1. 解讀2014年全國電力生產(chǎn)數(shù)據(jù)

    近期中國電力企業(yè)聯(lián)合會公布了2014年全國電力生產(chǎn)與消費等方面的詳細數(shù)據(jù)資料。筆者將其中的主要相關數(shù)據(jù)匯總整理見下表：

    對上表數(shù)據(jù)，筆者有如下兩點解讀：

    第一，現(xiàn)在并網(wǎng)風電已占據(jù)電力裝機總量的第三位。雖然2014年全國有5臺新核電機組并網(wǎng)發(fā)電，但核電在全國電力裝機中的份額只占到1.46%，是并網(wǎng)風電裝機占比的約1/5，排名甚至落到并網(wǎng)光伏發(fā)電的后面。筆者相信，今后這“核老五”的帽子是很難摘下來了。但是，由于核電機組的平均利用小時數(shù)最多，約為并網(wǎng)風電機組的4倍，核電總發(fā)電量1262億千瓦，與并網(wǎng)風電發(fā)電總量相差無幾，比并網(wǎng)光伏發(fā)電總量多出1000億千瓦時。這說明核電作為一種安全、穩(wěn)定、清潔的基荷電源的特性，沒有因可再生能源裝機總量的增加而動搖，而且在未來的低碳綠色能源體系中，核能的這種支柱性作用也不會改變。我國今后還應該繼續(xù)在確保安全的前提下發(fā)展核電，持續(xù)提高其技術水平和經(jīng)濟競爭力，為優(yōu)化能源結構、減輕環(huán)境污染和發(fā)展國民經(jīng)濟作出更大的貢獻。

    第二，在政府政策的大力扶持下，我國的風電和太陽能發(fā)電得到了飛速發(fā)展。水電與風電的裝機容量已名列世界第一。但近年來越來越多出現(xiàn)棄風、棄光和棄水的現(xiàn)象已引起廣泛關注。隨著電力體制和機制改革的深化，以及智能電網(wǎng)的推廣將大大提升電網(wǎng)的調(diào)節(jié)功能與水平，這個問題可望得到一定程度緩解。

    然而可再生能源發(fā)電的間歇性和隨機性給電網(wǎng)調(diào)節(jié)性能，乃至電網(wǎng)安全性帶來的挑戰(zhàn)并不可忽視，而且可再生能源占比的持續(xù)增加，這種影響會進一步加劇。為此必須對現(xiàn)有電網(wǎng)系統(tǒng)進行相應改造，這將增加電力系統(tǒng)內(nèi)部從電廠經(jīng)過電網(wǎng)運營商，到消費者過程中累積產(chǎn)生的建設成本，即需要更高的投資成本、平衡成本和備用成本以及輸配電上的額外開支，這會使得電力供應成本上漲。國外早就開始了這方面的研究。

    2012年底，在英國曼徹斯特召開的歐洲核會議（ENC 2012）上，經(jīng)合組織/核能機構（OECD/NEA）的Ron Cameron做了一個題為《不同發(fā)電技術的系統(tǒng)成本：新視角看核能競爭力》的報告。針對歐洲一些國家通過實施長期保護性電價刺激可再生能源的增長，卻往往忽略可再生能源發(fā)電所需的整個電力系統(tǒng)成本，從而影響到核電的競爭力。Ron Cameron的研究指出，可調(diào)度能源技術（核能、煤炭等）的電網(wǎng)成本比可再生能源（風能、太陽能等）至少低一個數(shù)量級；隨著可再生能源的大量涌入，目前電力生產(chǎn)結構將發(fā)生較大變化，被特指為“去優(yōu)化”。它會導致電網(wǎng)成本超比例地增加，從而嚴重影響電力供應的安全性。研究表明，間歇性可再生能源占總能源供應量的10%就會使得每兆瓦時的成本上漲，其幅度可達5%～50%（因國別而異）；如果可再生能源占比達到30%，這種成本增加可達16%～180%。這個問題已引起歐盟的注意并采取了措施。據(jù)《世界核新聞》網(wǎng)站2014年4月15日報道， 根據(jù)歐盟委員會最新公布的《環(huán)境保護與能源國家援助導則（2014—2020年）》，歐盟國家的核燃料加工企業(yè)將有資格獲得國家補貼，以應對因實施可再生能源融資計劃而導致的生產(chǎn)成本的上升，補助額將達到其成本上升值的85%。

    鑒于我國風電和太陽能發(fā)電裝機占比已近9%,筆者建議政府有關部門和科研單位防患于未然，結合中國具體國情加緊跟蹤研究，及時制定相應對策，以利于新型多元能源體系的安全、穩(wěn)定運行。

2. 制約我國核電發(fā)展規(guī)模最主要的自然因素

    隨著自主化三代機組在國內(nèi)批量建設，我國核電裝機容量在2030年前將有較大增長。自主化三代核電技術將走出國門。中核集團已開始醞釀研發(fā)的更安全、更具經(jīng)濟競爭力的華龍二號新機型也將在此期間進入驗證示范運行階段。2030年前后，中國將成為世界核電裝機容量最大的核電技術強國，對此筆者充滿信心。

    圍繞今年編制我國至2030年的能源發(fā)展中長期規(guī)劃，以及由其指導的“十三五”核電發(fā)展規(guī)劃，筆者經(jīng)常思考一個問題：什么是制約我國核電可持續(xù)發(fā)展規(guī)模的決定因素。這些因素大體上可分為：人為因素，如政府發(fā)展核電的政策、設備制造國產(chǎn)化能力、核安全文化培育、公眾對核電的接受心理等，以及不以人們意志為轉移的自然因素兩類。限于篇幅，下文只討論后者。

    福島核事故前夕，國內(nèi)某有影響單位曾上書提出我國核電中長期發(fā)展的愿景目標：2020年投運裝機7000萬千瓦，2030年發(fā)展到2億千瓦，2050年再增至4-5億千瓦。更有甚者，今年2月，某核電公司計劃發(fā)展部人士在主流報紙上撰文，閉眼不看目前核電現(xiàn)狀，硬要鼓吹“力爭到2020年達到1億千瓦規(guī)模，2030年前再新增2-3億千瓦，達到當前國際15%的平均水平，后續(xù)還應進一步提高，達到30%以上”。只要對照一下，現(xiàn)在全世界30個國家或地區(qū)共有投運機組近440臺，總裝機容量不到3.8億千瓦。就可見這種氣魄之大。基于我國這種超常估計，國際上也出現(xiàn)了2050年全球核電裝機達到9-10億千瓦的極其樂觀的測算。

    現(xiàn)在讓我們來理性地分析一下我國核電發(fā)展愿景的現(xiàn)實可能性到底有多大。不難算出，一座采用熱中子反應堆的百萬千瓦核電廠在其60年設計壽期內(nèi)大約要消耗1萬噸天然鈾。5億千瓦核電全壽期則需要500萬噸天然鈾。國際原子能機構（IAEA）出版的有關鈾資源的紅皮書中指出：截至2013年1月1日，成本≤130$/kg的已探明常規(guī)鈾資源量為590.3萬噸。將成本增加一倍到≤260$/kg，常規(guī)鈾資源儲量也只有763.5 萬噸。從目前公布的國內(nèi)鈾資源儲量資料可知，要發(fā)展上億千瓦的核電，我國絕對離不開到海外開采鈾礦和國際鈾期貨市場的大量采購。從鈾資源供應安全的角度，我國發(fā)展4、5億千瓦核電的現(xiàn)實可能很小。

    有人會說，通過加大鈾礦勘探和利用快堆增殖技術可能解決所需鈾資源問題，那么能否找到足夠多的既符合核安全要求、經(jīng)濟代價又可以承受的廠址，將是另一個極為棘手的制約難題。

    我國大陸可能建設核電的省、市和自治區(qū)約有20個?，F(xiàn)已開工建設或已投運的48臺核電機組分布在沿海8?。▍^(qū)）13個優(yōu)質(zhì)廠址，總功率約4800萬千瓦。筆者粗略估算，所有這些沿海已開建及已明確待建的廠址，可建機組總容量約為1億千瓦。筆者認為，根據(jù)目前掌握的資料來看，要在這20個省、市和自治區(qū)的剩余地區(qū)安排另外的4億千瓦核電機組簡直難以想象或者坦率而言根本不可能。下面的事實是一個很好的佐證：據(jù)核能行業(yè)協(xié)會兩年前發(fā)表的有關內(nèi)陸核電的調(diào)研報告透露，在本世紀頭十年核電被炒得最燙手、一哄而起的時候，內(nèi)陸各省市共向國家有關部門呈交了26份候選核電廠址可行性報告書，其中不乏地質(zhì)、氣象、水文條件很不理想者。即使將這些“魚目”統(tǒng)統(tǒng)網(wǎng)羅在內(nèi)，其待建機組容量也只有1億千瓦左右。

    所以根據(jù)以上可獲取到的正式資料，筆者建議：2030年前，我國核電投運裝機總量宜控制在1.2億千瓦以內(nèi)，在建機組容量4000萬千瓦左右。這將是單個國家核電裝機最高值。為了使核電此后繼續(xù)有較大發(fā)展，建議積極尋找、論證更多的合格廠址，同時大力開發(fā)先進的模塊式小堆，使之配合可再生發(fā)電機組，有效提升分布式電網(wǎng)的安全性和經(jīng)濟性。盡管如此，筆者委實難以設想核電裝機超過2.5億千瓦的現(xiàn)實可能，筆者樂意將來被證明過于保守。

3.構建以風能和太陽能為主的安全、穩(wěn)定、多元、清潔的能源體系。

    基于核電的可持續(xù)發(fā)展，非化石能源在一次能源中占比的不足部分，需要由其它的可再生能源，特別是風能和太陽能發(fā)電來補足。

    風電是最具發(fā)展前景的可再生能源發(fā)電技術之一。我國幅員遼闊，海岸線長，風能資源豐富。2007年啟動的全國風能資源詳查和評價結果表明：我國陸地上離地面50、70ｍ和100ｍ高度上達到年平均風功率密度300Ｗ／ｍ２ 以上的風能資源技術可開發(fā)量分別為20億千瓦、26億千瓦和34億千瓦，近海水深5～50ｍ區(qū)域70ｍ高度上風能資源技術可開發(fā)量約5.12億千瓦。2014年全國風力發(fā)電裝機容量為9581萬千瓦，僅占風力資源的很小部分，風電理應得到更大的發(fā)展。

    按照年總輻射輻照量和年平均總輻射輻照度，我國太陽能資源分布分為四類地區(qū)，其中新疆東南邊緣、西藏大部、青海中西部、甘肅河西走廊西部、內(nèi)蒙古拉善高原及其以西地區(qū)構成了一條占國土面積22.8％ 的中國太陽能資源“最豐富帶”，為第一類地區(qū)?？梢娢覈l(fā)展太陽能發(fā)電的資源也非常豐富，太陽能發(fā)電將是我國低碳綠色能源體系的重要支柱。

    據(jù)《中國能源報》2014年12月22日報道，由中國和丹麥兩國專家歷時數(shù)年聯(lián)合開展的《中國可再生能源發(fā)展路線圖2050》研究項目已經(jīng)完成。該項目的研究報告詳細描述了我國開發(fā)風電和太陽能發(fā)電技術與設備制造的發(fā)展趨勢，以及具體的時機與空間部署展望。路線圖設計了基本與積極兩種發(fā)展情景。在基本情景下，到2020、2030、2050年，我國風電累計裝機容量將分別達到2億千瓦、4億千瓦和10億千瓦，風電發(fā)電量將分別達到0.4萬億千瓦時、0.8萬億千瓦時和2萬億千瓦時；太陽能應用將替代化石能源分別超過1.5億、3.1億和8.6億噸標準煤，其中提供電力分別為1500億、5100億和21000億千瓦時。生物質(zhì)能利用總量分別達到1.1億噸、2.4億噸和3.4億噸標準煤。

    按照國家發(fā)改委能源所副所長、聯(lián)合研究項目執(zhí)行主任王仲穎介紹的研究報告結論，到2050年，我國終端能源消費量為32億噸標準煤，電的使用將占到一次能源最終消費的60%以上。電力供應中，非化石能源占比91%，可再生能源占比86%，亦即核電占比5%左右。筆者完全認同這樣的核電占比配制。目標實現(xiàn)后，我國CO2、NOX和重金屬的各種污染物排放量將低于1980年的排放水平。這是筆者見到的對我國新型能源體系描述最樂觀的愿景。在全球利用可再生能源最先進的丹麥、德國也還沒有實現(xiàn)。

    由于前文討論的大量可再生能源涌入電網(wǎng)，其間歇性和隨機性帶給電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻性能，乃至電網(wǎng)安全特性的影響非同小可。特別是像中國這個最大的發(fā)展中國家的超大型電網(wǎng)，其技術的復雜性和解決難度以及對售電價格的影響，遠非中小電網(wǎng)和發(fā)達國家所能比擬。維持多大容量的基荷電源和調(diào)峰、調(diào)頻安全備用容量，是一個極其重要又難以決斷的大問題。不少專家對于該研究報告中的化石能源占比提出質(zhì)疑，這些均需要審慎研究。

    筆者認為，在這次編制能源發(fā)展2030年的中長期規(guī)劃時，組織能源體系各領域專家各抒己見，集思廣益，優(yōu)化配置，合理確定非化石能源為主的發(fā)電結構，既能保證兌現(xiàn)應對氣候變化的國際承諾，又能確保電力系統(tǒng)的安全性和電價可接受性。經(jīng)過數(shù)十年的不懈努力，我國一定能建成一個以風能和太陽能為主、火水核電共同參與的安全、穩(wěn)定、多元、清潔的低碳綠色能源體系。