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基于海南的資源稟賦，發(fā)展高比例核電，并將其作為海南主力電源，雖然會面臨一些問題，但仍極具可行性。如果將核電作為海南主力電源，需要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)源、網(wǎng)、荷、儲資源，調(diào)控使用各種靈活性資源，并做好大規(guī)模發(fā)展核電對電網(wǎng)安全及電力系統(tǒng)經(jīng)濟性影響的預(yù)判。
2019年5月發(fā)布的《國家生態(tài)文明試驗區(qū)(海南)實施方案》提出將海南建設(shè)成為清潔能源優(yōu)先發(fā)展示范區(qū)，建設(shè)海南清潔能源島。2019年7月，中國電力發(fā)展促進會(核能分會)受國家能源局核電司委托，開展了“海南高比例核電發(fā)展研究”課題。相關(guān)企業(yè)、科研院所初步研究認為：要加強高比例核電發(fā)展，將海南建設(shè)成為以核電為主力電源的清潔能源優(yōu)先發(fā)展示范區(qū)。
核電適合擔當海南主力電源
從“十四五”及中長期發(fā)展角度看，海南省經(jīng)濟將快速發(fā)展，推動能源電力需求持續(xù)增長，未來可能面臨局部電力供應(yīng)緊張局面。海南全省水電已基本開發(fā)完畢，后續(xù)開發(fā)潛力較小;煤炭資源貧乏，在“去油減煤”政策背景下，未來煤電在海南逐步退出已成共識;氣電成本較高且不低碳，發(fā)展規(guī)模應(yīng)適度;風(fēng)、光資源雖然豐富，但能否發(fā)展成為主力電源，仍待深入研究。
風(fēng)、光等可再生能源能否發(fā)展成為主力電源，主要受制于儲能技術(shù)和自身發(fā)展條件。風(fēng)電、太陽能發(fā)電屬于低密度新能源，研究表明，海南當?shù)仫L(fēng)、光可利用資源量難以獨立滿足該省社會發(fā)展對能源的需求，而如果大規(guī)模發(fā)展新能源，必將改變海南島生態(tài)環(huán)境、自然景觀現(xiàn)狀，激發(fā)土地利用矛盾，甚至帶來不可預(yù)見的新環(huán)境問題，這與海南生態(tài)旅游島的定位不符。因此，2020 年后海南風(fēng)電和光伏發(fā)電規(guī)模保持不變，是更合理選擇。
從海南省經(jīng)濟社會發(fā)展、資源稟賦、電源發(fā)展方向與選擇、戰(zhàn)略定位要求等情況看，“十四五”及中長期海南深入推進實施高比例核電發(fā)展，對于海南建設(shè)清潔能源島和打造生態(tài)文明試驗區(qū)，以及助力我國早日實現(xiàn)碳達峰等具有重要意義。實踐表明，我國核電技術(shù)成熟、運行可靠、經(jīng)濟性高，海南省核電廠址豐富，也有在運核電廠的社會基礎(chǔ)，具備發(fā)展核電的基本條件，核電適合承擔海南電力系統(tǒng)發(fā)展主力電源的角色。
當然，海南電力系統(tǒng)總體規(guī)模偏小，電源布局不均衡，西部電源集中、北部及東部負荷中心電力供應(yīng)有限，分區(qū)間電力交換較大;電網(wǎng)結(jié)構(gòu)仍顯薄弱，抵御自然災(zāi)害能力較差;聯(lián)網(wǎng)二回路工程的建成雖使海南告別了長期以來孤島運行的歷史，增強了海南電網(wǎng)與南方電網(wǎng)電力交換能力，但“大機小網(wǎng)”現(xiàn)象仍長期存在;海南海底電纜容量太小，抽蓄電站發(fā)展空間有限。
當然，海南高比例發(fā)展核電，會面臨大容量核電機組并網(wǎng)運行安全、核電配合電網(wǎng)調(diào)峰、源-網(wǎng)-荷-儲統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展，以及核電比例提高影響全社會用電成本等一系列問題。
以核電為主同時要統(tǒng)籌靈活性資源
核電比例的大小是由當?shù)氐恼?、技術(shù)、市場、資源能源供需、電力系統(tǒng)基礎(chǔ)條件等多種因素共同作用的結(jié)果，并隨著外部條件動態(tài)調(diào)整?？v觀各國核電發(fā)展歷程，當核電發(fā)展到較高水平時，核電所占比重會達到一個相對合理的區(qū)間。除法國及電力系統(tǒng)非常小的國家和地區(qū)外，核電比例基本固定或變化不大，約為20%-30%。由于我國的資源稟賦特點，目前存在不同區(qū)域能源電力結(jié)構(gòu)不平衡的問題，福建、廣東、浙江、海南等地核電發(fā)展較快，核電比重已接近或達到20%-30%的水平。
在一個國家或地區(qū)核能發(fā)電占比提高到一定比例(或區(qū)間)過程中，或進一步超過這一比例(或區(qū)間)后，可能會面臨一些突出問題，主要包括：核電調(diào)峰是否安全、核電運行對電網(wǎng)安全性的影響，以及對全社會用電成本的影響等。為應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，當前核能發(fā)電已達到較高比例的國家和地區(qū)，主要通過靈活性資源的快速、準確調(diào)控等手段，實現(xiàn)電力系統(tǒng)自身的供需平衡，以進一步滿足多元化的能源供需要求。一般都是在靈活性資源缺乏等特定前提下，才考慮核電配合電力系統(tǒng)調(diào)峰。
為加強高比例核電發(fā)展，將海南建設(shè)成為以核電為主力電源的清潔能源優(yōu)先發(fā)展示范區(qū)，“十四五”海南的新增電源，要以核電、氣電和光伏為主，“十四五”后至2035年，新增電源以核電為主。雖然，以核電為主的電源結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)電力結(jié)構(gòu)，對電網(wǎng)具有友好性，可增加電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量，提高電網(wǎng)供電可靠性、加強系統(tǒng)擾動恢復(fù)能力、降低諧波污染、便于能量管理，但目前來看，海南可用于調(diào)節(jié)的靈活性電源資源有限，必須統(tǒng)籌協(xié)調(diào)源、網(wǎng)、荷、儲資源發(fā)展，深入研究快速、準確地調(diào)控使用各種靈活性資源。
建議從電源側(cè)與負荷側(cè)同時發(fā)力，在充分考慮以核電為主構(gòu)建清潔低碳電源結(jié)構(gòu)，可能對海南電力、能源系統(tǒng)及核電機組產(chǎn)生的影響的同時，考慮海南三產(chǎn)及居民生活用電比重不斷上升的現(xiàn)實情況，采取一系列源、荷資源協(xié)調(diào)控制措施，加強電源建設(shè)和需求側(cè)的統(tǒng)籌管理，充分挖掘系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。通過示范區(qū)建設(shè)，重點做好核電機組調(diào)峰運行能力、機組和電網(wǎng)故障與擾動對核電機組和電網(wǎng)安全運行的影響，以及高比例核電背景下海南清潔供能經(jīng)濟性等問題的研究與分析。
未來海南電網(wǎng)的規(guī)劃發(fā)展，也要注意與以核電為主的清潔低碳電源結(jié)構(gòu)的相容性。目前的研究表明，百萬千瓦級單機機組接入220千伏電壓等級的工程雖然在技術(shù)上可行，但核電廠若采用220千伏電壓等級送出，在占用走廊資源等方面會成為制約。同時，由于500千伏系統(tǒng)安全穩(wěn)定性高，網(wǎng)損更低，對未來電源接入和電力系統(tǒng)的適應(yīng)性更強，結(jié)合海南電網(wǎng)500千伏遠景規(guī)劃，未來百萬千瓦核電機組更宜以500千伏電壓等級接入電網(wǎng)。
四措并舉推進海南核能建設(shè)
核能是清潔低碳、安全高效的優(yōu)質(zhì)能源，在我國構(gòu)建現(xiàn)代能源體系、保護生態(tài)環(huán)境、應(yīng)對氣候變化、實現(xiàn)“碳中和”目標、促進科技進步、提高國家綜合實力和保障國家安全等方面，發(fā)揮著重要作用。為實現(xiàn)2035年基本建成海南清潔能源島目標，根據(jù)《國家生態(tài)文明試驗區(qū)(海南)實施方案》《海南能源綜合改革方案》等有關(guān)文件精神，有必要加強海南高比例核電發(fā)展，將海南建設(shè)成為清潔能源優(yōu)先發(fā)展示范區(qū)。
為實現(xiàn)上述目標，建議：一是“十四五”期間通過示范區(qū)建設(shè)，進一步完善強化海南核電發(fā)展的清潔能源島建設(shè)思路及中長期發(fā)展規(guī)劃路徑;二是從源-網(wǎng)-荷-儲各端，統(tǒng)籌開發(fā)利用海南省及周邊地區(qū)各種靈活性資源，開展高比例核電發(fā)展條件下源-網(wǎng)-荷-儲協(xié)調(diào)發(fā)展的電力、能源系統(tǒng)建設(shè)和運行的演示驗證;三是開展適應(yīng)核電和電網(wǎng)相互影響的安全、經(jīng)濟核電機組的設(shè)計、建造和運行示范工程建設(shè)，研究實施高比例核電發(fā)展下可行的核電機組配合調(diào)峰運行方案及運行規(guī)范;四是通過示范區(qū)建設(shè)，探索適應(yīng)高比例核電發(fā)展的海南能源發(fā)展相關(guān)政策，以及提高電力系統(tǒng)經(jīng)濟性的基本問題與對策。
希望通過加強海南高比例核電發(fā)展，將海南建設(shè)成為清潔能源優(yōu)先發(fā)展示范區(qū)，助力政府摸索出一套統(tǒng)籌推進高比例核電發(fā)展前提下的源-網(wǎng)-荷-儲端配套項目建設(shè)與運行管理的方法和政策路徑：“十四五”期間開展海南高比例核電發(fā)展示范區(qū)建設(shè)，為“一帶一路”沿線一些國家和地區(qū)高比例核電發(fā)展，探索和提供中國方案;助力電網(wǎng)企業(yè)經(jīng)濟高效地提高電力系統(tǒng)平衡能力、完善高比例核電發(fā)展的風(fēng)險對電網(wǎng)安全影響對策預(yù)案，以及海南聯(lián)網(wǎng)三回輸電系統(tǒng)建設(shè)及需求側(cè)的統(tǒng)籌管理的支持政策等，為優(yōu)先挖掘系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力提供依據(jù);助力核電企業(yè)開發(fā)利用先進調(diào)、前提下的靈活運行，提供指南及標準。
(作者供職于中國電力促進會核能分會，本文僅代表作者個人觀點)
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