核能与国家能源可持续发展战略

    1.能源结构优化要求实现从传统的化石燃料向优质能源的转变

    从保护气候和环境的角度，要求能源结构实现从传统的化石燃料向优质能源的转变。

    2.可再生能源在我国能源结构优化中的作用

    水电对2020年以后更长远时期电源结构优化不再能够做出实质性的贡献，水电只是我国能源或电力合理的基本组成部分。

    除水电外的其他可再生能源中，如太阳能、生物质能、地热能、潮汐能等清洁能源，这些资源虽然可再生，但再生资源数量有限，不可能大规模替代化石能源，并最终解决能源的需求问题。在可预见的将来，在大规模生产方面不具有经济竞争性，在未来的几十年里它们的作用将非常有限。

    3.发展核能是优化我国能源结构和电力结构的客观需要

    （1）核能在我国优化能源结构中的替代作用

    目前，在全球范围内，为解决油气资源枯竭和燃煤造成的环境污染问题，科学家正在加紧研究开发新能源和可再生能源如核能、风能、太阳能、地热和水力发电等替代能源。其中，核能作为一种清洁、安全和经济的新型能源，其逐渐取代现有化石能源（煤炭和石油）的趋向已越来越明显。

    调整和优化能源结构，尽可能多地用清洁能源如核能替代含碳量高的化石能源，已经成为中国各界人士的共识和迫切要求，也是能源产业发展应当遵循的原则。

    （2）我国核能发展与世界相比，比例偏小但发展潜力较大

    我国核能无论在一次能源供应结构，或是在电源结构中的比例都远低于世界水平，二者目前均约为世界水平的十分之一。考虑到世界和我国核能资源的相对丰富性，核能在我国发展潜力很大，从能源和电源多元化的角度出发，我国能源结构与电源结构有待调整与优化。

    （3）发展核电是我国东部沿海地区优化能源结构和电源结构的迫切需要

    我国目前能源结构中核能的比例很小，核电有很大的发展空间，要通过大力发展核电，逐步提高核电在能源尤其在电力中的比重，特别要在经济发达但常规能源短缺的东部沿海地区加快发展核电，对改善我国能源结构、减轻环境污染具有重要的战略意义。发展核电是我国优化能源结构、推行能源多元化战略的现实选择。

    （二）发展核能是我国未来能源及电力安全供应的重要保证

    电力作为清洁、高效的终端能源，已成为现代社会使用最广泛的能源之一。在未来能源供应和消费结构中，电力的战略地位将变得越来越突出的重要。有关部门预测，到2020年需要电力装机容量将达9亿～10亿千瓦。

    目前，我国的电源结构还不尽合理，电力供应的安全性和稳定性存在一定的隐患。因电源结构不合理造成电力供应不稳定，国家经济受到威胁的情况，最近几年表现得较为突出。

    自2003年以来，全国有很多地区进入“硬缺电”，即全年性电力不足。据统计2003年全年用电需求尚差1500万千瓦，2004年全国出现了建国以来少有的“电荒”、“煤荒”、“油荒”的现象，预计2004年的电力缺口在3000万千瓦以上。国家为此不得不限制高耗能产业如钢铁、电解铝、水泥等的生产，从而制约了我国经济的发展。

    核电作为可靠的、清洁的优质能源，其技术成熟性和可获得性已被世界上广泛的核能发展国家所证实。我国应从能源安全、电力供应需要出发，进行能源和电源的结构调整。我们认为，加快发展核能是优化能源结构和电力结构的重要举措，发展核能有利于实现电源结构多元化，有利于优化电源配置，提高电力供应和电网运行的安全性和稳定性；发展核能是我国能源及电力安全供应的重要保证。

    1．核能是安全的能源

    自1986年切尔诺贝利事故之后,世界核电18年来无一例类似核事故发生的成功运行经验证明,核电厂是非常安全的。这种高度安全的运行记录，在能源工业发展史上，包括常规电厂、煤矿、油井、水坝等，可谓是绝无仅有的。核电是安全、清洁的能源，这已是世界能源界一致公认的结论。

    目前，我国核电已建和再建共有11台机组，其中9台已投入运行。数据表明，我国核电机组的运行业绩和安全记录都是良好的，运行水平在不断提高，运行特征参数的主要数据均高于全世界核电机组运行特征参数的均值。尤其是大亚湾核电站的运行水平近年来与核能发达国家的水平相当，这几年的运行业绩进入了世界先进行列。

    2．核电提供了稳定、可靠的电力供应

    核电能够向电网提供稳定、可靠的电力，这是因为：

    （1）核电运行的可靠性高。核电厂的可利用小时数远高于其他的发电形式，靠核电厂供电，可靠性远高于其他电厂。

    （2）核电厂所需的燃料一次备足，可用数年，不像燃煤电厂，所需的煤必须源源不断地运，一旦遇到自然灾害或不利的气候条件使煤炭的供应或运输不能及时满足需要，发电厂就不得不降低出力，甚至被迫停机。

    （3）核电成本中天然铀只占5%左右，天然铀价格的波动对电价的影响很小。因此，一旦定好电价，可以在较长时间内稳定不变，其他形式的发电则不然。

    3．核电可以改善电力结构，提高电源的安全性

    中国的核电总体规模尚小，由于所占比例甚小，核电在改善全国电力结构方面的作用难以被人们察觉。但是由于核电集中布局在广东、浙江两省，当我们把目光聚集到这两省，这一作用就显露出来了。

    特别是广东省，核上网电量的比例2002年已经达到了持续多年的世界平均值，2003年已超过平均值。完全可以说，在这两个省核电已经成为电力结构的重要组成部分。由于核电的高可靠性，它在改善电力结构的同时，也提高了电源的安全性。

    4．核电减轻了煤炭开采和运输负担

    近年来“煤、电、油、运”的持续紧张，已成为制约我国经济发展的四大瓶颈，2004年尤为突出。据估计，2004年夏，由于缺电严重，上半年全国有24个省级电网出现拉闸限电现象。
    若把核电放到2004年夏天，煤、电、油、运全面紧张的局势下来观察，核电的优越性便十分明显。等量的电量缺口如果用核电填补涉及的只是核电厂本身，不像火电那样牵动全国的有关部门，甚至要列入国务院的议事日程。核电能同时缓解煤、电、油、运四大瓶颈中的三个（若考虑运输的缓解也将导致石油消费量的减少，则核电其实对四方面都有所缓解），这是火电望尘莫及的。

    2003年，我国核电发电量为438.06亿千瓦时，如果同等的电量由火电供给，取耗煤310克标煤/千瓦时，原煤与标煤折算比为0.714，则需要消耗原煤1902万吨，按每节车皮装煤60吨，50个车皮组成一列计，需要6340列火车，即每天17列以上的列车不间断地运输一年才能完成1902万吨煤的运输任务，这个实例形象地说明了核电对煤炭开采和运输减轻的负担。

    5．核电能降低因对石油和天然气的依赖而引起的能源安全的风险

    由于在未来油气能源资源需求中，相当部分需依赖进口来满足，自给率低，其供应和价格容易受国际风云变幻左右，不确定因素多，极易出现因价格上扬造成的经济风险和供应中断造成的安全风险。因此，在规划未来油气供应及天然气发电规模时，必须充分考虑油气供应和国家能源、电力供应的安全性问题。

    一方面，核电在电力系统中承担基荷的地位是气电无法替代的，从远期看，核电完全可以替代短缺的天然气进行发电，对电网既调峰又削谷。

    另一方面，在未来，出于环境考虑，越来越多的大城市更多地将电力用于快速运输和车辆使用方面，从这个角度看，核能可以部分替代石油满足交通应用方面的新的基荷需求。此外，无须使用天然气供热，核能可以提供不同温度的热能，用于多种工业目的。

    因此，未来核能的利用可以减少对石油和天然气的需求，减少油气的国外进口，从而降低因过于依赖进口油气而引起的能源安全的风险。

    （三）发展核能是实现我国能源与电力可持续发展的必然选择

    煤炭的环境污染已经成了我国可持续发展中必须考虑的重大环境问题之一。与此同时，大量使用化石燃料产生的温室效应已经引起了广泛的国际关注。我国必须改善能源结构尤其是电源结构，限制煤电的发展，大力发展清洁电源作为替代。在当今诸多清洁电源中，能量密度高、技术上成熟、清洁、安全、经济上合理，又能大规模应用的，非核电莫属，发展核电势所必然。

    1．核能是清洁的能源

    化石燃料能源活动能够产生各种有害气体和有毒污染物，它们是最大的大气污染源。而核能生产活动则很少产生或不产生这些污染物。除此之外，化石燃料的燃烧还产生大量的温室气体CO2。下面是燃煤电厂和核电厂的污染物排放及辐射的对比情况：

    一座1000MW(e)没有采用污染控制技术的煤电厂每年平均产生并排入大气约44000吨硫氧化物和22000吨氮氧化物，另外还有含重金属和放射性的320000吨灰尘（含400吨有毒重金属）。与之相反，一座1000MWe的核电厂，根本不释放有害气体和其他污染物，它所引起的人均辐射剂量比乘飞机旅行所引起的还低。它每年只产生约30吨高放废物乏燃料和800吨中低放废物。
    自上世纪九十代初，我国相继已有9台核电机组并网发电，有关资料显示，我国核电厂放射性废物产生量逐年下降，气体和液体放射性废物的排放量远低于国家标准的许可限值。

    2．核能是经济的能源

    据1996年核能机构（NEA）、国际能源署（IEA）、国际发供电联盟应用“常币值平准化贴现成本”方法对2005年投产的核电厂和化石燃料电厂所作的预测和评价，在我国当贴现率取值5%时，核电的经济性优于煤电；但当贴现率取值10%时，我国核电对煤电没有经济优势。

    基于以下几方面的原因，我们认为，我国核电的经济竞争力将会有显著提高，核电的经济性将会优于煤电。

    一是核电的投资成本将会随我国核电国产化而大幅降低；二是煤电的发电成本将会由于以下两个因素而大幅提高：a）考虑煤电的环境排放的外部成本（包括脱硫去污设施的投资和运行维护成本），b）煤电价格随着开采困难和运输压力增大而大幅飙升；三是由于中国人民银行再贴现率或基准利率连续降低到较低的水平，我国的社会贴现率将有走低的趋势。

    经验证明，在我国核电具有相当工业规模，采用国产化、标准化、系列化机组且作为基荷发电时，核电对煤电在经济上是具有竞争力的。

    3．实现大规模减排温室气体，核能在技术上是现实唯一可行的选择

    已经证明，全球温室气体（GHG）排放总量的90%以上是由化石燃料的能源活动引起的。据估计，1996年我国能源活动产生的二氧化碳排放为3363.5百万吨，仅小于美国的5301百万吨而位居第二。如果不改变目前的能源结构，未来我国温室气体总排放量随着能源消费的不断增加将不可避免地仍会有较大幅度的增长。从可持续发展的要求出发，我国应制定适当的政策，采取有效措施，通过改善能源结构及采取可持续发展的各种其他举措，实现在满足社会经济可持续发展的同时，尽量减少温室气体的排放。但在我国要实现大规模减排温室气体，核能在技术上是现实唯一可行的选择。

    从全球范围看，占世界一次能源消费7%的核能，每年大约减排二氧化碳20亿吨。从人类目前具有的技术能力看，要控制本世纪或更长远时期的温室效应，唯一可以寄予厚望的能源主体大概只有核电了，尤其是未来的热核聚变能。

    4．核能利用符合循环经济的原则

    所谓循环经济就是以环境无害化技术为手段，以提高生态效率为核心，强调资源的减量化、再利用和资源化，已环境友好方式利用经济资源和环境资源，实现经济活动的生态化（“绿化”）。发展循环经济是我国未来社会经济可持续发展的最佳模式选择。

    我国的核能开发与利用是符合循环经济原则的。从核能的整个燃料链角度来看，从铀矿开采、铀转化浓缩、元件制造（资源）到核电（产品），再到乏燃料后处理（再生资源）的整个核燃料闭合循环过程，正好符合循环经济的“资源—产品—再生资源”的闭环式模式。与此同时，从前面的核能分析中可以看到，核能是清洁的能源，核能生产的全过程只产生很小的废物量，对生态环境造成相对较小的污染，是属于真正实现少投入、高产出、低污染的“绿色技术”体系。
    5．从长远看，核能是资源无限的能源

    如果裂变热堆采用核燃料“一次通过”即不进行后处理的技术路线，则全世界铀资源仅供人类数十年所需。如果裂变堆采用铀钚循环的技术路线发展快中子增殖堆，由于快堆能把铀-238转变为可裂变材料钚-239，从而把天然铀的利用率从热中子堆的1%左右提高到60%—70%，则全世界铀资源将可供人类数千年之需。

    在更长远的将来，能源开发将更多地寄希望于受控热核反应即核聚变堆的应用。热核反应技术如果获得突破，将有很多优点：热核燃料资源极其丰富，几乎是取之不尽；热核聚变的产物不象裂变产物那样产生核辐射，因而对人类的安全性要比现在的核电站高得多。因此，聚变反应堆核电站的商用成功，将会为人类“永远”解决能源需求问题。

    综合以上分析，我们可以预言，温室效应、核电技术将是主导21世纪能源利用的关键因素。倘若21世纪温室效应并不像预期的那样严重，那么化石燃料将会延长其历史使命。反之，现有的裂变核电技术必然东山再起，同时电力也必将取代化石燃料的直接使用而成为能源消费的主体，尤其在交通领域，电动汽车将成为时代的主流。倘若再进一步作更为乐观的展望，热核聚变技术的商业性应用获得成功，那么化石燃料作为能源的历史便开始走向终结，电力也将成为一切能源象征。那时人类将会有清洁的能源，清洁的空气。