国核电信息网 > 专家点评 > 华能集团技术经济研究院司纪朋 赵勇:从能源转型看核电发展
 

 

我国能源安全新战略提出,推进能源供给革命,立足国内多元供应保安全,大力推进煤炭清洁高效利用,着力发展非煤能源,形成煤、油、气、核、可再生能源多轮驱动的能源供应体系。为此有必要从整个能源转型的角度审视核电的发展。

    一、世界及典型国家能源转型现状与特征

    (一)能源转型现状

    1.世界能源转型

2010~2017年,世界一次能源消费总量由173.13亿吨标准煤增至193.02亿吨标准煤,增长11.48%。其中,清洁能源(天然气、核电、可再生能源)消费量由61.5亿吨标准煤增至73.68亿吨标准煤,增长20%;清洁能源占比由35.2%增至38.17%,增加了3个百分点。

2.美国能源转型

2010~2017年,美国一次能源消费总量稳定在32亿吨标准煤以下。其中煤炭消费下降明显,由7.13亿吨标准煤下降至4.74亿吨标准煤,下降幅度达到33.52%。石油消费量由12.7亿吨标准煤增至13.05亿吨标准煤,增幅2.64%。清洁能源消费量由12.1亿吨标准煤增至14.13亿吨标准煤,增幅16.78%。

2010~2017年,美国煤炭消费比重由22.31%降至14.86%,降低了7.45个百分点;清洁能源消费比重由37.90%增至44.27%,增加了6.37个百分点。

    3.德国能源转型

2010~2017年,德国一次能源消费总量由4.7亿吨标准煤增至4.79亿吨标准煤。煤炭保持在1.1亿吨标准煤水平,石油保持在1.7亿吨标准煤水平。核能由0.45亿吨标准煤下降至0.25亿吨标准煤,下降幅度45.9%。非水可再生能源增长明显,由0.27亿吨标准煤增至0.64亿吨标准煤,增幅135%。德国清洁能源消费量由1.88亿吨标准煤增至2.06亿吨标准煤,增幅9.67%。

2010~2017年,德国煤炭消费比重由23.46%降至21.28%,降低了2.18个百分点。石油由36.6%降至35.75%,基本稳定。清洁能源由39.95%增至42.97%,增加了3个百分点。

    4.意大利能源转型

2010~2017年,意大利一次能源消费总量由2.5亿吨标准煤下降至2.23亿吨标准煤。煤炭消费由0.2亿吨标准煤降至0.14吨标准煤,降幅28.5%,石油消费由1.08亿吨标准煤降至0.86亿吨标准煤,降幅20.32%。清洁能源总体保持在1.2亿吨标准煤水平。

2010~2017年,意大利煤炭消费比重由7.83%降至6.28%,降低了1.55个百分点。石油由43.05%降至38.46%,降低了4.59个百分点。清洁能源由49.17%增至54.94%,增加了5.76个百分点。

    (二)能源转型特征

总体来看,当前全球能源转型具有以下特征:

一是典型国家能源消费总量保持稳定,或逐步下降。2010~2017年,美国能源消费总量维持在32亿吨标准煤左右,未有显著变化;德国保持在4.7亿吨标准煤左右,期间略有起伏;意大利能源消费总量保持下降态势,降幅达到了10.8%。但是受新兴国家能源消费总量持续上涨影响,世界能源总消费出现了上涨,涨幅达11.5%。

二是煤炭消费基本达峰。世界煤炭消费总量在2013年达到了峰值55.22亿吨标准煤;美国煤炭消费量2010年为7.13亿吨标准煤,之后持续下降;德国煤炭消费量在2013年达到了峰值1.18亿吨标准煤;意大利则是在2012年达峰,为0.22亿吨标准煤。

三是非水可再生能源发展超出预期,已接近平价上网。非水可再生能源成为替代煤炭的重要组成部分。2010~2017年,美国、德国以及意大利非水可再生能源消费总量分别增长了141%、134%以及167%,我国则是增加了571%。在技术进步、规模效应以及相关政策支持下,风电与光伏发电等已经接近了平价上网,部分国家非水可再生能源上网电价(招标电价)或已经低于煤电。

四是能源转型进入“下半程”,即未来高比例可再生能源系统正在实现供应侧清洁替代以及消费侧电能替代。尤其在消费侧,清洁能源替代正在向交通、建筑和工商业等领域持续延伸。

五是可再生能源补贴仍将持续较长时间。各国均类似,平价或低价上网主要针对的是增量项目,存量项目仍将按照合同执行,仍然享受合同期内的可再生能源补贴。另外,稳定的收益预期是能源转型持续推进的保障。

六是日益重要的系统灵活性进一步推动能源市场改革。大规模风电与光伏发电并网、用户侧峰谷差增加以及其他因素叠加影响,大幅增加了系统灵活性的需求。各国通过大幅度的市场改革措施,激励了灵活性设施的建设、运行以及功能的充分发挥。

七是能源转型进入整体统筹、协调推进的新阶段。和此前的历次能源转型不同,越来越多的国家和地区出台了能源转型战略的顶层设计、打破了以前不同政策领域各自为政的局面,形成了协调一致的整体框架。

    二、我国能源特点

    (一)能源消费总量不断增长

2010~2017年,我国一次能源消费总量从35.59亿吨标准煤增至44.75亿吨标准煤,增幅25.73%,比全球平均高14个百分点。

2010~2017年,我国占世界能源总消费量的比重,由20.56%增至23.18%,这一上涨的趋势仍将持续;而位居世界第二大能源消费量的美国,比重则从18.45%降至16.54%。

(二)能源结构仍需继续优化

煤炭在我国能源消费结构中占据绝大部分。2010~2017年,我国煤炭消费量由24.98亿吨标准煤增至27.04亿吨标准煤,增长了8.22%。我国煤炭消费量占世界煤炭消费总量的比重由48.51%增至50.72%。

我国石油消费量增加迅速,2010~2017年,消费量由6.5亿吨标准煤增至8.69亿吨标准煤,增幅达到了33.66%。另外,我国石油对外依存度已经从54.8%增至67.5%,增加了近12.7个百分点。

天然气消费量由1.34亿吨标准煤增至2.95亿吨标准煤,增幅达到120.83%。天然气对外依存度已经由11.7%增至39%,增加了约27个百分点。

(三)环保与应对气候变化存在压力

近年来,我国加大力度治理环境污染,取得了显著的成效,但是形势依然严峻。2017年,我国PM2.5、二氧化硫、二氧化氮浓度分别为43微克/立方米、18微克/立方米以及31微克/立方米。PM2.5浓度仍然高于国家二级标准。

2010~2017年,我国能源使用排放的二氧化碳由81亿吨增加至92亿吨,增长了13.9%;占世界二氧化碳排放总量的比重由26.08%增至27.61%。现阶段,我国温室气体排放面临巨大的国际压力。

    三、我国发展核电的重要意义

就能源转型而言,我国和世界典型国家有很多相似之处,比如追求能源安全,积极应对气候变化,把提高能源效率放在首位,突出发展可再生能源的重要性,积极推动能源电力领域的改革等。但是,在发展阶段、能源结构基础、市场基础、生态环境压力、路径依赖的机遇和挑战以及未来能源和电力消费的增长空间等方面,我国和世界其他国家还存在很大差异,这就决定了我国能源转型的选择不同。比如,大力发展清洁能源的很重要举措就是发展核电,这是和欧洲、美国等发达国家能源转型的最大不同。

(一)有助于减轻环境污染

2018年5月份,习近平总书记在生态环境保护大会上强调,生态文明建设是关系中华民族永续发展的根本大计,要加大力度解决生态环境问题,坚决打好污染防治攻坚战。2018年6月、7月,《中共中央 国务院关于全面加强生态环境保护 坚决打好污染防治攻坚战的意见》《打赢蓝天保卫战三年行动计划》相继发布,对生态文明建设提出了严格的要求。

核电作为清洁能源,对落实党中央、国务院要求具有重要贡献。2018年,我国商运核电机组累计发电量为2865.11亿千瓦时,相当于减少燃烧标准煤8824.54万吨,减少排放二氧化硫75.01万吨,减少排放氮氧化物65.30万吨。减轻环境污染,核电不可或缺。

(二)有助于实现温室气体减排

我国在《巴黎协定》中已经承诺了减排目标,即2030年左右我国碳排放达到峰值,单位GDP碳排放比2005年下降60%~65%。电力行业在我国温室气体排放占比很大,发展核电、水电、风电、光伏发电等非化石能源是实现温室气体减排的有效途径。另外,全国碳市场即将开展正式交易,发展核电也是各大能源集团有效应对碳约束的关键措施。

  (三)有助于实现能源结构多元化

目前,我国油气对外依存度快速攀升,非传统安全威胁日益凸显,对我国保障能源安全不断提出新挑战、增添新风险。为此,需要迫切加快能源供给多元化,建立多轮驱动的能源供应体系。核电具有清洁性、输出稳定性等特点,有利于实现能源结构多元化,提高能源安全。

    (四)有助于推动技术进步

新一轮能源技术革命正在孕育兴起,新的能源科技成果不断涌现,正在并将持续改变世界能源格局。我国基本掌握了AP1000核岛设计技术和关键设备材料制造技术,采用“华龙一号”自主三代技术的首堆示范项目开工建设,首座高温气冷堆技术商业化核电站示范工程建设进展顺利,核级数字化仪控系统实现自主化。《能源技术革命创新行动计划(2016~2020)》显示,我国将继续重点发展三代、四代核电,先进核燃料及循环利用,小型堆等技术,探索研发可控核聚变技术。核电已经成为了我国外交的一张名片。

(五)有助于加强国际合作

我国企业正在积极利用连续30多年的核电建设经验和坚实的产业基础、先进的核电技术,推进与全球各国的合作,尤其是积极参与到“一带一路”沿线的基础设施建设和连通中。“华龙一号”海外首堆——巴基斯坦卡拉奇核电K2项目已完成穹顶吊装,进入设备安装阶段;中国广核集团“华龙一号”英国通用设计审查正式完成第二阶段,进入第三阶段,采用“华龙一号”技术建设的英国布拉德韦尔B项目也已进入前期阶段;目前还与捷克、泰国等多国洽谈“华龙一号”合作。此外,沙特、印尼等国对我国四代高温气冷堆技术有着浓厚兴趣,先后签订合作备忘录。

    四、我国核电发展现状与展望

    (一)我国核电现状

2018年底,我国投入商业运行的核电机组共44台,装机4464.516万千瓦。其中,7台核电机组在2018年投入商业运行,装机容量为883.8万千瓦。2018年商运核电机组累计发电量为2865.11亿千瓦时,约占全国累计发电量的4.22%。2020年,我国运行核电装机力争达到5800万千瓦(可能调整至5300万千瓦),在建核电达到3000万千瓦。在技术与布局方面,“十三五”期间,我国主要在沿海地区开工建设一批先进三代压水堆核电项目,技术逐步向自主三代主力堆型集中,积极开展内陆核电项目前期论证工作。

   (二)电力发展展望

能源转型已进入统筹协调推进阶段。对我国而言,在供给侧形成煤、油、气、核、可再生能源多轮驱动的能源供应体系,是能源革命的重要组成部分。以下将对整个供应体系进行展望,以期准确审视核电位置。

    1.情景设定

基准情景:我国经济中高速增长,经济结构调整稳步推进,经济社会发展对电力依然有较大的需求,生态文明建设稳步推进,电源结构调整稳步推进,清洁低碳电力消纳水平逐步改善。

加速转型清洁:我国经济中低速增长,经济结构调整效果明显,经济社会步入高质量发展阶段,能源和电力节约效果显著,电能替代不断扩大,生态文明建设加速推进,清洁低碳电力快速发展并且消纳水平大幅提高。

    2.预测结果

    (1)基准情景

受处于基本实现社会主义现代化重要时期的影响,我国对电力的需求仍将随着经济社会的发展保持一定的增长态势。2035年,全国用电量将达到10.13万亿千瓦时,比2017年增长59%。

各类非化石能源发电量和燃气发电量都将保持增长。到2035年,风电发电量将达到约1万亿千瓦时,比2017年增长2.3倍;太阳能发电量将达到约0.60万亿千瓦时,比2017年增长4.1倍;核电发电量将达到约1.05万亿千瓦时,比2017年增长3.2倍;常规水电发电量将达到约1.57万亿千瓦时,比2017年增长35%,燃气发电量将达到约0.50万亿千万时,比2017年增长1.5倍。

燃煤发电量将呈现先增长、进入峰值区、再下降的总体趋势。预计2030年前,燃煤发电量保持总体增长的趋势,在2030年左右燃煤发电量将进入峰值区域,峰值约为5.38万亿千瓦时,比2017年增长约30%,之后燃煤发电量将出现下降趋势,到2035年降低为5.12万亿千瓦时。

我国发电量结构稳步调整。风电、太阳能发电、核电等发电量比重都将增加,水电发电量比重稍有降低,总体上非化石能源发电量比重将不断上升,到2035年增加至45%。其中核电比重将提高到10.4%,比2017年增加6.53个百分点。

(2)加速情景

我国经济结构调整效果明显,能源和电力节约效果显著,对电力的需求将比基准情景有所降低。2035年,全国用电量将达到9.14万亿千瓦时,比2017年增长43%。

各类非化石能源发电量和燃气发电量都比基准情景增长更多。到2035年,风电发电量将达到约1.15万亿千瓦时,比2017年增长2.8倍;太阳能发电量将达到约0.91万亿千瓦时,比2017年增长6.7倍;核电发电量将达到约1.12万亿千瓦时,比2017年增长3.5倍;常规水电发电量将达到约1.618万亿千瓦时,比2017年增长38%,燃气发电量将达到约0.58万亿千万时,比2017年增长1.8倍。

燃煤发电量将在2020年左右到达峰值平台区,约为4.19万亿千瓦时,之后燃煤发电量将出现总体下降的趋势,到2035年燃煤发电量将降低为3.49万亿千瓦时,比2017年降低16%。

我国发电量结构快速调整。风电、太阳能发电、核电等发电量比重都将增加,水电发电量比重稍有降低,总体上非化石能源发电量比重将显著上升,到2035年增加至56%,其中核电比重将提高到12.3%,比2017年增加8.43个百分点。

总而言之,核电是我国重要的能源装备技术,在推动我国能源转型发展和生态文明建设将发挥重要作用,是构建我国清洁低碳、安全高效能源体系的重要环节,不可或缺。

原文首发于《电力决策与舆情参考》2019年4月12日第14期

 
 
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