北極星碳管家網(wǎng)訊:核能具有清潔低碳、出力穩(wěn)定、邊際成本低等特征，且發(fā)展沿海核電的部署與我國經(jīng)濟(jì)布局深度契合，是能源供給側(cè)尤其是新增非化石能源中最有望兼顧“低碳、經(jīng)濟(jì)、安全”矛盾三角的能源形式，能通過規(guī)?；l(fā)展替代化石能源，并與新能源形成強(qiáng)互補(bǔ)發(fā)展。本文以“雙碳”目標(biāo)（碳達(dá)峰、碳中和）及“兩個(gè)構(gòu)建”（構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系、構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)）為準(zhǔn)繩，總結(jié)提出核能在未來“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)下的挑戰(zhàn)和對策建議，以期促進(jìn)未來核能高質(zhì)量發(fā)展。
一、引言
2020年9月22日，國家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論會上做出“碳達(dá)峰、碳中和”鄭重承諾，首次提出了我國“二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)。該戰(zhàn)略目標(biāo)體現(xiàn)了我國將攜手世界積極應(yīng)對全球氣候變化這一巨大挑戰(zhàn)的堅(jiān)定決心，也彰顯了我國在構(gòu)建人類命運(yùn)共同體上的大國責(zé)任與擔(dān)當(dāng)，這些都為新冠肺炎疫情后的全球綠色發(fā)展和協(xié)調(diào)共贏注入強(qiáng)大信心。已有研究指出，中國“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)，將有效推動全球溫升趨勢的改變，使得全球溫度將比預(yù)期降低0.3℃甚至更高[1]。
自進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國的碳排放量也在快速攀升。相關(guān)研究數(shù)據(jù)[2]顯示，2019年我國碳排放量約115億噸，約占全球總排放量的30%，位居全球第一，較2000年我國碳排放量提高約168%。
目前我國相關(guān)研究領(lǐng)域總體上對2060年“碳中和”背景下的碳排放限值已達(dá)成一定共識[3]。據(jù)有關(guān)研究機(jī)構(gòu)的預(yù)測[2]，我國若要實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)的“1.5℃情景”下的減排目標(biāo)，2050年后允許碳排放值僅為當(dāng)前碳排放量的15%～25%，即使在“退而求其次”、可行備用的“2℃情景”下，允許碳排放值也僅為當(dāng)前碳排放量的40%～50%，并低于2000年我國碳排放量。而目前，我國經(jīng)濟(jì)仍處于中高速、高質(zhì)量發(fā)展階段，能源消費(fèi)量還在增長，碳排放量還有增加的可能，需要經(jīng)歷2030年前“碳達(dá)峰”，才能走向2060年的“碳中和”。相比發(fā)達(dá)國家，我國“碳達(dá)峰”到“碳中和”間隔僅有30年時(shí)間，減排強(qiáng)度及困難程度在全球范圍首屈一指。
而實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)首當(dāng)其沖的就是能源產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年我國能源供給側(cè)的碳排放量約46億噸，占比約40%；能源消費(fèi)側(cè)（僅工業(yè)領(lǐng)域）的碳排放量約33億噸，占比約30%，合計(jì)貢獻(xiàn)已達(dá)70%，是我國二氧化碳排放的主要來源[3]。構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系、構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能源產(chǎn)業(yè)“低碳”甚至“零碳”轉(zhuǎn)型發(fā)展，是我國實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的重要保障和前提，也是未來能源產(chǎn)業(yè)適應(yīng)我國新時(shí)期高質(zhì)量發(fā)展目標(biāo)的重大要求和長久研究方向。
二、核能是我國能源和電力統(tǒng)籌發(fā)展的戰(zhàn)略性保障
近年來，隨著我國穩(wěn)步實(shí)施“兩個(gè)構(gòu)建”，我國風(fēng)能和太陽能等可再生能源成為增速最快的能源。2020年，我國風(fēng)能發(fā)電裝機(jī)容量約2.82億千瓦，太陽能發(fā)電裝機(jī)容量約2.53億千瓦，較2015年分別增長約1.2倍和4.8倍；預(yù)計(jì)2025年、2030年、2035年，我國風(fēng)能發(fā)電裝機(jī)規(guī)模有望達(dá)到4億、6億、10億千瓦，太陽能發(fā)電裝機(jī)規(guī)模有望達(dá)到5億、9億、15億千瓦[3][5]。
但是，過往數(shù)十年來世界各國能源和電力發(fā)展實(shí)踐和研究成果均表明，能源結(jié)構(gòu)的低碳化是一個(gè)漫長、復(fù)雜、曲折的過程?？稍偕茉垂逃械哪芰棵芏鹊汀l(fā)電不穩(wěn)定等特征，使其在大規(guī)模發(fā)展下仍將面臨一些短時(shí)期內(nèi)無法回避的現(xiàn)實(shí)瓶頸或問題。如新能源大發(fā)時(shí)段需要大量可控電源深度調(diào)節(jié)以保障消納，在熱潮、寒潮等特殊天氣需要電力穩(wěn)定供應(yīng)時(shí)往往又出力下降，甚至出現(xiàn)如2021年7月28日東北電網(wǎng)風(fēng)電的短時(shí)最低出力不足網(wǎng)內(nèi)風(fēng)電裝機(jī)千分之一的極端情況。
而從全球尤其是發(fā)達(dá)國家過往發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和未來發(fā)展策略等來看，能源和電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)多種能源形式并存的局面，可再生能源、核能、儲能等新型能源形式與必要的化石能源等不同能源并存互補(bǔ)，各自發(fā)揮自己的優(yōu)勢，為全球和各國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展提供充足的能源和電力保障。
目前，全球GDP前15強(qiáng)國家基本均已明確2050年前后實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)，除意大利和澳大利亞外，核能在其能源和電力系統(tǒng)中均占有一定比重[6]（見圖7），在GDP前10強(qiáng)國家尤其是聯(lián)合國5大常任理事國中，我國核電所占比例相對較低。
鑒于其具有的清潔低碳、出力穩(wěn)定、邊際成本低等特征，且發(fā)展沿海核電的部署與我國經(jīng)濟(jì)布局深度契合，核能是我國能源供給側(cè)尤其是新增非化石能源中最有望兼顧“低碳、經(jīng)濟(jì)、安全”矛盾三角的能源形式，可規(guī)模化發(fā)展替代我國沿海負(fù)荷中心周邊的化石能源。核電與可再生能源技術(shù)特征對應(yīng)互補(bǔ)，可實(shí)現(xiàn)電力電量時(shí)空匹配度更高的互補(bǔ)型發(fā)展，共同成為未來能源和電力系統(tǒng)非化石能源的重要組成部分。
三、“雙碳”目標(biāo)下我國核能行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)
（一）核能要應(yīng)對能源電力市場化及未來“碳市場”建立的競爭挑戰(zhàn)
近年來，我國能源和電力市場化改革積極推進(jìn)，各區(qū)域電力市場已經(jīng)建立，市場化售電量比例迅速提高。據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會網(wǎng)站信息，全社會用電量中市場交易電量比重正在逐年提高，2020年全國市場化交易電量占上網(wǎng)電量的比重已超過40%。2020年核電上網(wǎng)電量市場化率約33%，較2019年繼續(xù)提高2個(gè)百分點(diǎn)，較2018年和2017年分別提高約8個(gè)百分點(diǎn)和15個(gè)百分點(diǎn)。而隨著風(fēng)電、光伏平價(jià)上網(wǎng)工作的深入推進(jìn)，以及電力市場化改革的持續(xù)深化，核電需要在控制成本、適應(yīng)電力系統(tǒng)需求等方面開展更多工作，以面對市場競爭的挑戰(zhàn)。未來隨著我國“碳市場”的建立，核能行業(yè)需要進(jìn)一步思考如何發(fā)揮自身優(yōu)勢，以迎接“碳市場”建立帶來的清潔能源價(jià)格競爭及挑戰(zhàn)，并充分吸收能源和電力產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展的紅利。
（二）尚不完善的相關(guān)法規(guī)體系對核能新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展支撐作用不足
核能發(fā)展各階段各類型項(xiàng)目均具有資金投入大、建設(shè)周期長、需要較長的前期準(zhǔn)備工作等特點(diǎn)，從廠址普選到初步可行性研究、可行性研究、核準(zhǔn)和開工建設(shè)往往需經(jīng)歷數(shù)年的時(shí)間，需取得數(shù)十個(gè)政府支持性文件。雖然核能行業(yè)從業(yè)人員經(jīng)過多年的歷練和磨合，已經(jīng)初步形成了一整套的經(jīng)驗(yàn)和方法，并較好地在核能行業(yè)應(yīng)用實(shí)踐。但從“十三五”末核電規(guī)劃目標(biāo)的完成情況來看，仍然存在未能完全適應(yīng)新時(shí)期能源和電力整體發(fā)展要求等現(xiàn)象，以致規(guī)劃目標(biāo)未能完全實(shí)現(xiàn)的問題（“十三五”核電在運(yùn)裝機(jī)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)96%，在建裝機(jī)目標(biāo)僅實(shí)現(xiàn)40%左右）。而在核電以外的核能新型產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域如核能綜合利用等，由于缺乏完善、可指導(dǎo)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系，更使得產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢，甚至出現(xiàn)核能項(xiàng)目與用能單位在進(jìn)度目標(biāo)上的倒掛問題，即“需要核能時(shí)卻頂不上來”“區(qū)域用能的需求萎縮后核能項(xiàng)目方能建成”。
（三）針對發(fā)展面臨的重大轉(zhuǎn)變亟需突破思維和開展新型研究
隨著“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)施推進(jìn)，短期內(nèi)核電受益于清潔低碳的優(yōu)勢，但伴隨其他清潔能源技術(shù)的發(fā)展，核能過往具有的低碳優(yōu)勢將被弱化甚至逐步消失，外部面對的常規(guī)電力系統(tǒng)、常規(guī)能源體系將逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樾滦碗娏ο到y(tǒng)、新型能源體系及其更高的安全高效要求等。因此，過往簡單的電力項(xiàng)目滾動型發(fā)展模式、作為電網(wǎng)基荷以追求穩(wěn)定出力等訴求將受到全面的挑戰(zhàn)和面臨更多的問題。如何適時(shí)有效調(diào)整我國核能發(fā)展的思維模式和訴求狀態(tài)，適應(yīng)并促進(jìn)核能成為新型電力系統(tǒng)尤其是新型能源體系的有機(jī)部分或者重要基石、探索形成與高比例新能源匹配度高甚至一體化發(fā)展新模式、核能積極安全有序發(fā)展帶來的前后端能力建設(shè)等研究，應(yīng)成為未來核能研究發(fā)展的重要方向，從而幫助核能行業(yè)適應(yīng)發(fā)展規(guī)模增加及面臨的新型發(fā)展形勢的要求。
四、“雙碳”目標(biāo)下我國核能行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的對策建議
（一）完善法規(guī)體系，拓展核能在未來我國能源體系中的作用和定位
未來我國核能發(fā)展應(yīng)充分結(jié)合能源供應(yīng)的發(fā)展趨勢和經(jīng)濟(jì)安全需求等研究成果，進(jìn)一步完善相關(guān)法規(guī)體系，既疏導(dǎo)核電持續(xù)發(fā)展及前期開發(fā)存在的各方面壓力，又積極拓展核能在未來我國能源體系中的作用和定位。核電行業(yè)可通過“已有規(guī)模穩(wěn)妥發(fā)展、后續(xù)規(guī)模有序增長”等有效途徑，使核電成為我國新型電力系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)支撐，從而在幫助電力系統(tǒng)應(yīng)對極端氣候挑戰(zhàn)和保障電力安全供應(yīng)中發(fā)揮更加重要的作用。在積極實(shí)現(xiàn)已有核電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，通過一批核能綜合利用型工程項(xiàng)目的開工建設(shè)或技術(shù)改造等，逐步推動核能開發(fā)資源配置的擴(kuò)展化、多樣化，從而推動核能在新型能源體系中發(fā)揮更重要的作用。
（二）持續(xù)鞏固核能在安全能源、高效能源及創(chuàng)新能源等領(lǐng)域的優(yōu)勢
隨著未來清潔能源的更加普遍應(yīng)用，核能在清潔低碳之外的安全、高效及其創(chuàng)新性要求將進(jìn)一步強(qiáng)化。核能行業(yè)應(yīng)時(shí)刻清醒地意識到“核安全是核能行業(yè)的生命線”“高效是核能行業(yè)的生存線”“創(chuàng)新是核能行業(yè)的發(fā)展線”。在未來我國核能發(fā)展時(shí)，采取各種有效的針對性政策、措施或活動，鞏固我國在核能領(lǐng)域已取得的安全性、高效性及創(chuàng)新性成果，并在未來核電項(xiàng)目建設(shè)及綜合利用等新領(lǐng)域中進(jìn)一步發(fā)展和提升。未來可將諸如核電網(wǎng)絡(luò)安全、信息數(shù)據(jù)安全、與高比例新能源的數(shù)字協(xié)同、智能匹配外部新型電力系統(tǒng)發(fā)展等作為行業(yè)專項(xiàng)活動，保證在未來固有核電領(lǐng)域和拓寬后的技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中，核能的安全性、高效性和創(chuàng)新性等特征仍可以得到持續(xù)保障。
而安全性作為核能行業(yè)的生命線，更應(yīng)該在全產(chǎn)業(yè)發(fā)展中得到優(yōu)先保障。核能行業(yè)應(yīng)將核安全始終作為重要工作全面受控開展，通過全面監(jiān)督發(fā)現(xiàn)可能存在的安全問題、潛在風(fēng)險(xiǎn)苗頭、安全文化松動跡象等，開展定期普適性和不定期專門性的專項(xiàng)安全活動。同時(shí)，積極研究探索公眾宣傳新思路新辦法，提高和加強(qiáng)核能在公眾方面的接受程度，樹立核能在公眾心中的安全、高效、創(chuàng)新發(fā)展形象。
（三）提高未來核電經(jīng)濟(jì)性，以應(yīng)對能源和電力市場化等改革
隨著我國能源和電力市場化改革深化以及未來全國“碳市場”的發(fā)展成熟，核能行業(yè)不可避免地將面臨與其他低碳能源形式的競爭發(fā)展。當(dāng)前我國核電發(fā)展已逐步完成向三代技術(shù)的全面轉(zhuǎn)型升級，相關(guān)建設(shè)成本在大幅提升后，后續(xù)將逐步凸顯三代技術(shù)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢及其規(guī)模效應(yīng)。而未來核電機(jī)組為適應(yīng)新型電力系統(tǒng)可能需要開展的調(diào)峰及購買服務(wù)等，也將對核電經(jīng)濟(jì)性帶來影響。在保障核能安全性、高效性、創(chuàng)新性等特征的基礎(chǔ)上，核能行業(yè)需要充分提高經(jīng)濟(jì)性以應(yīng)對能源和電力市場化等改革，如通過完善核電價(jià)格組成和優(yōu)化核電設(shè)計(jì)以降低核電造價(jià)（核能行業(yè)協(xié)會提出的“批量化建設(shè)的三代核電站建成價(jià)15000元/kW左右、上網(wǎng)電價(jià)0.40元/kWh左右”，具有市場競爭的比較優(yōu)勢）、通過后續(xù)核電建設(shè)規(guī)模有序增長以實(shí)現(xiàn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展、基于綜合成本優(yōu)勢來積極拓展核能應(yīng)用以實(shí)現(xiàn)核能在更廣闊的能源領(lǐng)域發(fā)展而不局限電力領(lǐng)域的競爭等，穩(wěn)妥有序提高核能市場競爭力和在能源及電力體系中的份額，樹立并鞏固核能對穩(wěn)定清潔低碳能源價(jià)格乃至全社會用能成本的重要戰(zhàn)略地位。
（四）通過科技專項(xiàng)帶動等核電成功經(jīng)驗(yàn)推動核能持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展
在國家重大專項(xiàng)和重點(diǎn)科研課題的帶動下，我國核能行業(yè)積極吸取全球先進(jìn)核能技術(shù)并自主取得了一系列先進(jìn)研究成果，建成全球首座AP1000三代核電機(jī)組、全球首座“華龍一號”自主三代核電機(jī)組，正在建設(shè)國際領(lǐng)先的高溫氣冷堆核電示范工程和國內(nèi)首個(gè)商業(yè)化快堆示范工程。未來我國核能發(fā)展應(yīng)積極總結(jié)過往發(fā)展成功經(jīng)驗(yàn)，圍繞“雙碳”目標(biāo)持續(xù)推動核能及其產(chǎn)業(yè)范疇內(nèi)的科技領(lǐng)域創(chuàng)新，如圍繞核電站相關(guān)設(shè)備材料回收利用、綜合能源一體化發(fā)展新模式、新型節(jié)能增效工藝及設(shè)備（及國產(chǎn)化）等開展專項(xiàng)研究，或?qū)σ延泻穗娬炯拔磥砗穗娬鹃_展整體物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)甚至智慧核電廠設(shè)計(jì)等，部分重大方向還應(yīng)凝聚全行業(yè)力量建立國家級綜合創(chuàng)新研發(fā)中心?？傊?，通過助力能源供給側(cè)和消費(fèi)側(cè)兩端的創(chuàng)新發(fā)展，實(shí)現(xiàn)對“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的貫徹落實(shí)。
五、結(jié)束語
在“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的指導(dǎo)下，我國能源產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型主要將從能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源增效利用和能源“碳匯”工程三方面開展。核能作為已具有清潔低碳特征的能源品種，當(dāng)前應(yīng)將重點(diǎn)放在促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和能源增效利用方面，助力我國實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)構(gòu)建”及能源和電力產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。本文基于對國內(nèi)外能源發(fā)展趨勢和核能發(fā)展現(xiàn)狀的分析，提出我國核能未來高質(zhì)量發(fā)展的一些建議，以供有關(guān)核能發(fā)展政策或措施行動出臺參考。
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