文 | 伍浩

作者供職于國家電力投資集團(tuán)公司

能源在保障人類進(jìn)步和社會發(fā)展方面發(fā)揮了重要的推動(dòng)和保障作用，但由于化石能源的大量開發(fā)造成了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境破壞，已經(jīng)威脅到人類生存，而發(fā)展清潔低碳的核電對保障能源安全、保護(hù)生態(tài)、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)都有著重要意義。

分析我國能源產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)，在習(xí)近平生態(tài)文明思想的指導(dǎo)下，基于碳排放約束和可持續(xù)發(fā)展要求，高質(zhì)量發(fā)核電是能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要任務(wù)，但受福島事故影響，核電發(fā)展遇到前所未有的困難，尤其新廠址開發(fā)難度很大，短期看集群式發(fā)展不失為一個(gè)突破方向。

一、發(fā)展核電的重要意義

二氧化碳是全球變暖的主要因素，也是化石燃料的必然產(chǎn)物，有研究表明，當(dāng)前地球的二氧化碳濃度與300萬年前類似，而當(dāng)時(shí)的海平面比現(xiàn)在要高出三米，可以看出人類所面臨的巨大挑戰(zhàn)。但與碳排放的斗爭舉步維艱，尤其不同于發(fā)達(dá)國家，大量的發(fā)展中國家正在進(jìn)行工業(yè)化，大量的能源需求必然導(dǎo)致碳排放還將迅速增長，而發(fā)展清潔低碳的核電對降低碳排放、改善能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展都有著重要意義。

（一）從世界看發(fā)展核電的重要性

1.世界能源結(jié)構(gòu)向低碳轉(zhuǎn)型的困境

工業(yè)化以來全球大規(guī)模的化石能源消費(fèi)導(dǎo)致了大量的溫室氣體排放，二氧化碳濃度由工業(yè)革命前的280ppm上升到目前的380ppm，使近百年來全球平均氣溫升高了0.74℃，而70%以上的溫室氣體排放歸因于化石燃料燃燒。在《京都協(xié)議書》的框架下，各國都在采取措施以減少二氧化碳排放，也只有各國都采取強(qiáng)有力的措施，才能實(shí)現(xiàn)到2030年二氧化碳排放量不超過400億噸的目標(biāo)。2018年全球排放高達(dá)338.9億噸，從趨勢上看，雖然全球可再生能源發(fā)電增長迅猛，但仍不能滿足電力增長的需求，需要煤炭進(jìn)行補(bǔ)充，這在發(fā)展中國家尤為突出，可見發(fā)電行業(yè)脫碳在短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)不容忽視。

從動(dòng)態(tài)看，2018年的能源生產(chǎn)、消費(fèi)和碳排放都以近些年最快的速度增長，煤炭在新增電力總量中仍占有約三分之一的比例，這與人類追求的低碳社會南轅北轍，能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的速度與巴黎協(xié)定的預(yù)期目標(biāo)更加遙遠(yuǎn)。而最明顯的特征是，與1998年相比，世界能源結(jié)構(gòu)中煤炭占比38%、非化石燃料占比36%，這個(gè)比例基本沒變，也就是全球電力結(jié)構(gòu)近20年來并沒有明顯改善。這主要就是因?yàn)楹穗姲l(fā)電量的降低，而其他可再生能源的增長填補(bǔ)不了這個(gè)缺口。

2.核電在應(yīng)對氣候變化中的重要作用

國際能源署在《清潔能源系統(tǒng)中的核電：低碳發(fā)電的關(guān)鍵來源》指出，核電能夠?yàn)槿蚰茉崔D(zhuǎn)型做出重要貢獻(xiàn)。當(dāng)前核電是全球第二大低碳能源，占發(fā)電量的10%，然而由于各種經(jīng)濟(jì)、監(jiān)管等原因，發(fā)達(dá)國家在役的核電廠壽期結(jié)束開始逐步退役，后續(xù)在沒有新的核電項(xiàng)目補(bǔ)充的情況下，核電發(fā)電量可能出現(xiàn)急劇下降，這將嚴(yán)重威脅能源安全和氣候控制目標(biāo)。如果按當(dāng)前的趨勢，到2025年發(fā)達(dá)國家核電裝機(jī)容量將減少四分之一，到2040年將減少三分之二，這將增加全球40億噸碳排放，超過當(dāng)前排放的10%。

《巴黎協(xié)定》的目標(biāo)是控制全球溫升不超過2℃，爭取控制在1.5℃之內(nèi)。如果要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，到本世紀(jì)下半葉全球要實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放，而從當(dāng)前各國形勢看，離目標(biāo)越來越遠(yuǎn)，就2030年而言，要實(shí)現(xiàn)2℃目標(biāo)二氧化碳排放要比當(dāng)前減少20%，但按當(dāng)前的趨勢排放還要增加10%。所以，按現(xiàn)在的趨勢發(fā)展，到本世紀(jì)末全球溫升有可能超過3℃～4℃，這將把地球帶入百萬年來未曾進(jìn)入的氣候帶，對人類社會將是災(zāi)難性損害。

IAEA對世界核電發(fā)展的預(yù)測（單位GW）

3.核電是理想和必要的低碳能源

核能是一種可大規(guī)模替代化石能源的清潔、低碳、基荷能源，是大國強(qiáng)國技術(shù)，其能源特性和戰(zhàn)略屬性決定了核能在全球能源轉(zhuǎn)型中將發(fā)揮重要作用。每臺100萬kW核電機(jī)組每年可以減排二氧化碳約600萬噸，1億kW核電每年可以發(fā)電2.4萬億kWh，折合2.4億噸標(biāo)煤，減排約6億噸二氧化碳。

現(xiàn)在世界各國都必須探索實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與碳減排雙贏的發(fā)展路徑，核電是理想的低碳能源。政府間氣候變化問題小組最近題為《全球變暖1.5℃》特別報(bào)告明確提出了全球大幅擴(kuò)大核電規(guī)模會對減緩氣候變化做出重要貢獻(xiàn)，也非常必要。IAEA對核電的預(yù)測，在高值模式下到2050年全球核電增幅為80%。

（二）從國內(nèi)看核電發(fā)展的現(xiàn)實(shí)意義

1.實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展的重要舉措

從低碳發(fā)展角度看。2000年以來我國碳排放的增量約占全球總增量的45%。2009年，我國政府提出了2020年的減排目標(biāo)，但在測算時(shí)預(yù)計(jì)屆時(shí)核電裝機(jī)為8000萬kW，但受福島核事故嚴(yán)重影響，我國核電進(jìn)入觀望期，目前的裝機(jī)容量僅有4875萬kW，約為目標(biāo)的一半，勢必造成我國減排目標(biāo)壓力巨大。

而近幾年我國控煤雖然取得了階段性成果，但碳排放在2017、2018年都產(chǎn)生增長，主要原因是石油消費(fèi)的增長抵消了減煤的正效應(yīng)，當(dāng)社會各界把減排的目標(biāo)都集中在煤炭的同時(shí)，也需要關(guān)注石油。2018年石油占一次消費(fèi)達(dá)到18%，消費(fèi)強(qiáng)度逐年提高，如果不加以控制，在煤炭占比下降后，不但會使我國能源對外依存度繼續(xù)提高，威脅到能源安全，而且石油消費(fèi)的溫室氣體排放及對空氣、水污染的影響將日益加重。

我國核工業(yè)體系健全，技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)全球領(lǐng)先，核安全完全有保障，在我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型尤其應(yīng)對減排壓力中核電是重要的戰(zhàn)略選擇，安全高效發(fā)展核電是能源行業(yè)踐行習(xí)近平生態(tài)文明思想的重要舉措。

2.調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的重要選擇

受我國資源稟賦和逆向分布特征，我國形成了以煤為主的能源結(jié)構(gòu)，2018年我國一次能源消費(fèi)總量46.4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤（tce），消費(fèi)了全球能源總量的23.6%，煤炭顯然是我國主要的一次能源，消費(fèi)27.4億tce，占全球50.5%。

雖然煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中的比重已經(jīng)由十年前的73.6%降至59%，但總量可觀；電力方面，2018年我國電力裝機(jī)已接近19億kW，其中火電11.4億kW；核電4466萬kW；總發(fā)電量為69939億kWh，其中火電49231億kWh；核電2944億kWh。

非化石能源中，水電受制于資源條件，開發(fā)總?cè)萘坑邢?，風(fēng)能、太陽能還需要解決諸如經(jīng)濟(jì)性、儲能、產(chǎn)業(yè)配套等問題，短時(shí)間內(nèi)還難以成為主力能源，而核電具有產(chǎn)業(yè)成熟、技術(shù)先進(jìn)、功率密度高，布局靈活等優(yōu)勢，從調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的角度來看，發(fā)展發(fā)電具有重要意義。

3.保障我國能源安全的重要任務(wù)

當(dāng)前我國能源安全形勢嚴(yán)峻，發(fā)達(dá)國家通過控制能源竭力維護(hù)世界主導(dǎo)權(quán)的態(tài)勢不會改變，促使能源的戰(zhàn)略屬性、政治屬性進(jìn)一步凸顯，針對能源資源的博弈日趨激烈。美國“重返亞洲”對我國形成戰(zhàn)略壓力，況且我國周邊環(huán)境復(fù)雜，石油運(yùn)輸通道受制于人，能源安全形勢嚴(yán)峻。

我國的煤炭、天然氣和石油的儲采比分別只有38、37.6和18.7年，2018年能源總體對外依存度21%，石油對達(dá)到70%，天然氣43%，煤炭6%，而我國雖然總的電力裝機(jī)容量數(shù)量可觀，但人均與發(fā)達(dá)國家相比相差巨大，2018年人均生活用電量僅為美國的14.1%，隨著工業(yè)化、電氣化剛性需求持續(xù)增加，能源總需求的缺口將進(jìn)一步加大，資源約束日益凸顯。

根據(jù)測算，如果考慮國內(nèi)供應(yīng)量不變，到2030年我國石油對外依存度將上升到73%，而天然氣或?qū)⑦_(dá)到70%。在化石能源發(fā)展受限、可再生能源短期內(nèi)難以彌補(bǔ)缺口的情況下，足以看出發(fā)展核電對保障能源安全的重要作用。

4.保障可再生能源消納的重要基礎(chǔ)

近些年，全球范圍內(nèi)可再生能源都得到快速發(fā)展，我國更是以每年超過10%的速度增加，這是能源發(fā)展的總趨勢。而當(dāng)前在儲能技術(shù)還沒有取得重大突破前，大規(guī)模的可再生能源開發(fā)和大比例的間歇性電能并入電網(wǎng)，對電網(wǎng)運(yùn)行會帶來一定挑戰(zhàn)，需要基荷能源進(jìn)行保障。

有研究結(jié)果表明，當(dāng)間歇性能源在電力結(jié)構(gòu)中的比重超過30%時(shí)，將會給電網(wǎng)帶來安全風(fēng)險(xiǎn)，增加電力供應(yīng)成本。如2019年8月的英國大停電事故，有分析認(rèn)為主要原因是新能源大量替代傳統(tǒng)電力導(dǎo)致了系統(tǒng)慣量水平下降，其中一個(gè)細(xì)節(jié)，就是在系統(tǒng)頻率臨近崩潰之前，有28秒的僵持時(shí)間，在28秒中，如果英國不是淘汰那么多傳統(tǒng)電力，通過快速爬坡是能夠頂住系統(tǒng)頻率崩潰的。而恰恰是因?yàn)閭鹘y(tǒng)能源的消失，系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的減少，隨著電壓的崩潰，分布式可再生能源形成孤網(wǎng)，進(jìn)一步發(fā)展成孤島效應(yīng)解列，造成整個(gè)系統(tǒng)崩潰的大型事故，更如日食對德國太陽能供電產(chǎn)生的重大影響等可見基荷能源的重要性。

核電保障對可再生能源基荷保障

核電的特點(diǎn)是能源密度高，運(yùn)行穩(wěn)定，布局靈活，便于在負(fù)荷中心就近布置，是理想基荷能源，有助于改善電網(wǎng)電能結(jié)構(gòu)，保障電力運(yùn)行穩(wěn)定。同時(shí)，在負(fù)荷中心靈活布置核電基地，可以減少電力運(yùn)輸?shù)拇罅砍杀荆瑢θ鐣?jīng)濟(jì)性有積極影響，也就是實(shí)現(xiàn)東部地區(qū)能源使用從“身邊來”和“遠(yuǎn)方來”相結(jié)合。

5.保持我國核工業(yè)技術(shù)水平的重要依托

核能是世界大國戰(zhàn)略必爭的高科技產(chǎn)業(yè)，如美國、俄羅斯等國盡管能源充足，但為了保持競爭力和產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展仍堅(jiān)持發(fā)展核能。國外經(jīng)驗(yàn)和我國實(shí)踐證明，和平時(shí)期能完整保留一支與核大國相適應(yīng)的核科技力量并不斷提高，有效的辦法就是發(fā)展核電。自主地、較大規(guī)模地發(fā)展核電，有利于維護(hù)我國核科技工業(yè)體系的完整性，帶動(dòng)和促進(jìn)我國整個(gè)核工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從而進(jìn)一步增強(qiáng)我國的核威懾力量，實(shí)現(xiàn)我國的戰(zhàn)略目標(biāo)。

二、我國核電發(fā)展的空間分析

通過數(shù)學(xué)模型，對我國今后十年能源結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢分析可以看出，我國能源需求強(qiáng)勁，在碳排放約束下，煤炭發(fā)展受限盡早達(dá)峰，石油從高速增長到消費(fèi)達(dá)峰，而天然氣激增，對外依存度或?qū)⑦_(dá)到70%左右，可再生能源中，水電開發(fā)基本完成，風(fēng)電、太陽能保持快速發(fā)展但仍不能滿足增量需求，對存量的替代無從談起，在能源剛性需求下，核電仍有較大發(fā)展空間。

（一）我國2030年能源發(fā)展數(shù)量測算

1.測算方法和參數(shù)

利用彈性系數(shù)法測算，考察我國過去十年能源增長，從2009年能源消費(fèi)總量為33.6億tce到2018年的46.4億tce，可以計(jì)算出能源消費(fèi)總量年均增長3.8%。2005年-2013年我國GDP年均增速10.2%，能源消費(fèi)彈性為0.59，可見這一階段是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與高能耗的重工業(yè)關(guān)系密切。2013-2018年GDP年均增速6.9%，能源消費(fèi)彈性0.32，可見我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的明顯特征。而從更長的時(shí)間維度計(jì)算，自2000年到2018年能源消費(fèi)彈性系數(shù)的平均值為0.34，這些數(shù)據(jù)印證了國家GPD與能源消費(fèi)約成3倍的關(guān)系原理。考慮到產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和能耗降低等變化對彈性系數(shù)的影響，在預(yù)測到2030年能源消費(fèi)時(shí)，將能源消費(fèi)彈性系數(shù)從2018年0.51的基礎(chǔ)上，年度下降4.5%，到2030年能源消費(fèi)彈性達(dá)到0.29。

GDP的預(yù)測更是復(fù)雜的，各個(gè)機(jī)構(gòu)的預(yù)測差別也較大，世界銀行、中國石油經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院等機(jī)構(gòu)及專家預(yù)測未來10年我國進(jìn)入質(zhì)量效益型的高質(zhì)量發(fā)展階段，GDP增速將維持6%左右。而按照高盛的預(yù)測到2039年、美國卡內(nèi)基國際和平基金會預(yù)測到2035年、匯豐集團(tuán)首席執(zhí)行官預(yù)測到2050年、胡鞍鋼預(yù)測到2020年而美國咨詢公司普華永道預(yù)測到2030年我國的GDP將成為世界第一。從歷史數(shù)據(jù)看，進(jìn)入新常態(tài)后，我國GDP年增速一路走低，但降幅在逐漸收窄，GDP增速有企穩(wěn)的跡象，6%-7%似乎是近期增速的底部，當(dāng)然觸底企穩(wěn)只是未來的一種可能，也有一些經(jīng)濟(jì)學(xué)家持悲觀態(tài)度，認(rèn)為未來GDP增速將降低到6%，再到5%、4%甚至3%以下都是有可能，而現(xiàn)實(shí)中經(jīng)濟(jì)增速始終存在進(jìn)一步下滑的風(fēng)險(xiǎn)。為了保守起見，本文按照GDP增速在2018年6.5%的基礎(chǔ)上年度降低2%，到2030年逐漸降低到5.1%。

基于GDP 和能源消費(fèi)彈性系數(shù)的變化，能源消費(fèi)總量增速在2018年的基礎(chǔ)上逐年遞減，從2018年的3.3%逐年遞減，到2030年為1.49%，年均降幅約1.5%。

對于石油，參考《中國石油消費(fèi)總量達(dá)峰與控制方案研究》確定的控油“路線圖”，到2050年，我國油耗需要在4.2億噸以內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》承諾的目標(biāo)，《報(bào)告》預(yù)計(jì)到2025年我國石油消費(fèi)達(dá)到峰值7.2億噸，2035年則下降到6億噸?？疾旖?0年石油在總體消費(fèi)中的占比，從2009年21.50%到2018年的19.75%，年均降低0.06%，在此基礎(chǔ)上，按4.5倍的強(qiáng)度系數(shù)進(jìn)行調(diào)整以確定到2030年石油在一次能源的占比，本文測算到2029年石油消費(fèi)達(dá)到峰值7.02億噸油當(dāng)量。

對于天然氣，考察近10年天然氣在總體消費(fèi)中的占比，從2009年2%到2018年的6.5%，年均增長0.15%，而近年來，天然氣的增速加速放大，并考慮到宏觀目標(biāo)即到2030年，天然氣占總體消費(fèi)份額的15%，因此按4.5倍的強(qiáng)度系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以確定到2030年天然氣在一次能源的占比，年均增長7%。

對于煤炭，我國當(dāng)前消費(fèi)約40億噸，截至2018年底全國證照齊全的煤礦產(chǎn)能為35億噸/年，在建煤礦產(chǎn)能10.3億噸/年，考慮到批小建大等情況，估計(jì)我國煤炭產(chǎn)能將在48億噸/年，而大多機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)我國煤炭的消費(fèi)峰值在42-43億噸/年，也就是相比當(dāng)前消費(fèi)總量約增加7%左右。

雖然近兩年煤炭的用量在增加，但在能源中的占比逐漸下降。考察近10年煤炭占比情況，從2009年70.6%到2018年的59%，年均降低0.37%，而近年來，隨著可再生能源的大力推廣，并考慮到2030年碳排放達(dá)到峰值的約束，按3.2倍的系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，煤炭到2023年達(dá)到消費(fèi)峰值，相比2018年增長2.6%。

對于非化石能源，包括水電、核能和風(fēng)電、太陽能。考察近10年的發(fā)展趨勢，在能源消費(fèi)中的占比從2009年的5.9%上升到14.7%，年均增幅0.28%。近些年，可再生能源快速發(fā)展，并考慮到2030年非化石能源在總體能源占比達(dá)到20%的宏觀目標(biāo)，系數(shù)按2.8進(jìn)行調(diào)整，預(yù)測到非化石能源2030年占比為24.4%。

對于碳排放，按《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》及《國家溫室氣體排放清單指南》給出的各能源排放系數(shù)，確定煤炭（標(biāo)煤）為0.755，石油綜合（取煤油、汽油、燃料油、柴油、原油的平均值）0.584，天然氣為0.448。以2018年化石能源消費(fèi)量與碳排放數(shù)值為基礎(chǔ)，同比例測算到2030年的數(shù)值。

2.我國2030年能源結(jié)構(gòu)測算結(jié)果

到2030年我國能源消費(fèi)總量為4211百萬噸油當(dāng)量（toe），合60億噸標(biāo)煤，增幅為30%，其中化石能源增長15%，非化石能源增長113%。碳排放到2029年達(dá)到峰值104億噸。

發(fā)電容量預(yù)測模型及結(jié)果（萬kW）

（二）我國2030年電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展測算

1.2030年非化石能源發(fā)電量預(yù)測

我國2018年總發(fā)電量為69940億kWh，由于各發(fā)電形式的換算比例不同，為了便于分析，按1百萬toe在一座現(xiàn)代發(fā)電廠中可以發(fā)電4.4TWh考慮，則可以計(jì)算發(fā)電量約占一次能源消費(fèi)總量的比例為49%，其中非化石能源發(fā)電量為20708億kWh。按照上文中能源結(jié)構(gòu)結(jié)果，換算2030年非化石能源發(fā)電總量為45221億kWh。

近十年水電、核電和近四年風(fēng)電、太陽能發(fā)電量年均增長率分別為10.7%、29.6%、24.3%和87.4%，結(jié)合能源開發(fā)總量和工程判斷，測算水電、核電、可再生能源（風(fēng)、光）分別為17064、6752、21373億kWh。

2.2030年發(fā)電量測算

非化石能源根據(jù)上文分析可以測算發(fā)電量，而火電需要根據(jù)發(fā)電總量進(jìn)行預(yù)測反推。分析我國能源消費(fèi)總量和發(fā)電量的關(guān)系，2008年能源消費(fèi)總量為32.1億噸標(biāo)煤，實(shí)際發(fā)電量占折合的總發(fā)電量比例為34.98%，2018年則為48.99%。按趨勢折合一定系數(shù)，并結(jié)合上述分析能源消費(fèi)總量來預(yù)測發(fā)電量。

各能源形式的發(fā)電量預(yù)測則根據(jù)工程判斷以及資源儲量和全球互聯(lián)網(wǎng)模式下的大規(guī)模清潔能源開發(fā)設(shè)想和推進(jìn)情況進(jìn)行預(yù)測，其中火電2030年發(fā)電量測算為52267.5億kWh，加上上述水電、核電、風(fēng)電和太陽能的測算，2030年總發(fā)電量在9.7萬億kWh左右。

從最終結(jié)果可以看出，到2030年，總發(fā)電量占能源消費(fèi)量的比重為53%，年均增幅0.3%，遠(yuǎn)低于前十年的平均增幅1.4%。而可見可再生能源在滿足電力增長方面還存在一定欠缺。也可以看出，即使總發(fā)電量達(dá)到約10萬億kWh，人均用電量達(dá)到7千kWh，仍然僅相當(dāng)于美國當(dāng)前人均用電量水平的一半。

3.2030年裝機(jī)容量預(yù)測

為了簡化處理，裝機(jī)容量根據(jù)發(fā)電量的增長比例在一定系數(shù)調(diào)節(jié)后，按比例調(diào)整，結(jié)果如上圖所示。

（三）2030年核電發(fā)展空間

根據(jù)預(yù)測，到2030年，總的裝機(jī)容量達(dá)到29億kW，平均年度增幅3.7%。核電1.2億kW，年均年增長8.85%。值得注意的是，也有機(jī)構(gòu)和學(xué)者分析認(rèn)為，我國風(fēng)電和太陽能短期內(nèi)經(jīng)濟(jì)可開發(fā)容量分別為3億kW和4億kW左右。在這種情況下，風(fēng)光電不足容量需要核電補(bǔ)充，換算為核電容量約為0.8億kW。而對于火電如果繼續(xù)維持0狀態(tài)，增量部分仍需由核電替代，換算約為0.35億kW，可見核電裝機(jī)容量或者需求或?qū)⑦_(dá)到2.35億kW左右。

2011年福島事故前，中國工程院《中國能源中長期發(fā)展戰(zhàn)略研究》，由滿足碳排放要求倒推，到2035年左右，核電需達(dá)到2億kW，這與本文前述分析基本一致。

國際原子能機(jī)構(gòu)2019年10月發(fā)布的，《核技術(shù)評論》（2019）中，比較樂觀預(yù)測了全球核電發(fā)展趨勢了，認(rèn)為我國到2030年核電裝機(jī)將達(dá)到1.2-1.5億kW，海外建造機(jī)組將達(dá)到30座。

從碳排放角度看，到2030年，我國碳排放達(dá)到104億噸，火電就貢獻(xiàn)了40億噸，分析中，核電裝機(jī)為1.2億kW，每年相當(dāng)于減排約7.2億噸二氧化碳，若核電裝機(jī)達(dá)到2.35億kW，則可以再減排6億噸，總排放或降低到100億噸以內(nèi)。

三、我國核電高質(zhì)量發(fā)展的集群模式

根據(jù)上文分析，從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、生態(tài)等各方面來看，今后十年及以后，我國核電還有較大容量發(fā)展空間，而福島事故以后我國核電發(fā)展遇到了前所未有的困難，尤其新廠址的開發(fā)難度更大，主要是鄰避效應(yīng)，為此需要對核電項(xiàng)目開發(fā)模式進(jìn)行探討，集群式開發(fā)或許是一個(gè)思路。

（一）我國核電發(fā)展現(xiàn)狀

1.我國核電從大國向強(qiáng)國邁進(jìn)

我國核電發(fā)展自上世紀(jì)80年代起步，采用“以我為主，中外合作”的方針，建設(shè)了秦山、大亞灣、田灣等核電基地。進(jìn)入本世紀(jì)后，在“積極發(fā)展核電”的方針指引下，我國通過國際招標(biāo)引進(jìn)了三代核電技術(shù)，也正是這個(gè)階段福島核事故發(fā)生，我國核電發(fā)展進(jìn)入安全高效發(fā)展的新階段，也是從二代向三代轉(zhuǎn)型升級的階段。

經(jīng)過多年發(fā)展，當(dāng)前我國在建核電規(guī)模世界第一，打通完整的產(chǎn)業(yè)鏈；通過不斷創(chuàng)新發(fā)展，掌握主要的核心技術(shù)，成功研發(fā)了自主三代核電技術(shù)CAP1400和華龍一號并開始走向世界；積累了大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)了各個(gè)專業(yè)的人才隊(duì)伍；裝備制造水平更是大幅提升。這些都促使我國已經(jīng)成為世界三代核電發(fā)展的產(chǎn)業(yè)中心，正在從“核電大國”向“核電強(qiáng)國”邁進(jìn)。

截至2018年底，不含臺灣省我國運(yùn)行的核電機(jī)組數(shù)為44臺，裝機(jī)容量4466萬kW，在建13臺核電機(jī)組，總計(jì)57臺機(jī)組，裝機(jī)容量5867.8萬kW。

2.后續(xù)發(fā)展遇到的問題

根據(jù)前文分析，保守估計(jì)到2030年核電仍有0.7億kW的增量，也就是在當(dāng)前57臺運(yùn)行和在建機(jī)組之外，還需新開工60～70臺機(jī)組。著眼長遠(yuǎn)或考慮到風(fēng)、光的經(jīng)濟(jì)可開發(fā)總量和煤電限制，核電裝機(jī)容量或?qū)⑦_(dá)到2.35億kW，也就是還要增加大約140～160臺機(jī)組。

而當(dāng)前我國已經(jīng)開發(fā)的核電廠址約17個(gè)，能夠滿足1億kW的裝機(jī)，如果按照現(xiàn)有的發(fā)展模式，按照1.2億kW裝機(jī)，需要新開發(fā)核電廠址3～5個(gè)，按2.35億kW裝機(jī)考慮，則還需新開發(fā)核電廠址20個(gè)左右。而福島核事故之后，核電的發(fā)展受到重大影響，其中最主要的問題在于鄰避效應(yīng)，核電選址難以取得當(dāng)?shù)厝罕姷闹С郑硗庖彩苤朴诤０毒€資源緊張，造成選址困難，項(xiàng)目推進(jìn)難度大。因此發(fā)展核電的思路需要進(jìn)行調(diào)整，走集群化發(fā)展的思路。

（二）集群式核電發(fā)展模式

1.國外核電規(guī)?；l(fā)展經(jīng)驗(yàn)

國外的核電發(fā)展也經(jīng)歷了快速發(fā)展期。研究分析表明，美國、法國和俄羅斯的核電發(fā)展都有大規(guī)模核電發(fā)展的歷史經(jīng)驗(yàn)。

美國在1966年至1975年間新增商運(yùn)機(jī)組53臺，占美國歷史商運(yùn)機(jī)組總數(shù)量的40%，該時(shí)間段內(nèi)新增裝機(jī)容量達(dá)到3962.1萬kW，且絕大部分核電機(jī)組均集中分布于東部地區(qū)；法國1981～1990年間新增商運(yùn)機(jī)組39臺，占法國商運(yùn)機(jī)組總數(shù)量的55.7%，裝機(jī)容量達(dá)到4457.2萬kW；俄羅斯在1976～1985年間新增商運(yùn)機(jī)組15臺，占?xì)v史商運(yùn)機(jī)組總數(shù)的35%，裝機(jī)容量達(dá)到1249.2萬kW。

通過各國核電發(fā)展史可以看出，核電大國在某一時(shí)間段內(nèi)積極迅速發(fā)展核電是有原因的。美國自1970年以來，在實(shí)踐中顯著提高了核電站的安全性和運(yùn)營實(shí)績；法國核電之所以能夠快速發(fā)展，是因?yàn)楹穗娂夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、國內(nèi)具有較為完善的核安全管理機(jī)構(gòu)，并且實(shí)行了一體化的運(yùn)作模式；俄羅斯核電則具有技術(shù)安全性和經(jīng)濟(jì)性相協(xié)調(diào)等特點(diǎn)。因此，我國應(yīng)充分借鑒核電大國的歷史經(jīng)驗(yàn)，通過發(fā)展大規(guī)模核電的方式，不斷提高核電技術(shù)水平、管理水平和運(yùn)營水平，保證我國核電產(chǎn)業(yè)安全高效發(fā)展。

2.我國核電基地集群式經(jīng)驗(yàn)

從集群式的角度看，我國秦山基地已經(jīng)具備一定雛形。秦山基地有4個(gè)廠址，9臺機(jī)組，總裝機(jī)容量654.6萬kW，年發(fā)電量約500億kWh，包括秦山核電廠1臺機(jī)組，秦山第二核電廠4臺機(jī)組，秦山第三核電廠2臺機(jī)組，方家山核電廠2臺機(jī)組。各個(gè)核電廠反應(yīng)堆廠房間的相互距離最遠(yuǎn)約為2.2km，最近約為1km，可見在一定條件下，集群式發(fā)展從技術(shù)上具有可行性。

除秦山之外，廣東大亞灣核電站與嶺澳核電站也具有集群式開發(fā)的特征，兩個(gè)廠址相距1.1km。大亞灣核電站2臺98.4萬kW機(jī)組，嶺澳核電站2臺99萬kW和2臺108萬kW，基地總裝機(jī)容量610萬kW。

3.集群式核電發(fā)展思路

集群化發(fā)展就是在現(xiàn)有廠址區(qū)域，民眾接受度高的地區(qū)，對現(xiàn)有廠址進(jìn)行擴(kuò)容，將現(xiàn)有一個(gè)廠址布置4～6臺機(jī)組的模式進(jìn)行調(diào)整。

一個(gè)相對大的區(qū)域內(nèi)，在技術(shù)條件可行的情況下，布置2～3個(gè)小廠址，在一個(gè)相對大的區(qū)域內(nèi)，使核電基地裝機(jī)容量達(dá)到2000萬kW至3000萬kW或者更高一點(diǎn)，以滿足總體容量需要，這是促進(jìn)核電快速發(fā)展，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，快速實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)的重要選擇。

4.集群式核電發(fā)展的優(yōu)勢

集群式開發(fā)核電的優(yōu)勢首先是有利于提高公眾接受度，降低開發(fā)難度和公眾成本。

其二是節(jié)約廠址資源，按照傳統(tǒng)發(fā)展模式，如果仍在沿海一帶布局20個(gè)廠址，一是技術(shù)上的有困難，因?yàn)楹穗姀S址選擇對地震、地質(zhì)、氣象、交通等有嚴(yán)格要求；二是，核電周邊約15公里為規(guī)劃限制區(qū)，會在一定程度上對沿海經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展產(chǎn)出制約；

第三是具有產(chǎn)業(yè)集聚優(yōu)勢，比如我國浙江海鹽縣區(qū)域內(nèi)的秦山基地，集聚了核電關(guān)聯(lián)企業(yè)78家，世界500強(qiáng)企業(yè)2家，核電系統(tǒng)企業(yè)20多家，產(chǎn)值超億元企業(yè)25家。核電關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟企業(yè)達(dá)到78家，實(shí)現(xiàn)了核電產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)發(fā)展、抱團(tuán)發(fā)展、錯(cuò)位發(fā)展，2017年，核電及關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值260億元。

第四是具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。主要是一些一次性投入可以對堆分?jǐn)?，降低成本。根?jù)法國建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，兩臺機(jī)組的單價(jià)比一臺機(jī)組低15%，同一廠址四臺機(jī)組的單價(jià)比兩個(gè)廠址4臺機(jī)組單價(jià)要低10%。如果進(jìn)行核電集群化建設(shè)，單臺機(jī)組的造價(jià)會大幅降低。筆者在論證建設(shè)一臺CAP1400機(jī)組和同期建設(shè)兩臺機(jī)組經(jīng)濟(jì)性時(shí)，得出的結(jié)論是，一臺機(jī)組的單位造價(jià)為16000元/千瓦，同期建設(shè)兩臺機(jī)組，合理分擔(dān)相關(guān)費(fèi)用后的單位造價(jià)為14000元/千瓦，后續(xù)規(guī)?；瘜?shí)施后造價(jià)將降低到12000元/千瓦。而在美國的60個(gè)核電廠址中，單機(jī)組廠址24個(gè)，多機(jī)組廠址36個(gè)，從總成本可以看出，多機(jī)組廠址發(fā)電成本是單機(jī)組廠址的70%。

5.集群式核電發(fā)展存在問題和對策

集群式發(fā)展存在的問題主要有，一是需突破現(xiàn)有部分法律法規(guī)，我國正在起草的核電建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一個(gè)沿海廠址不宜超過6臺機(jī)組，內(nèi)陸為4臺。并按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，比如《核動(dòng)力廠環(huán)境輻射防護(hù)規(guī)定》GB6249-2011等環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)測算，沿海核電廠超過6臺，部分堆型放射性流出物排放量有可能超過標(biāo)準(zhǔn)限值，需采取工程措施；

二是需進(jìn)行技術(shù)突破，一個(gè)區(qū)域布局10-20臺機(jī)組，需要對核安全方面進(jìn)行嚴(yán)格論證，尤其在共因失效的問題等，也需要對核應(yīng)急方面進(jìn)行專題研究；

2018年美國核電成本（分規(guī)模和運(yùn)營商）匯總（$/MWh）

三是在廠址條件方面，若在現(xiàn)有區(qū)域開展布置，難以滿足所有機(jī)組的都采用天然地基，需對軟土地基進(jìn)行專題研究；

四是特別需要對接入電網(wǎng)進(jìn)行研究，比如2000萬kW級核電接入電網(wǎng)，考慮共模失效的情況，對電網(wǎng)運(yùn)行安全的影響需要進(jìn)行分析。

總之來看，集群式發(fā)展核電在技術(shù)上存在可行性，秦山核電基地4個(gè)廠址9臺機(jī)組已經(jīng)是一個(gè)集群式發(fā)展的雛形和現(xiàn)實(shí)事例，后續(xù)需要對以上幾個(gè)存在問題進(jìn)行深入分析，尤其需要對我國適合集群式開發(fā)的廠址進(jìn)行普查，針對性提出具體工程方案，進(jìn)而就相關(guān)技術(shù)問題進(jìn)行深入專題研究，從工程角度推動(dòng)我國核電高質(zhì)量集群式發(fā)展。

著眼可持續(xù)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)學(xué)家帕薩·達(dá)斯古普塔基于生態(tài)環(huán)境破壞將對人類生存產(chǎn)生重要影響的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究，得出結(jié)論是為了未來1美元可以放棄當(dāng)期的9美元的消費(fèi)，也就是從經(jīng)濟(jì)學(xué)一個(gè)事例實(shí)證了習(xí)近平生態(tài)文明思想關(guān)于綠水青山就是金山銀山的理念。習(xí)近平總書記也指出當(dāng)前是生態(tài)環(huán)境治理的機(jī)遇期、關(guān)鍵期和窗口期，對于能源行業(yè)提出了“四個(gè)革命，一個(gè)合作”戰(zhàn)略，在此戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，能源行業(yè)的機(jī)遇在今后10年仍是能源需求的快速增長期，國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整也將為能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整帶來機(jī)遇；從關(guān)鍵期來看，生態(tài)環(huán)境治理的重頭戲在于能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，重要性不言而喻，在新一代產(chǎn)業(yè)革命孕育發(fā)展之際，今后10年重要性更加明顯；從窗口期來看，能源在達(dá)到一定量之后，會進(jìn)入緩慢發(fā)展期，屆時(shí)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整將難上加難，根據(jù)預(yù)測我國到2030年的發(fā)電量還有50%的增量，這就給能源結(jié)構(gòu)尤其電力結(jié)構(gòu)調(diào)整帶來了難得的窗口期。

從上述分析可以看出，在安全高效的基礎(chǔ)上高質(zhì)量發(fā)展核電是我國能源轉(zhuǎn)型重要戰(zhàn)略選擇，當(dāng)前核電發(fā)展遇到了一些困難，更需要整個(gè)行業(yè)創(chuàng)新思路，同舟共濟(jì)，共謀發(fā)展，為美麗中國建設(shè)貢獻(xiàn)核力量。