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全球核电到底是冷是热?2019年能否成为核电“大年”?

国际电力网  来源:能源评论  作者:刘伟  日期:2019-04-12
  2019年能否成为核电“大年”?全球核电到底是冷是热?我国核电“走出去”将面临哪些对手,又有哪些机遇?
 
  1月31日,四台拟采用“华龙一号”技术的核电机组获得核准,成为时隔3年之后我国首次批准的核电项目。此举被认为是我国核电事业的正式重启,并有望实现核准的常态化。2019年能否成为核电“大年”?全球核电到底是冷是热?我国核电“走出去”将面临哪些对手,又有哪些机遇?本期数说能源即分析全球核电运行状况及主要国家的政策导向与技术路线,以求在核电重启的背景下,放眼全球,知己知彼。
 
  缓慢增长,稳定运行
 
  据世界核协会(world Nuclear Association)的数据显示,2017年全球核能总发电量为2506太瓦时,占全球总发电量的10.3%,比2016年小幅上涨29太瓦时,这也是自2012年以来,核能发电量连续五年实现上涨。
 
  截至目前,全球在运核电机组445座,总装机容量395657兆瓦。在运机组中,约60%的运行时间已达30年或更长。虽然核反应堆的许可证期限一般为30~40年,但在对其基本结构、系统和部件进行特殊安全评审和评定之后,可大幅延长其运行寿命。在运核反应堆中,最为主流的堆型仍为压水反应堆(PWR),总数292座,比2016年增加了3座;其次为沸水堆(BWR),2017年总数为75个,比2016年减少了2个。
 
  截止到2019年2月,全球在建核反应堆57座,总装机容量61960兆瓦;计划建设核反应堆132座,总装机容量131190兆瓦;建议建设核反应堆376座,总装机容量达432852兆瓦。
 
  根据世界原子能机构的预测,在高增长情景下,全球核电装机容量到2030年将增长42%、到2040年将增长83%、到2050年将增长123%。在低增长情境下,到2030年将减少42%、到2040年减少15%、到2050年则反弹回目前水平。
 
  容量系数(Capacity Factor)是衡量核反应堆生产率的重要指标,是核电站实际发电量与其全天候满负荷运转情况下理论发电量的比值。在过去15年中,全球核电机组的容量系数未发生显著变化,2017年容量系数在80%以上的核电机组数量占比64%,容量系数在50%以下的仅占6%。这说明全球大多数核电机组仍处于较高的利用状态。
 
  分地区来看,近年来亚洲、东欧及俄罗斯的核电呈现出了积极的发展趋势,而西欧和中欧的份额则正在下降。2018年底,经合组织(OECD)核能机构(Nuclear Energy Agency)发布了其最新数据。截至2018年1月,33个NEA成员国中,并网运行的核反应堆共计348座,在建反应堆25座,已确定建设的核反应堆11座,另有17座计划于2020年退役,这将减少OECD国家共计16800兆瓦的核电装机容量。
 
  几家退潮,几家进取
 
  美国仍是世界上最大的核能发电国,占据了全球核电30%的份额。2017年核发电量805太瓦时,占美国全国总发电量的20%。截至目前,美国在运的核反应堆共计98座,总装机容量99560兆瓦,分布在30个州。这些核反应堆的平均容量系数自2002年以来就保持在90%左右,2016年更是高达92.5%。核能发电的成本,则从2012年的40美元/兆瓦时降低到2017年的34美元/兆瓦时。
 
  美国共有4个在建的AP1000反应堆,但其中2个目前处于暂停状态,另外2个位于佐治亚州,分别计划于2021年和2022年完工。一种观点认为,美国之所以新建核反应堆的速度降低,是因为其对现有反应堆的维护水平有了极大的提升,每年用于升级维护的费用高达75亿美元。据估计,在过去15年中,因性能改进所带来的核电机组效率提升,相当于新建19座1000兆瓦的发电厂。再加上美国的页岩油革命以及风能、太阳能发电的发展,在2021年之前,美国不太可能出现新的核电计划。
 
  另一核电大国法国则表示,将继续降低核电的比重,以实现电力系统的多样化。按其能源愿景,到2025年,核能发电的比重将从2015年的75%降低到50%。法国目前拥有58座核电机组,总装机容量为63100兆瓦,平均运行年限30年。依靠低廉的核发电成本,法国一直是全球最大的电力净出口国,并且也是核燃料和服务的重要出口商。另外值得一提的是,17%的法国电力来自可循环的核燃料。
 
  韩国是世界上主要的核电大国,并且其能源战略一直倾向于支持核电发展。但现任总统文在寅于2017年就任之后,其核电政策开始出现转向,文在寅提出要用45年左右的时间逐步实现核电退出。2017年10月,韩国公布了《能源转型政策》,提出到2030年核能之外的可再生能源占总发电量的比重要提升至20%。
 
  截至目前,韩国在运核电机组24个,总装机容量22500兆瓦,2017年发电量占韩国总发电量的30.3%。在韩国国内,近年来核电的建设遭遇了较为普遍的公众反对。2017年,已完成30%建设进度的新古里5号、6号核电机组遭遇了强烈的公众非议,韩国政府不得不设立一个专门委员会听取公众意见,直到3个月之后才经由公众投票恢复建设。
 
  但是,国内反对的声音并没有阻止韩国核能国际扩张的步伐。韩国政府目前正积极向其他国家提供符合全球防核扩散公约的技术,并向阿联酋出口了4个共计200亿美元的核反应堆项目。
 
  与韩国类似,俄罗斯核电发展也呈现出强烈的出口导向特征。截至2017年底,俄罗斯的核出口计划中已经确定或正在制定计划的核反应堆已经超过20座,海外订单金额高达1330亿美元。
 
  从2006年开始,俄罗斯形成了较为稳定的核能扩张政策,计划在2030年之前,国内装机容量每年新增2000~3000兆瓦,同时计划向世界出口总计高达20万兆瓦的核电装机。2017年,俄罗斯核发电量187.5太瓦时,占其总发电量的17.8%。截至目前,俄罗斯在运核电机组35座,总装机容量28025兆瓦。
 
  从技术路线来看,俄罗斯是快中子反应堆技术的世界领先者,并正在通过其 Proryv项目不断突破巩固这一技术。此外,在核能的非电利用如供热、海水淡化等方面,俄罗斯也正在积极谋求世界领先地位。
 
  解决消纳,谋求“走出去”
 
  2018年全年,我国共有7台核电机组投入商业运行,截至2018年年底,我国在运核电机组共44台,总装机容量44645兆瓦,位居世界第三位。据中电联的数据统计,2018年全年核能发电量2944亿千瓦时,同比增长18.6%,占全国总发电量的4.2%,相当于少消耗0.9亿吨标准煤,减少二氧化碳排放2.8亿吨。
 
  对内实现保障性消纳、对外稳步“走出去”,是我国核电的两大目标。2017年2月,国家能源局印发《保障核电安全消纳暂行办法》,明确核电保障性消纳应遵循“确保安全、优先上网、保障电量、平衡利益”的基本原则,按优先保障顺序安排核电机组发电,对于保障外电量,则鼓励通过电力直接交易等市场化方式促进消纳。2018年底,国家发改委、国家能源局发布的《清洁能源消纳行动计划(2018~2020)》提到,2019年全国核电应基本实现安全保障性消纳。
 
  核电“走出去”则受到了国家层面的高度关注,2018年一系列国际合作项目陆续签订协议:1月9日,在国家主席习近平和法国总统马克龙的共同见证下,中核集团与法国新阿海珐集团签署协议备忘录,与法国法马通公司签署全球战略合作协议,中广核集团与法国替代能源与原子能委员会(CEA)签订核研发技术领域合作协议;6月8日,中核集团与俄罗斯国家原子能集团签署《田湾核电站7/8号机组框架合同》《徐大堡核电站框架合同》与《中国示范快堆设备供应及服务采购框架合同》;11月28日,国家电投与西班牙泰纳通公司签署战略合作框架协议。
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