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全球气候变暖以及持续的拉尼娜现象已经使整个北半球在今夏直面炎热和干旱灾害。这从另一侧面展现了人类命运共同体的重要性。人类都住在同一个地球上,要共同积极应对生态环境的挑战。
这当中,能源转型和可持续发展就显得非常迫切。
这种迫切性还体现在今年夏天的极端炎热和干旱气候对电力供应稳定产生了重大负面影响。
综合媒体报道,在极端高温和干旱天气下,浙江、江苏、四川等多地启动有序用电,给部分企业和居民生产生活带来一定影响。其中,四川省更是首次启动突发事件能源供应保障一级应急响应。
今夏,我国部分地区的极端干旱严重影响到了水力发电。据《中国新闻周刊》一篇报道,2022年7月以来,长江流域遭遇了自1961年以来最严重的气象干旱,出现罕见的主汛期枯水现象。8月22日,国家减灾委、应急管理部针对川、渝等近期较为严重的旱灾,启动国家Ⅳ级救灾应急响应,派出工作组赴灾区实地查看灾情。
就四川省来说,今年,其水电来水较常年减少5成以上。据国家统计局数据,2021年,水力发电占全国发电总量超过15%,在所有可再生能源发电量中占比第一,并遥遥领先。这就提醒我们,极端气候所导致的水电出力不足,将严重威胁到电力供应的保障。
在全球气候变暖趋势以及极端气候影响可能长期存在大背景下,我们无法做出“这干旱是偶发的”之类的确定判断。
在电力供应端,发电要依靠能源,目前世界上的主要发电能源为煤炭、天然气、石油等,被称为传统化石燃料,也被统称为火力发电。利用这些传统能源发电虽然成本一般比较低,但会污染环境,排放大量二氧化碳,直接造成全球变暖。
除此之外,可再生能源(包括风力、水力、太阳能(行情000591,诊股)、地热等)发电近年来受到国际社会越来越多的重视,除了前文提到的水力发电,2021年我国光伏发电量为3259亿千瓦时,已经超过英国2019年整个国家的电力消费量;我国风电在2021年的发电量达到了约6256亿千瓦时,累计风电的装机总量达到了全球40%以上。
然而,可再生能源发电的主要问题是受到极端气候影响较大,而且由于风能和太阳能等颇具随机性、波动性、间歇性等特点,无法被灵活调配,很难在继续维持用电平衡时刻做到“随调随用”。此外,目前全世界电力大规模的直接输送还存在难题,且储能技术暂时也还没有成熟。这些都是制约可再生能源发电的短期困难。
于是, 很多人将目光投向同样被称作清洁能源的核能。与可再生能源发电不同,核能发电虽也不会直接排放二氧化碳,但其会消耗一定量的矿物质。
根据长江证券(行情000783,诊股)最新研报,核能发电相对来说还有以下几大优点:
第一,与水力和光伏发电等相比,核能发电所产生的二氧化碳更低。据中国广核(行情003816,诊股)招股说明书中披露的数据,核能发电的温室气体直接排放量为0,其间接排放量不足水力发电与光伏发电排放量的10%。
第二,核能发电成本相对一些可再生能源来说更低廉。据美国能源署一份报告显示,光伏发电的均衡发电成本要超过120美元/MWh,相比较之下,核能发电的均衡发电成本约为光伏发电的58%,且随着核电站运营时间不断累积,核能均衡发电成本还将逐渐降低,以至于长期运营的成本可能再下降50%。
第三,核能发电不需要靠天吃饭,不用像水力发电和风力发电那样受制于极端气候的影响。比如,去年冬天,美国得克萨斯州严寒灾难导致全州大量的风力发电设施瘫痪,直接影响很多老百姓(行情603883,诊股)的生命财产安全。这一度在美国舆论界引发了对可再生能源发电稳定性的质疑之声。
第四,产生核能所需的核燃料有铀、钍等矿物,和煤炭、天然气、石油相比,地球上可供开采的核燃料资源能提供的能量是矿石资源的十多万倍。这就表示,相对传统化石能源原料,核能原料的稀缺性较低,核电成本受到商品市场波动的影响较小。
那么,在极端气候频发大背景下,核电的发展是否将提速?
在回答这个问题之前,我们先来看看世界主要核电国家的近况。
主要核电站大国的最新情况
核电先进国家对核电发展的未来似乎做出了截然不同的两种战略抉择。
隔壁老邢把这两种战略抉择分别称为稳健发展派和激进淘汰派。
中国的核电发展状况如何呢?
据中国核能行业协会数据,今年1~5月,全国累计核能发电量为1663亿千瓦时,较2021年同期上升4.5%,高于全国同期发电量增速4个百分点,占全国同期累计发电量的5.1%。截至今年六月底,我国运行核电机组共54台,总装机容量5581万千瓦,居全球第三。
根据国际原子能机构最新数据显示, 截至2022年一季度,全球共有34个国家拥有核电反应堆,在运核电反应堆数量为438,总装机容量为390.7GW;在建核反应堆54个,总装机容量63.4GW。其中,中国拥有最多的在建核电反应堆,共计12个,在建装机容量达到20.9GW。
可见,我们国家对核电发展的脉络是清晰的,目前占比还处于较低位置,但总量已经保持世界前三位置,且还在较快地发展当中。面对目前我国碳排放总量大、高碳发展惯性强的严峻形势,中国要用不到10年时间实现碳达峰,再用接近30年时间实现碳中和,任务非常艰巨。我国“双碳”战略的紧迫性和电力行业发展密切相关,2021年前三季度电力行业共排放二氧化碳37.56亿吨,占总排放量的45%。
据华创证券最新研报显示,与燃煤发电相比,2021年我国核能发电相当于减少燃烧标准煤1.25亿吨,等效减少排放二氧化碳3.28亿吨,减少排放二氧化硫108万吨,减少排放氮氧化物93万吨。我国核能的发展势必将受到双碳战略的加持,稳步向前。
与中国有类似核能发电发展步调的国家还有美国、法国和俄罗斯等核电大国。
截至2020年底,美国核能发电量位居世界第一,占到其国内总发电量的约20%。然而,美国虽然没有放弃核电的计划,但其新核电反应堆的建设却非常缓慢。从1977年到2013年,美国一直没有新的核电项目,近年来其新规划和在建核反应堆数量大幅低于中国。
法国一直是老牌核电大国,核能发电占据其国内总发电量一直维持在70%左右,占比冠绝全球。2020年底,法国核能发电量排在世界第三,仅次于美国和中国。虽然法国一度由于日本福岛核泄漏事故,计划减少核电站规模,但最近又有新变化,2022年2月,法国总统马克龙宣布在2050年前新建6个第二代欧洲压水反应堆(EPR),同时研究兴建另外8个核反应堆。
俄罗斯虽然是能源大国,其国内从来不缺石油和天然气,但对核电的发展历来就非常积极。据长江证券研报,俄罗斯在2010~2020年间,核能发电量占比由15.4%提升至18.6%。今年2月初,俄罗斯政府宣布拨款约1000亿卢布用于建造小型核电厂,以及建立基于闭式燃料循环技术的无废物能源技术平台等新技术上。
当然,世界也不乏决定“弃核”的国家,其中像德国和比利时这样的原核电大国都在走最激进的道路。
受到日本福岛核电站事故影响,德国当局于2011年决定将分步骤关闭境内所有核电站,定于2022年年底前结束全国的核能发电,然而由于今年俄乌战争的突发影响,以及天然气等代替能源的短缺,德国国内各势力还在就今年到底要不要按期停止最后3座核电厂进行博弈。
比利时和西班牙等国也都分别制定了到2025年、2030年前关闭国内所有核反应堆的计划。
日本的情况很特殊。即使遭受福岛核泄漏事故严重影响,即使到目前为止都还没完全解决此事故的遗留问题,即使一度全部停止了所有核电站设施运营,日本目前依然没有完全放弃核能发电。当然,和福岛事故之前近30%的发电量相比,目前日本的核能发电比例要小得多。据日媒报道,目前运营的只有6座核电站,占2020年度总发电量的4%。对于是否要继续推进还是完全放弃核能发电,日本国内至今还未达成一致。
尾声:核电发展要“求稳”
写到这里,很多读者可能会觉得,既然国家“双碳”政策、电力供应紧张、极端气候问题都指向大力发展核电的必要性,我们加快发展就行了呗。
然而,还真不是那么简单,还需要看到核能的一些“致命”问题。
核电为何在有些人眼中完全不是“香饽饽”了呢?其中最主要的两项理由其实就是安全性问题和核废料处理问题。
敢问有哪位专家能100%确保核电站万无一失呢?核电站一旦有事,特别是发生了不可控制的事故,如福岛核泄漏、切尔诺贝利核事故,则会造成几乎不可逆转的环境伤害。核泄漏、核辐射风险一直都是人类面对的最大安全隐患问题之一。
核废料的处理难度极大。综合研报可得结论,使用过的核废料具有极强的辐射危害,如果不正确处理核废料,将会对地球上的所有生物都造成致命的危害。当前技术条件下,核废料的存储和处理技术还面临不成熟和成本高的问题。
此外,核能发电的运营和维护也是一大难题。天气极端炎热下,欧洲一些用于冷却的河流温度过高,导致一些核电站停止工作。法国今年夏天近一半的核反应堆由于腐蚀问题和维护需求而不得不停止运行,造成欧洲大陆今夏电力短缺严重。
这些都提示我们一个“稳”字。要坚定发展核电的立场,更要确保核电的安全性以及完善对环境的各项保护措施,通过技术创新(比如第四代核电技术),又好又快地发展好核电产业。
《中国核能发展与展望(2021)》指出,“十四五”及中长期间,我国核电将在确保安全的前提下向积极有序发展的新阶段转变,预计我国自主三代核电会按照每年6~8台的核准节奏,实现规模化批量发展。
关键词: 极端天气