上世紀二戰后到七十年代末全球經濟發展主要依靠化石能源,尤其是中東石油對歐美國家以及亞洲日韓和臺灣的經濟發展起到了支柱性的作用。
1973年中東石油禁運給這些經濟快速發展的國家敲響了警鐘,能源安全成為各國政府制定經濟發展戰略的主要考慮因素。核能作為人類新掌握的能源得到了迅猛發展的歷史機遇,歐美日韓和臺灣都開始密集建設新的核電機組,1980年代迎來了世界核電機組投產的歷史高峰,最高達到一年投產33臺。在當今世界發達國家中:法國75%的電力來自核能,英國核電占比21%,美國核能占20%,韓國約30%的電力來自核能,日本在福島之前的核電占30%,并計劃到2017年達到40%;即使綠黨最活躍的德國,其核能占比也達到13%。毫無疑問,核能為歐美日韓等經濟大國奠定了堅實的能源基礎。
自改革開放以來,中國經濟持續增長,1990年后中國的發展加速明顯,尤其是2001年加入世貿以后,出口導向型經濟把中國的發展拉到了讓世界震驚的速度,甚至快到沒有時間等待合理的能源發展規劃和布局。據BP能源展望數據,從1990年到2016年,中國的一次能源消耗增加了347%;其中石油消耗增加了436%,達到每天1200萬桶;天然氣消耗增加了13倍;煤炭的消耗增加了258%;水電增加了817%。我國的核電經過1990年,2000年,2006年,2013年四波次的發展,到現在我們已經有45臺共計42.976GWe核電投入運行,但是核電的比例也僅僅占電力結構(二次能源)的4%,遠遠低于歐美日韓等發達國家。
我國經濟高速發展和相對滯后的能源發展速度帶來兩個日益突出的發展困局:一是高比例進口能源帶來的能源安全問題;二是不合理的能源結構對國內環境的嚴重破壞,以及高比例的化石燃料對全球氣候控制目標的巨大挑戰。
發展核能提高國家的能源安全
我國石油儲量占世界總量的1.1%,而年消耗量占世界產量的10%。從1993年開始,中國的石油產量就不能滿足國內經濟發展需要,2017年超過美國成為世界最大的石油進口國。據中石油數據,2018年,中國原油需求的70%依靠進口,據估計到2040年石油進口依存度將達到80%。我國的煤炭儲量居世界第三,即使我們釋放了最大的煤炭生產能力,國內煤炭產量還是不能滿足經濟發展需要,進口煤炭的數量還是一直攀升。1990年產煤10.2億噸,僅需200萬噸進口,到2009年,需要進口1億2580萬噸才能滿足國內需要。我們也需要進口大量的天然氣滿足能源需求,管道輸送或者液化儲罐海運。2017年,兩條跨國管道的輸送能力達到進口總量的46%。據國際能源機構預測,到2030年中國的進口天然氣將到達總需求的60%!
龐大的能源進口數量給國家能源安全帶來嚴重的威脅!進口能源的安全主要存在兩方面:一是能源產地國的政治穩定性和地緣政治關系;二是能源運輸通道的安全性。我國的能源外交政策成效明顯,我們不僅可以從波斯灣進口石油,還能從非洲,東南亞,俄羅斯甚至南美獲得石油供應,能源產地多樣化的措施基本化解了能源安全的第一方面的威脅。我們從海外進口的能源有很大一部分是通過馬六甲海峽和中國南海運抵中國的。馬六甲海峽是世界上能源運輸最繁忙的海峽,每年通過的石油和液化天然氣總量是蘇伊士運河的三倍,是巴拿馬運河的十五倍。其中絕大部分再通過南海運往中國(包括臺灣),日本,韓國。據估計,通過南海運往韓國的能源占其能源供應的三分之二,日本從南海運輸的能源約占其能源供應的60%,臺灣的也是占60%,中國80%的原油供應通過南海運輸。象霍爾木茲海峽和巴拿馬運河一樣,馬六甲海峽的實際控制權在美國人手中。所以,進口能源運輸通道的威脅一直是懸在我們頭上的達摩克利斯之劍。
建設新的能源運輸通道一直是我們的努力方向,中亞的天然氣管道,中俄石油管道,中巴經濟走廊和瓜達爾港,甚至一度很受熱議的泰國克拉運河計劃。多通道運輸可以降低安全風險,但是固定管線長途運輸本身就有一種薄弱之處,容易受到戰時的定點攻擊;而且長距離運輸的成本和設備可靠性都直接影響到能源的安全。比如今年2月,中亞天然氣管道在土庫曼斯坦境內的設備故障,加上沿途烏茲別克斯坦和哈薩克斯坦的極端天氣,使得天然氣供應降了將近一半,CNPC不得不啟動應急機制,山西,內蒙,甘肅,青海及河南等省進入限量供應。
一般認為,多通道運輸配合國內的戰略儲備庫建設可以提高能源進口型經濟的安全。我國也建設了能源的戰略儲備,據國家統計局2014年數據,我們的戰略油庫已經達到9100萬桶,但也只能勉強維持9天的需要;要達到OECD的90天標準,我們的戰略儲備油庫必須擴大到6億桶。
相比進口能源存在的這些風險和成本,大力發展核電就可以減輕能源安全的壓力。另外,由于國內核電建設和運營,把能源生產的過程移到國內,將會創造更多的就業崗位!大力發展核電是解決我國能源安全的重要措施!國家十三五規劃,到2020年實現58GWe運行!到2030年再增加到120至150GWe!
發展核能加快解決環境污染問題
支撐我國經濟高速發展的主要是煤炭等化石能源。一次能源結構中(2016年數據),煤炭的比例62%,石油19%,天然氣6%,而核電僅占2%。從2011年起,中國的煤炭消耗就超過世界其他國家的總和,達到19.04億噸(石油當量)。2016年,我國總發電量60228億度,化石燃料發電43270億度,占比72%;化石燃料帶來的空氣污染,如粉塵,氮氧化物,二氧化硫等酸雨成分,已經嚴重影響到人們的健康生活。2013年1月12日,北京監測到的空氣中的PM2.5達到993微克每立方米,遠遠超過世界衛生組織指導標準(不超過25微克每立方米)。世界銀行估計污染給中國每年帶來的經濟損失達到GDP的6%。據一家國際健康組織從1990年跟蹤數據調查,中國每年因空氣污染而死亡的人數高達160萬,主要死于空氣污染相關的病包括中風,心臟病和肺癌。據這家健康組織估計,即使空氣質量按照目前的速度提高,到2030年死于這三種與空氣污染相關的并的人數將隨著人口年齡增加而增加。
2014年,國務院就表示正式向污染開戰,要關閉排放不達標工廠,要新建核電站增加清潔能源比例,到2020年實現非化石燃料能源占比達到15%,到2030年達到20%。
2017年,盡管全國338城市的PM2.5監督水平有所好轉,但是平均水平還是高出世界衛生組織推薦標準的72%,達到43微克每立方米。但是京津冀地區的平均水平仍然高達65微克每立方米。今年6月25日政府出臺新的三年環境治理計劃,設定2020年新的目標:多數污染嚴重的城市的PM2.5濃度在2015年的基礎上降低18%。二氧化硫和氧化氮排放降低15%,大中城市的“好天氣”天數達到80%,70%的地表水達到可飲用標準。
加快核電建設,增加核電占比,為減少化石燃料比例,從而為環境治理發揮核能的作用。另外,推廣燕龍堆在城市供暖行業的利用將可大比例減少冬季霧霾的濃度和天數。
發展核能是實現氣候控制目標的必然選擇
為實現2度溫升控制目標,氣候科學家做了分析測算,將全球CO2排放預算定為6000億噸。目前人類每年的CO2排放量約400億噸。也就是說,如果不減排,不到2040年排放預算就要用完了;2040年以后,全球的所有化石燃料都得禁用,否則,2度溫升目標無法實現。
2012年,中國以96.4億噸的排放量成為世界最大的CO2排放國家。根據BP能源展望數據,中國的CO2排放量還將持續上升,到2035年中國的CO2排放量將占世界總排的30%,人均排放量將超過OECD國家。
另據2014年世界銀行數據,中國71%的CO2排放來自煤炭,而美國的煤電排放的CO2僅占31%,歐盟的也僅占33%。這組數據表明,我們的電力結構有足夠大的調整空間,降低煤炭比例,擴大核電,水電和風電等清潔能源的比例。尤其是僅占4%的核電有很大的提升空間。今年10月,據發改委能源研究部門透露,要實現全球氣候1.5度溫升的控制目標,到2050年中國必須將核電裝機容量提升554吉瓦,核電份額從目前的4%提升到28%。按照每千瓦3000美元的造價算,累計投資將達到13000億美元。
加快核能發展我們還需要努力
盡管世界發達國家的發展歷史證明發展核電是保障國家發展的重要條件,盡管我們的能源結構表明核能比例需要提高,但是我們大力發展核電的目標還不能一帆風順地實現。我們應該再多投入精力研究一下我們十三五的核電目標為什么難以實現,我們的燕龍堆為什沒有按照想象中的規劃得到布置和實施。
核電科普還需要加強。沒有公眾的理解和支持,核能行業尤其是核電行業很難大規模發展。核能行業內部的一些從業者的論調也值得討論,他們認為我們現在建設的核電站還不夠先進,需要等三代技術經運行驗證了才能批新的核電項目。美國和俄羅斯三十年前的技術和設備不能跟我們現在的水平比吧,按照這些業內人士的理論,美國俄羅斯三十年前的機組就不能延壽,人家不僅延長20年,有的甚至延長40年。國內還有一些人喜歡與國際接軌,認為不跟進外國人談棄核就不夠時髦。這些人卻不知道,人家是在人均年用電量達到10000度,坐在后院吹著空調看著藍天白云時談論棄核的。我們人均年用電量不到人家一半,霧霾口罩還捂著嘴的時候,就這樣迫不及待地跟進時髦是否并不夠明智。
要正確認識電力消納問題。中國的太陽能和風能發電裝機容量發展迅猛,近幾年棄電現象嚴重。僅2016年,風電新增容量就達17.3GWe,光伏發電的新增容量更是高達34.8GWe。由于這些新能源的地理條件限制,遠離負荷中心,電力輸送困難,棄電現象很嚴重。2016年風電平均棄電500億度,達20%;有些省份更高達50%。太陽能也存在類似問題,主要五省的光伏棄電達20%,負荷因子低到17%。一些人因此認為,我們的電力已經過剩,還要發展核電干啥?我們需要耐心給他們解釋說:天不刮風天上沒太陽的時候我們的生產活動還要繼續,那么我們至少還需要同等裝機容量的清潔穩定可靠的電力,最好不是煤電,因為霧霾和煙塵會讓太陽能利用因子大打折扣。
我們還需要與全社會一起攜手,制定公平合理的電力市場規則。化石能源不能因為開采便宜,發電便宜就能得到最大的電力結構比例。還要充分了解化石燃料碳排放對全球氣候造成影響,酸雨對基礎設施對農作物的影響。
安全穩定地運行好已經建成的核電站。向社會公眾證明核能沒問題,提高決策者的信心!經濟高效的運行好電站,讓股東找到投資的動力,那么核電才會有發展的未來。
找準核能發展的市場。大型動力堆巨額的基礎建設投資以及對電網容量的要求決定了只有部分國家可以涉足,要開發了利用小型模塊化反應堆,打開更廣闊的國際市場。同時,還要多發掘核能在電力市場以外的使用,供暖和海水淡化將會是核能的另一片廣闊天地。海洋動力堆將會在我國的南海建設中異軍突起,把破冰船改成造島神器,讓南海這塊芝麻餅上多幾粒屬于中國的芝麻,從而把這片號稱第二個波斯灣的海域資源分得更多的中國份額。海上浮動堆將把中國的南海島嶼建成象馬爾代夫一樣的天堂。
最后也是最重要的,加大核能科技的開發和運用。燃料封閉循環的后端建設需要加強,示范快堆,商業化布置快堆的進展不容拖延,否則我們的鈾燃料利用率上不去,對進口鈾資源的依賴程度又會隨著核電的裝機數量而增加。人類掌握的核能資源釷,作為中國稀土開采的副產品,每年的生產量已經足夠為全世界供應能量。作為一個人口大國,科技大國,我們從事核能科技的人數將會超過美國和俄羅斯,我們從事釷基熔鹽堆的研究人數已經超過美國,相信在釷基能源的商業化建設過程中我們能夠做出大國貢獻。
責任編輯: 江曉蓓