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大力发展核电具有重大战略意义

  “十一五”期间,国家要把大力发展核电作为加强基础产业设施建设的重要举措,这是具有重大战略意义的,值得深入研究和落实。

核电发展的历史和趋势

  自1951年人类利用原子能发电以来,核电已走过半个多世纪的历程。在经过最初十几年的试验性发展阶段之后,核电技术趋于成熟,发电成本大幅下降,有些国家的核电成本已经低于常规火电。随着世界石油危机引发的全球经济衰退,使人们更加认识到核电在保障能源供应和平抑能源市场价格波动方面的重要作用,核电由此进入迅速发展阶段。拥有核电站的国家逐年增多,除前苏联、美、英、法等国外,印度、巴西、阿根廷等发展中国家也建成了一批核电站。

  但是,1986年发生的切尔诺贝利事故使核电发展形势急转直下。这次事故直接引发了很多国家,尤其是西欧各国的“反核”、“限核”乃至“废核”运动。以此为分野,不同的国家发展核电的态度也不同,大体上可以分为三类。第一类是受国内、国际政治因素影响,采取限制核电发展政策的国家,比利时、意大利、德国、荷兰、瑞典、瑞士等国明文规定限制核电发展。第二类是韩国、日本、印度等国,它们要么是由于经济快速增长,能源需求增大,需要对能源结构进行调整,要么是由于受到资源约束,或者兼而有之,因此采取积极发展核电的政策。第三类是加拿大、捷克、芬兰、法国、匈牙利、西班牙、英国、美国等,这些国家的核电稳定在一定的规模上,增长缓慢。

  美国、法国、加拿大等国的核电技术比较成熟,市场机制培育较为充分,而且大多是核电大国,它们对待核电的态度在很大程度上影响到世界核电发展的趋势。核电在这些国家增长缓慢有各自的原因,其中比较典型的是法国和美国。法国的核电比重已经占到78.2%,它不仅不缺电,反而是世界上最大的电力净出口国,每年获利约26亿欧元。所以,法国目前的主要目标是充分利用包括核电站和燃料循环在内的现有设备,开发下一代反应堆以提高天然铀的利用率,并最大限度减少废料。

  美国尽管已经25年没有新的核电站订单,但是其核电比重一直稳定在19%以上。这主要是由于美国政府和企业采取了一系列有力的措施:一是增大核电站一年内的运行时间,提高现有反应堆的发电能力。反应堆的容量因子(指在一年内核电站运行时间所占的比率)由1990年的66%提高到 2002年的90%以上。二是延长反应堆的许可期限,由最初40年许可期限延长至60年。自2000年以来,已有23个反应堆获得许可。可以预计,美国正在运行的反应堆最终都会申请延长许可期。三是对核电站进行升级改造,以提高发电量。截至2003年,已有92个反应堆得到升级改造。升级改造为美国核电站新增了402.2万千瓦的发电能力,相当于4个平均规模的核电站。

  截至2004年12月,世界上共有30个国家和地区共441座反应堆投入商业运营,装机容量36742.2万千瓦。核电在全球供电量中所占比重约16%,在全球一次能源中所占比重约6.7%。经济发达或增长较快的国家和地区的核电比重都比较高。

  有三个方面的因素对核电未来发展产生重要的影响。一是核电经济性的提高;二是核电安全性的增强;三是环境保护力度的加大。

  核电经济性因各国资源禀赋和技术条件差异而有所不同。但是在美、法、日等国,核电已经具备很强的竞争力。美国的核电发电成本1987年以前低于煤电。此后由于安全费用增加和煤炭供给格局变化等因素的影响,核电发电成本比煤电稍高,但总体上处于不断下降的态势,并于2002年再次低于煤电。另外,核电经济性还表现在发电成本非常稳定,对燃料价格波动不敏感,因此,核电能够平抑能源价格波动,保障能源供应安全。

  核电的安全性主要体现在核电站自身的安全性和核废料处理的安全性两个方面。核电站事故绝大多数是常规设备故障引起的。经过几十年的探索与实践,人们已经掌握了丰富的核电站运营经验,而且通过完善设计,使得核电站的安全性大大提高。核废料尤其是高放废料的处置需要加强国际合作并制定国际安全标准。《乏燃料管理安全和放射性废物管理安全联合公约》第一次审议会议于2003年11月举行,所有缔约方都表明了对该公约目标和履行其条款所规定义务的坚定承诺。

  与消耗矿物燃料的电站相反,核电站不释放二氧化碳、硫和一氧化碳。欧洲委员会交通和能源部门2004年起草的一份报告说,如果不修建核电站,欧盟将不能实现《京都议定书》规定的减少导致温室效应的气体排放目标。欧盟的计算显示,在今后25年内,需建造10万—30万兆瓦核电站才能实现减少二氧化碳排放造成的污染的目标。这意味着要新建100多座核电站。由于俄罗斯的批准,《京都议定书》已于2005年2月16日生效。如果一些国家对减缓气候变化和未来可持续发展的承诺是严肃认真的,核动力将再次成为化石燃料强有力的替代能源。

  这些都是核电发展的长期因素。在短期,近年来国际能源价格的上扬使得世界核电开始回春。目前世界在建的25座反应堆主要集中在亚洲,总容量为2029.6万千瓦。但是,美国、芬兰等国现在也都有了重新启动核电项目的计划。芬兰2004年的一次民意测验表明,芬兰人中支持核电的比例比1994年增加了12个百分点,而反对者减少了 10个百分点。

积极发展核电的战略意义

积极发展核电是保存核工业体系的需要

  核电厂对于培养核人才、促进核科研、发展核设备、保存核燃料生产能力,起着不可替代的重要作用。因此,核电产业的发展是完全必要的。发展核电产业不仅仅是经济需要,更是促进整个核工业长远发展的战略需要。

积极发展核电是保障国家能源安全的需要

  上世纪50年代,我国电力工业的产业政策和发展方针是“水火并举”,80年代改为“大力发展水电,积极发展火电,适当发展核电”。但是由于种种原因,火电比重一直处于80%以上的高位,装机比重由1970年的66.2%上升到2002年的74.5%,其中煤电比重一直超过77%。尽管水电发展也较快,但发电比重还是由1970年的17.7%下降到2002年的16.7%,装机容量由33.8%下降到24.1%。在新建了几个大的核电站之后,核电占一次能源生产的比重仅为0.24%。2002年,发电量和装机容量的比重才分别达到1.57%和1.26%,在拥有核电的国家中是最低的。我国是继美、英、法、前苏联、加拿大和瑞典之后,世界上第七个能自主设计和建造核电站的国家,核电的发展状况与我国核大国的地位极不相称。

  严重依赖煤炭的能源消费结构加大了能源供应风险。一方面,煤炭资源虽然比较丰富,但探明程度很低,煤炭总资源量的探明储量仅相当于世界平均水平的55.3%,相当于OECD国家的22.5%,相当于美国的10.2%。另一方面,单一的能源消费结构难以平抑能源价格波动。国际煤价2000年开始止跌回升,并一直以较快的速度上涨。国内企业也作出反应。山西省的煤炭净出口占净输出的比重由2000年的7.2%上升到2002年的15.5%。由于电煤采取政府管制价,非电煤实行市场价,电煤供应形势更为严峻。煤炭供应持续紧张,市场价格大幅上涨,使得很多煤炭企业因为合同电煤价格太低而毁约。近期在秦皇岛召开的煤炭衔接会由于供需双方分歧太大而匆匆散场。五大发电集团在会上只签下不到原定量一半的计划内电煤,签下的合同平均价格涨幅也远高出发改委原定的8%的幅度,而且很多合同上注明“随行就市”。如果真的按合同执行,很可能使电煤出现“有价无市”的状况,形势非常严峻。

  降低风险的办法是发展多种能源,改变当前严重依赖煤炭的能源消费结构。从我国的替代能源资源看,积极推进核电是最现实的选择。我国人均石油和人均天然气可采储量分别仅为世界平均值的10.0%和5.0%。生物质能、地热能和潮汐能目前应用还非常有限。太阳能的利用近年来在世界上增长很快,潜力很大,但目前发电成本仍然较高,大规模商业应用尚需假以时日。水电资源尽管比较丰富,但已探明储量到2020年也最多只能提供2亿千瓦的装机。我国风能资源也较为丰富,但是分布集中,并且开发利用要占用大量的土地资源。

积极发展核电是经济可持续发展的必然选择

  当前的能源消费结构对环境的破坏严重。仅以大气污染情况为例,我国的二氧化硫和二氧化碳排放量分别居世界第一位和第二位。虽然单位GDP的碳排放量明显下降(1990-2001年下降了52%),但二氧化碳排放总量却从1980年的3.94亿吨碳增加到2001年的8.32亿吨碳。燃煤排放的二氧化硫是造成酸雨的主要原因。据国家环保局统计,目前中国二氧化硫污染产生的酸雨危害面积已达到国土总面积的30%,全国年均降水PH值低于5.6的城市地区已占全国城市面积的70.6%,我国已成为世界三大酸雨区之一。由于较严重的环境污染,造成了高昂的经济成本和环境成本,并对公众健康产生了较明显的损害。造成大气质量严重污染的主要原因是以燃煤为主的能源结构,以及没有对煤炭利用采取有效的环保措施,仍没有摆脱先污染后治理的老路。

  《京都议定书》的内容是实现《联合国气候变化框架公约》的第一阶段安排,所以只涉及工业发达国家。但是,中国经济发展“不受外来干扰”的时间只有十几年。据气候变化专门委员会计算,发达国家二氧化碳排放量到2010年将降到32%,2020年进一步降到29%;目前不承担减排义务的发展中国家到2020年二氧化碳排放量却将达到全球排放总量一半以上。可以预料,在接下来的谈判中,发达国家将会对发展中国家提出相应的义务要求,而中国必然成为其关注的重点。

积极发展核电可拉动经济增长、促进结构升级

  核电产业不仅仅指“核”,也不仅仅指“电”,而是指与核电站的系统设计、设备制造、施工建设、调试营运有关的产业链条中的主要环节组成的产业群。通过核电站的建设,能够带动相关产业的发展,促进国产化能力的提高,更重要的是通过核电设备的制造,使装备制造业的技术水平有一个明显跳升。因此,关联面较大的核电是拉动我国经济增长、促进经济结构优化与升级的难得的驱动项目。

一次能源短缺的内陆地区更有必要积极发展核电

  从各地区一次能源生产与消费看,只有黑龙江、山西、陕西、内蒙古、新疆和山东六省区能够实现能源自给,其他地区则需要依靠外部输入才能实现能源平衡。

  上海、浙江、湖北和北京是能源自给度最低的四个省市,分别只有2.1%、2.3%、10.8%和14.1%。另外,广西、福建、江苏和广东的能源自给度也比较低,均低于22%。这几个地区大多为区域经济中心。

  上海、浙江、湖北、北京、福建、江苏和广东七个省市1995年的一次能源产量总计7355.4万吨标准煤,能源消费总量为35891万吨标准煤,而2002年生产和消费的能源总量分别为6960.7万吨标煤和49175万吨标煤,生产量下降了5.4%,而消费量却上升了37%。2002年,仅这七个省市一次能源缺口就占全国能源短缺总量的55%。

  煤炭产量比较大的地区有山西、山东、内蒙、河南和四川(含重庆),2002年,仅这五个地区的产量就占全国总产量的57.7%,另外,河北、安徽、黑龙江、陕西、辽宁、贵州和新疆的产量均超过5000万吨。但是,这些省份中,四川、河北、安徽和辽宁一直要从外地进煤才能保持平衡,山东以前也是煤炭净输入省份,2002年才有少量的煤炭外运。煤炭外运量比较大的依次是山西、内蒙、河南、陕西和贵州。

  从煤炭消费看,几个经济发展较快的地区除了山东能够基本实现煤炭自给之外,其他地区煤炭供应均全面吃紧。这首先是由于这些地区对煤炭的需求快速增长。煤炭消费量最大的七个地区中,浙江、广东、湖北、上海、江苏的消费量从1995年至2002年分别增长了42.3%、34.6%、20%、18.7%、8.1%。其次则是由于这些地区受到资源约束,煤炭消费对外依存度(指煤炭净输入,包括净进口和净调入,占煤炭消费量的百分比。由于库存的调节作用,对外依存度可在短期超出100%)越来越大。2002年,上海、天津、浙江、广东和湖北是煤炭对外依存度最高的五个地区,其中,尤以广东和湖北的增长最为明显。

  一次能源自给度过低和煤炭对外依存度过大,已经不再是沿海经济发展较快地区特有的现象。以湖北省为例,它的一次能源自给度排在上海、浙江之后,是全国最低的三个地区之一;它的煤炭消费量排在江苏、广东之后,列全国第三;它的煤炭对外依存度排在上海、天津、浙江、广东之后,列全国第五。2002年,河南和陕西两省煤炭外运总量5022.4万吨,即使全部运往湖北,也补不上湖北当年5797.7万吨的缺口(消费量减生产量)。

  一次能源自给度、煤炭消费量、煤炭对外依存度应成为规划核电布局最基本的因素。在未来电力规划中,应充分考虑一次能源供给与需求的地区差异,选择几个经济增长较快、能源自给度较低的内陆地区推进核电发展。

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