浅谈提高核电经济性的方法

浅谈提高核电经济性的方法

香冉冉

中国中原对外工程有限公司 北京市 100044

摘要：如今我国社会经济高速发展的背景下,能源需求在进一步扩张,其中电能是一切工业生产的基础,而目前我国的电力生产基本上是煤电,虽然有着广泛的使用范围,但是还存在能耗高、污染重等不足。随着核电的出现,也被许多专家认定为替代煤电的最佳选择,其不仅能够确保能源的不间断供应,同时也能减少温室气体的排放,有一定的安全性、便捷性与环保性,能够推动我国电力工业的进一步优化与可持续发展。但是从目前核电的经济性表现来看,其前期投资巨大、造价高昂,并且投资回报周期非常长,与火电项目有明显不同,因此核电经济性的研究及其提高方法显得尤为重要。

关键词：核电；经济性；提高方法  

核电是电力工业的重要组成部分，积极推进核电建设，对于满足经济和社会发展不断增长的能源需求，保障能源供应与安全，保护环境，实现电力工业结构优化和可持续发展，提升我国综合经济实力、工业技术水平和国际地位，具有重要的意义。中国核电产业的经济性与核电发达国家相比存在着很大的差距。通过对中国核电经济性的现状进行了初步分析，提出了降低成本和提高经济性的途径。

一、背景

随着全球人口和经济发展规模的急遴增长，碳基能源带来的环境问题(烟雾、光化学烟雾和酸雨)及其诱因已经成为政府与学术界关注的焦点，同时温室气体(主要是二氧化碳)而导致的全球气候变化，也已被确认为不争的事实。“低碳经济”正是在全球气候变暖对人类生存和发展构成严峻挑战的背景下提出来的。2003年，英国发表能源白皮书《我们能源的未来:创建低碳经济》，提出要用低碳基能源、低二氧化碳的低碳经济发展模式，替代当前的化石能源发展模式。低碳经济以低能耗、低排放、低污染为基础，其实质是提高能源利用效率和创建清洁能源结构，核心是技术创新、制度创新和发展观的改变。发展低碳经济是一场涉及生产模式、生活方式、价值观念和国家权益的全球性革命。考虑到在即将召开的哥本哈根气候变化大会上，后续协定中我国面临的国际政治压力将远超过第一阶段，中国将采取比第一阶段节能减排目标更加积极的方式来参与全球减排，即大力推进以核电、风电等新能源为代表的低碳经济。进入21世纪后，由于核电技术的不断成熟、安全性不断提高，以及天然气和煤炭价格上涨等因素，使得核电在经济上的竞争力凸显，更为主要的是核电作为一种清洁能源，在运营过程中不产生CO2等温室气体，也不产生任何SO2、NOX等可导致酸雨的气体，而且与其他新能源相比，核电具有可规模化建造、运营成本低等优势。因此尽管核电发展面临着安全、核扩散以及核废物处理等问题，但在减排压力下，核电仍然承担着改善气候变化的责任，许多国家都将核能列入本国中长期能源政策中。

二、提高核电经济性的方法

1、优选技术成熟的大容量机组。规模效应在很多工业投产方面均适用,在核电行业中则意味着同类型发电技术在一定规模内随着单机容量的不断加大,其单位造价会呈规律性下降趋势。经研究, 核电机组容量从 600MW 增 至900MW,其单位千瓦造价会下降 13% 左右;从 900MW 增至1，200MW,单位千瓦造价仍能下降 10% 左右。由此可见,大容量机组已成为核电站建设的首选,目前业内在机组设计中也以大容量作为趋势,全新一代的核电机组设计容量均设定在 1000 ~ 1500MW 之间,最典型的便是美国推出的 AP600 升级版—AP1000 和我国自行设计的华龙一号。 在追求规模效应的同时需要确保如下几点前提：一是经过科学市场分析后能够推断出未来有足够空间保证电力可上网销售;二是大容量机组产品技术成熟度经过了市场检验;三是拥有足够融资能力且可承担得起投资风险。所以综合来讲,并不是机组容量越大越好,尤其是对于投资者而言。

2、同一堆型的系列化建设。系列化建设能够通过批量需求去带动生产,大规模的生产能不断促进生产技能水平以及供应链、生产链成熟度的提高,逐渐达到提高生产率与降低生产成本的效果。 在核电建设过程中,系列化建设带来的批量效应重点表现在设备材料选购、建设施工等方面,可有效缩减费用投入而提高经济性表现。 目前我国已建成的核电站所采用的技术各不相同,之所以形成这种局面虽然有掌握各类技术而促进自身发展的考虑,但是不利于建设成本的降低。 通过系列化、标准化的生产建设去优化资源配置,为后续核电站建设提供可高度复制的经验,能够大大缩减额外费用的投入,提高核电经济性。

3、核电设计与制造的自主化、本地化。实现核电项目的自主设计与制造,不仅有利于培养更多核电行业的科技人才,带来更多的就业岗位,从而推动工业与国民经济的发展,而且也能掌握更多核心技术以及提高关键核心设备的制造能力,促使我国核电项目的市场竞争力的不断提高。当前,我国已经能够完全自主设计与建设 300MW 压水堆、600MW压水堆核电站以及华龙一号,但仍存在核心设备部件依赖进口、乏燃料处理技术相对落后等不足之处。当然,相较于过去,我国核电行业的技术自主水平有了质的飞跃,其中部分自主制造的设备在国际市场中也有着成本上的竞争优势。

4、缩短建设工期。从建设周期来看,核电项目基本上可分成：一是动工之前统称为前期准备阶段,周期一般在 18 个月以上;二是正式动工到完全商用称为建设期,以“二代半”机组的建设水平来看,基本能够控制在 60 个月之内。参考现阶段的市场利率与核电项目投资水平,预计建设 2 台百万千瓦级别的机组需要投入的费用在 29 亿元 ~ 32亿元人民币左右,共占贷款本金综合的 15% ~ 17% ,并且到建设尾期每月的费用支出约 1 亿元左右。庞大与固定的费用支出是核电项目建设的显著特点,而且一旦出现工期延误,费用支出还会增加,当然工期缩短也会缩减一部分费用,机组提前投产商用也能提前获利。

5、提高机组负荷因子。在上网电价确定后,通过提高机组负荷因子以及提升上网电量,能够提高核电经济性。在这一方面,核电企业可参考国内外的成功经验,通过优化换料方案、合理安排大修和在役检查、加强可能导致自动停堆的设备和部件的实时监控和管理、合理安排运行人员的在岗培训等措施，尽量降低非计划停堆次数，提高机组的负荷因子，从而充分利用国家明确的核电带基本负荷运行的优惠政策，为投资方带来更大的回报。

综上所述,从我国首座核电站秦山核电站投入运营一直到如今我国核电产业的高速发展,逐渐掌握了更多核心技术,不仅能够自主设计与建造核电站,并且已完全具备核电出口的能力。 但从经济性表现来看,目前我国核电成本相对偏高,而且对政策支持依赖度太大,要想全面提高核电经济性,还需从技术水平、运营管理以及设备设计、制造、维护等全方位付诸努力,才能实现降低成本和提高市场竞争力的目标,从而推动我国核电产业的可持续发展。与发达国家相比，中国的核电产业还不够发达，发电成本还较高，对政策扶持的依赖性较强，核电的经济性有待进一步提高。但随着中国核电在工程设计、装备制造、建造安装、运营管理等方面水平的不断提高，其成本将得到有效地控制和降低，核电的经济性将日益显现，竞争力也将进一步提高。

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