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核電廠延役是對抗全球變暖的重要措施
2022/11/12 11:50
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核電廠延役是對抗全球變暖的重要措施


一、核電廠延役可有效減少碳排放

      根據中核智庫報導,2022年11月6日至18日,第27屆聯合國氣候變化大會(COP27)正在埃及沙姆沙伊赫舉行。本屆大會首次為核能設立了展館,國際原子能機構(IAEA)總幹事格羅西在開幕式上發表了講話。格羅西和其他一些業內人士強調,核能必須在減少碳排放和應對氣候變化方面發揮重要作用。在記者問答環節,彭博社記者肯尼迪就反應堆長期運行(延役)安全的問題進行提問。格羅西表示,對抗全球變暖的重要措施是長期運行核電廠,相比新建核電廠,延役基本上等於僅用一半甚至更少的初始投資。現在,反應堆經過徹底翻新後是非常安全的,已有核電機組獲准將運行壽期延長至80年。格羅西認為核電廠可以安全運行100年。

      先進國家的核電機組大多建於20世紀90年代之前,目前這些機組面臨老化和到齡退役的現狀。如果這些國家的核電政策沒有變化,到2025年這些國家的核電容量將減少25%,到2040年將減少65%,這些減少的裝機容量將導致全球增加40億噸的碳排放。如果全球不採取行動為發展核電提供更多支持,全球的溫室效應將更趨嚴重。2019年,全球核電佔比僅為10%,發達國家的核電佔比為18%,是電力結構中最大的低碳電力來源。受發達國家關停老舊核電機組的影響,近年來核電在全球電力結構中的佔比在持續下降。儘管近年來全球風電和太陽能光伏發電蓬勃發展,但由於核電的減少抵銷抑減溫室效應的努力,阻止核電佔比的下降對於加快電力行業的脫碳步伐至關重要。隨著風電和光伏發電等可再生能源的佔比逐漸上升,對核電參與調峰的要求將會逐漸增加。  核電廠延役是目前抑減溫室效應有效的對策,能源政策和監管要求是核電能否成功延役的關鍵。以美國為例,約有90座核電機組取得了運行60年的許可證,有幾座甚至延役到80年,機組延役成本比新建核電機組便宜得多,而且與其他發電方式相比,仍具有成本競爭力。民眾及監管體系往往會對核電採取嚴厲態度,卻沒有考慮核電作為清潔能源的價值和對電力安全的貢獻。核電機組投資龐大、前期開發時間長,存在建設過程中的質量、延期風險。  事實上,美國已充分利用核電廠發電的經濟效益,傳統的核電廠運轉年限為40年,但興建核電廠投資成本較高,延役兩部機組20年等於興建一座無本的核電機組,經濟效益很高。以我國核一廠為例,當時的興建成本僅290億新台幣,現在蓋座新電廠至少需花1500億新台幣,因此只要核一延役20年就等於國庫進帳1500億元。 

二、核能改善氣候變遷

       為了應對氣候變化,世界必須迅速減少對化石燃料的依賴,以減少溫室氣體排放。核能是低碳的,可以在所需的時間範圍內大規模部署,為世界提供清潔和負擔得起的電力。 過去的20年中,國際社會的共同努力增加了風能,太陽能和其他可再生能源的發電量,但未能完全取代化石燃料。事實上,在2017年,化石燃料的相對和絕對發電量比以往任何時候都要多。核電廠在運行過程中不會產生溫室氣體排放,並且在其生命週期內,核能發電每單位電力產生的二氧化碳當量排放量與風力發電大致相同。由於核電是可靠的並且可以大規模部署,因此它可以直接替代化石燃料工廠,避免燃燒化石燃料發電。隨著運輸,家庭供暖和工業過程的電氣化,現代社會越來越依賴電力,需求穩步增長。在使用時,雖然電力是清潔的,但目前產生的電力佔所有與能源有關的碳排放量的40%以上。法國的核電發電量佔其總發電量的70%以上,這是全球任何國家最大的核電份額。法國的電力部門排放量是歐洲平均水平的六分之一,在大約15年的時間裡,核電已從在法國電力系統中扮演次要角色轉變為生產其大部分電力,這表明核能可以有效應對氣候變化進行擴展。

      世界上六分之一的人口沒有電,隨著電力需求的持續增長,如果我們要緩解氣候變化,必須減少溫室氣體排放,必須轉向更清潔的能源以減少空氣污染。這將需要大量增加所有低碳能源,其中核能是一個重要組成部分。國際社會已經認識到,迫切需要對我們的發電內容進行脫碳,以保護地球和人類免受空氣污染和氣候變化的危害。核能已經被證明是可行的,並且可以迅速擴展,使其成為解決方案的重要組成部分。根據經濟合作與發展組織(OECD)核能機構的說法,“主要依靠核能的混合組合,是實現每千瓦時50g CO2脫碳目標的最具成本效益的選擇。” 考慮到整個生命週期的排放,核能被列為最佳能源之一。IPCC關於全球變暖1.5°C的特別報告得出結論,限制氣候變化將要求全球溫室氣體排放幾乎立即開始減少。這將需要更快地將電力轉換為能源最終用途,並通過包括核能在內的低碳發電來滿足更大的電力需求。在IPCC考慮的89種緩解方案中,到2050年,核能發電量平均增長約2.5倍。核電是一種具有成本競爭力的低碳發電選擇,根據IEA的《2018年世界能源展望》,中國陸上風電、太陽能光伏和海上風電的成本分別比核能高16%、50%和140%,即使不包括調整電網和提供備用發電以補償間歇性供電的額外成本。根據所獲得的經驗和知識,核能行業能夠在2050年前實現25%的發電量的碳中和目標。這是一個雄心勃勃的目標,但目前建造新反應堆的速度並不比歷史上所能達到的速度更高。為了實現碳中和目標,我們需要在2050年之前建設1000 GWe的新核能力。核能的可靠性需要得到承認,並應與其他低碳技術同等對待,作為穩健低碳組合的一部分。

三、中國核能發展如何適應“雙碳”時代 

       在雙碳目標進程中,核電的作用毋庸置疑。找到一條適合核電高質量發展的道路至關重要。中國將力爭2030年前實現碳達峰,2060年前實現碳中和,大力發展非化石能源,減少化石燃料燃燒將是中國碳減排的重要工作。研究普遍認為到2060年光伏、風電、水電、核電等非化石能源發電佔比將提高到80%~93%。風電和太陽能發電量佔比則將從當前的9.5%增長至59.6%~70%,核電發電量將從當前的5%增長至10%~18%,核電的裝機容量將是現在裝機容量的4.6~6.6倍,達到2.3億~3.3億千瓦。雖然風電和太陽能是重要的可再生能源,但風電和太陽能因受氣候影響而不穩定。核能發電則可作為穩定的基載能源,提供穩定的零碳能源。因此在碳中和願景下,發展核電十分重要。中國有54座運轉中的核電機組,裝置容量為52.2 GWe,但核電佔比僅4.97%,低於世界平均水平10%,中國核電還有很大發展空間。隨著核能技術的不斷發展,特別是第四代先進核能技術的應用,除了發電外,核能還存在區域城市供暖,海水淡化,工業工藝供熱,核能製氫等多種綜合利用場景。 

       在當前碳達峰碳中和政策背景下,為滿足電力供給需求,中國將會穩步推進核電站的建設工作。《中國核能發展報告2021》預計到2030年,核電在運裝機將達到1.2億千瓦,到時核電發電量約佔全國發電量的8%。諮詢機構伍德麥肯錫預計2060年我國核電裝機將達到6.2億千瓦。這大約是當前中國核電裝機容量的12倍。按照核電規模化發展的趨勢,未來我國沿海地區廠址資源將非常緊張,內陸核電站建設計劃也應納入考慮之中。為實現雙碳目標,中國應不斷推進核安全普及工作,破解“鄰避效應”對核能事業發展造成的影響。

 

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