碳中和目标下核电发展初步研究

背景

“碳中和”是指释放的二氧化碳和吸收的二氧化碳相当，使大气中的二氧化碳不再增加。我国作为世界最大的发展中国家，长期以来坚持《联合国气候变化公约》，积极参与气候变化行动，《巴黎协定》后，已逐渐从气候治理体系的“跟随者”转变为“引领者”。2060年前实现碳中和是党中央、国务院统筹国际国内两个大局作出的重大战略决策，为全球疫后经济可持续和韧性复苏、清洁能源发展提供了重要政治动能和市场动能。我国把应对气候变化作为推动我国经济转型增效、引领全球绿色低碳技术和产业革命的重大战略机遇，通过推动能源生产和消费革命、绿色工业体系创建和城镇化低碳发展，基本扭转二氧化碳排放快速增长的局面，在为全球应对气候变化做出重要贡献的同时，也将促进经济高质量发展和生态环境高水平保护协同，提升经济社会发展效益。

能源电力低碳化是实现碳中和的基础

当前能源消费产生的二氧化碳约占我国碳排放总量的85%，能源低碳化对实现碳排放目标起决定性作用，结构上将实现“煤下降、油达峰、气提高、非化石能源大幅上升”。“十四五”期间，我国能源消费产生的二氧化碳仍呈上升趋势；“十五五”期间将实现碳排放达峰，中远期，能源转型加速实现深度减排，电力消费在经济增长和电能替代驱动下保持增长，整体将呈现“前松后紧”的节奏。

2030年前实现碳达峰的难度不大。习近平总书记提出，2030年我国非化石能源占一次能源占比将达到25%以上、新能源装机12亿千瓦以上。根据有关部门对国民经济发展和能源消费总量预测，2030年我国能源消费总量55～60亿吨标准煤，在水电装机4.1亿千瓦情况下：若新能源累计装机12亿千瓦，核电年均新增装机约5～6台，可实现非化石能源占比25%的目标；若核电每年新开工6～8台机组，新能源年均新增1亿千瓦，届时未来非化石能源消费占比将有望达到30%，超出原有承诺，并为实现2060年碳中和目标奠定基础。

碳达峰后，进一步实现“碳中和”，非化石能源发展速度需要倍增。如2030年非化石能源占比25%，则2030～2050年非化石能源占比年均提升幅度需倍增至2%以上，电力领域要尽早实现碳中和，为其它领域碳排放争取更多空间。

初步测算，2050年我国消费总量50～56亿吨，非化石能源占比55%～85%，新能源装机规模将达到40～50亿千瓦，年均增长1.5亿千瓦左右，仅考虑沿海地区，核电装机将达到2亿千瓦左右，若能在内陆布局，有望实现装机4亿千瓦左右。

核电将迎来新的发展机遇

我国新能源资源丰富地区主要在“三北”地区，电力消费集中在土地资源紧张、可再生能源禀赋不足的中东部地区，核电是实现碳中和的重要选择。核电运行稳定、可靠、换料周期长，是目前唯一可大规模替代化石能源基荷、并具备负荷跟踪能力的“零碳电源”。核电应继续发挥原有基荷电源作用，满足基荷需求。更为重要的是，核电作为本地电源，将部分取代现有煤电，与风电、太阳能等间隙性可再生能源协同发展，承担保障能源安全和系统安全的双重职责。

1我国核电具备大规模发展的良好基础

截至2021年底，我国大陆已经投入商业运行的核电机组53台，在建机组16台。核电机组总装机容量约5465万千瓦，约占全国电力装机容量的2.3%。2021年1～12月，运行核电机组累计发电量4071亿千瓦时，约占全国累计发电量的5.02 %，相当于减少燃烧标准煤11558万吨，减少排放二氧化碳30282万吨。

我国长期保持良好的核安全记录。核电安全运营指标居世界前列，从未发生国际核事件分级(INES)2级及以上的运行事件；各在运核电厂未发生较大及以上环境事件、辐射污染事件，未发生火灾爆炸事故，未发生职业病危害事故。

我国已经建成完善的核电工业体系。核电技术实现了“二代”向“三代”的跨越，福清5号机组商业运行，标志着我国在三代核电技术跻身世界前列，“华龙一号”已具备批量化建设能力。形成了以上海、四川、东北为代表的三大核电重型装备制造基地，以及一批泵阀和核电配套设备制造企业，已全面掌握自主三代核电装备制造的核心技术，形成了每年8～10台套三代核电主设备制造能力，“华龙一号”、“国和一号”设备国产化率达到85%以上。核电工程建设管理自主化能力和总承包能力持续提升，已成功实现了多项目、多基地建设，全面掌握了压水堆、重水堆、高温气冷堆等多种堆型不同容量的核电机组建造技术，具备可同时开工30台以上的核电机组建造能力。

我国厂址资源可以支撑核电大规模建设。截至2019年底，我国已选定核电厂址供75个，总规划容量4.1亿千瓦，其中沿海厂址38个，可支撑装机2.3亿千瓦，内陆厂址37个，可支撑装机1.8亿千瓦，为核电批量化建设、规模化建设奠定了基础，满足行业中长期发展需要。

2我国核电发展面临的挑战

我国核电发展有良好的基础，但也面临许多挑战，诸如核电安全、核电经济性、铀资源保障、公众接受度等等。

我国坚持采用最先进的技术、最严格的标准发展核电，按照多重屏障、纵深防御的理念，严格管理核设施选址、设计、建造、运行、退役等全生命周期活动，确保稳妥可靠、万无一失。但是，核电安全永远在路上，要始终把核安全放在各项工作首位，将核安全要求作为产业发展和决策的重要依据。

核电面临着较大经济性的挑战。为了满足国际最高核安全标准和60年设计寿命的要求，三代核电首批项目单位造价明显高于二代核电，并出现了工期延误、造价超概算严重等突出问题，直接影响了核电的经济竞争力。同时，随着我国电力消费增速放缓、电力市场化改革的逐步推进，使核电平均上网电价和利用小时数下降，核电的市场环境发生深刻变化。总的来看，三代核电批量化建设后可大幅降低造价，在多数东部沿海地区燃煤标杆电价水平，也具有一定的竞争力，但比起目前在运的核电机组，新建设机组的竞争力还是在一定程度上减弱。考虑到风电、太阳能随着技术进步，其成本仍将大幅下降，将给核电竞争和规模发展带来压力。

建立稳定的天然铀保障供应体系，是我国核电大规模发展的重要基础。初步估计，在现有技术条件下，核电装机2亿千瓦，每年需要天然铀矿资源3.79万吨，全寿命铀资源需求占全球探明资源的三分之一左右，需要面向两个市场，加大铀资源保障力度，提升核燃料供应保障能力。

公众核电接受度是核电大规模发展面临的问题。不同省市、不同部门、不同专家、不同群体等都对核电大规模发展的必要性缺乏战略共识。公众对核电安全认知存在误区和盲区，部分专家也缺乏理性、科学的核安全观，邻避效应和恐核效应对核电发展带来不利影响。需要各方坚定核电发展的决心，统一核电发展共识，提高公众核电认知水平，完善法律体系，建立多层次的利益补偿与互惠机制，加强核电信息公开与公众参与，获取广泛支持。

结论

我国实现碳中和目标，核电大规模发展是必不可少的。2050年，我国核电装机将超过2亿千瓦，若发展内陆核电，有望达到4亿千瓦左右。我国已具备良好基础条件，未来核电大规模发展要坚持把核安全放在高于一切的位置，加快突破核电重大关键技术和卡脖子问题，进一步降本增效提升经济竞争力，加大铀资源保障力度，大幅提升公众核电接受度。

（作者单位：中国广核集团）