劉曉紅　張承建

摘 要 核電建設(shè)成本高昂，較高的年利用小時數(shù)是生存前提。“新電改”要求核電參與系統(tǒng)調(diào)峰，對其年利用小時數(shù)帶來巨大考驗(yàn)。水電發(fā)電成本較低，風(fēng)電等的并網(wǎng)成本也在逐步下降，這些可再生能源的快速發(fā)展使得核電在電網(wǎng)調(diào)度中已無競爭優(yōu)勢可言。全球煤、氣價格的疲軟，也進(jìn)一步使得核電在市場競爭中優(yōu)勢降低。因此，在市場經(jīng)濟(jì)條件下，“內(nèi)陸核電”將不再具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞 內(nèi)陸核電新電改年利用小時數(shù)經(jīng)濟(jì)性調(diào)峰

核電一度被認(rèn)為是一種安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的能源，很多發(fā)達(dá)國家及一些發(fā)展中國家曾把核電放在優(yōu)先發(fā)展的地位，法國、美國還曾重點(diǎn)發(fā)展“內(nèi)陸核電”，其比例分別占到該國核電之69%和61.5%，但當(dāng)今中國發(fā)展“內(nèi)陸核電”，需對其“經(jīng)濟(jì)性”予以慎重思考。

一 核電在全球范圍內(nèi)近期發(fā)展前景黯淡

核電目前在全球范圍內(nèi)發(fā)展前景遇到爭議。美國是世界上最早推動核電發(fā)展的國家。20世紀(jì)60年代，美國核電技術(shù)成功地進(jìn)行了商品化以后原子能委員會曾預(yù)言：到2000年，全美會有1000多個反應(yīng)堆在運(yùn)行。70年代末，由于120個反應(yīng)堆訂單被取消，反應(yīng)堆建造的數(shù)量逐漸下降。目前，美國共有大約100個商業(yè)核反應(yīng)堆，這些核電機(jī)組幾乎都是在1967-1990年問建造的。2013年美國核電發(fā)電量達(dá)到了7902億千瓦時（約占全美總發(fā)電量的五分之一），約占全球核電總量的三分之一，排名全球第一。但美國核電的發(fā)展前景并不被業(yè)內(nèi)看好。由于近年來天然氣價格暴跌，核電的市場競爭力有所降低。若要保持盈利，核電站的售電價格必須高于每千瓦時0.12美元，而燃?xì)怆姀S的電價只需達(dá)到每千瓦時0.05—0.09美元即可盈利。核反應(yīng)堆的建設(shè)周期至少為10年，造價通常達(dá)到數(shù)百億美元，建造燃?xì)怆姀S僅需2年，造價普遍低于10億美元，且天然氣比較便宜且需求量相對穩(wěn)定，這些因素使得天然氣電在美國獲得了快速發(fā)展，而核電的發(fā)展不再那么迫切。近年來，美國的綠色能源政策主要向風(fēng)電傾斜，這使得核電未來發(fā)展前景更加堪憂。

法國是世界上目前核電份額占比最高的國家，約為73.3%。然而近年法國為推進(jìn)可再生能源領(lǐng)域均衡發(fā)展，通過《能源過渡法案》，提出多項(xiàng)能源發(fā)展目標(biāo)。未來核電裝機(jī)將維持在現(xiàn)有水平，到2025年，核電占發(fā)電總量的比例將降低至50%，因此核電在法國的發(fā)展也面臨窘境。

核電在中國的發(fā)展同樣也不容樂觀。2014年，全國總發(fā)電量為5.4萬億千瓦時，而總裝機(jī)容量已達(dá)到了13.53億千瓦（負(fù)荷因子僅為0.4）。因此相對于電力消耗來說，中國目前的裝機(jī)容量還是挺高的，沒有迫切需求需要通過發(fā)展核電來提高裝機(jī)容量。而且，核電發(fā)電量僅為總發(fā)電量的2.4%，占比很低。目前，中國的電力結(jié)構(gòu)依然以煤電為主，火電裝機(jī)容量占到67.3%?？稍偕茉措娏χ校娧b機(jī)容量最高，占比23%。受低并網(wǎng)價格的吸引，火電、水電發(fā)電量稍微提高都將壓縮核電的發(fā)電量，從而使得核電的發(fā)展面臨困境?？稍偕茉窗l(fā)電中，風(fēng)電和光伏近年在國內(nèi)取得了快速發(fā)展，風(fēng)電裝機(jī)容量已占總裝機(jī)容量7%，光伏占2.3%。而且風(fēng)電、光伏發(fā)電技術(shù)成熟，沒有核電所面臨的安全隱患，隨著技術(shù)的進(jìn)步，風(fēng)電、光伏的并網(wǎng)價格會日趨降低，這都使得核電在風(fēng)電、光伏面前缺乏市場競爭力。

二 “新電改”對核電的年利用小時數(shù)構(gòu)成重大挑戰(zhàn)

高昂的建設(shè)成本使得在設(shè)計(jì)壽命（數(shù)十年）內(nèi)保持較高年利用小時數(shù)成為核電實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)性的必要條件。出于“核安全”（絕對安全）的考量，第三代核電站的單位投資遠(yuǎn)比燃煤火電廠要高（是后者的4到10倍）。第三代核電技術(shù)，目前在歐洲的工程造價已嚴(yán)重超支——高達(dá)每千瓦7000美元，也即4萬元人民幣以上。在國內(nèi)，即使第三代核電機(jī)組工程造價能控制住，并大幅度降低到每千瓦1.6萬元，按每度電標(biāo)桿電價0.43元計(jì)，其年發(fā)電小時數(shù)分別為8000、7500、7000時，對應(yīng)的內(nèi)部收益率分別約為19%、14%、9%。由此可見，年發(fā)電小時數(shù)7000小時（對應(yīng)的內(nèi)部收益率9%略高于國企考核指標(biāo)）是第三代核電機(jī)組項(xiàng)目上馬的立項(xiàng)前提。年利用小時數(shù)每降低500小時，對應(yīng)的內(nèi)部收益率降低5%，由此類推年利用小時數(shù)分別為6500、6000、5500、5000、4500、4000，所對應(yīng)的內(nèi)部收益率分別為4%、-1%、-6%、-11%、-16%、-21%?？梢?，6500小時（對應(yīng)的內(nèi)部收益率4%）成為第三代核電機(jī)組基本失去經(jīng)濟(jì)性的拐點(diǎn)，低于5500小時（對應(yīng)的內(nèi)部收益率-6%）則更將完全喪失經(jīng)濟(jì)性。“新版電力體制改革方案”（“新電改”）及其配套文件要求“核電在保證安全的情況下兼顧調(diào)峰需要安排發(fā)電”，這對核電的年利用小時數(shù)形成一大考驗(yàn)。核電參與調(diào)峰的國際案例，唯有法國可循①。法國受地理環(huán)境限制，沒有建立更多抽水蓄能電站的可能性，電網(wǎng)調(diào)峰手段有限，惟有讓核電站參與調(diào)峰。2009年，法國核電機(jī)組平均年利用小時數(shù)為4160億度電/6310萬千瓦=6593小時。這令法國逐漸降低“核熱情”，到2025年，其電網(wǎng)核電占比將降至50%。當(dāng)前中國，盡管與核電同屬電網(wǎng)基荷的燃煤火電在電網(wǎng)中占比超過65%，然而燃煤火電參與電網(wǎng)調(diào)峰的幅度相對有限，所以在電力需求最為旺盛的沿海地區(qū)，核電已被迫參與調(diào)峰——核電設(shè)備年平均利用率從2012年的89.5%降為2014年的86.32%，年平均利用小時數(shù)則從7838降為7562。據(jù)中國核能行業(yè)協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù)，2014年四季度紅沿河核電站1、2號機(jī)組的年利用小時數(shù)創(chuàng)下新低，分別降為75.57%和64.25%——僅相當(dāng)于年利用小時數(shù)6612和5628。可見，在沿海地區(qū)，“拂面調(diào)峰”的第三代核電，與法國核電悄然面臨的“經(jīng)濟(jì)懸崖”難題同樣嚴(yán)峻。

三 “內(nèi)陸核電”缺乏經(jīng)濟(jì)性的幾個原因相比沿海地區(qū)，以部署第三代核電機(jī)組（如AP1000西屋技術(shù)）為起點(diǎn)的內(nèi)陸地區(qū)（如湘鄂贛三?。┖穗姡ā皟?nèi)陸核電”）更加不具備經(jīng)濟(jì)性。其理由主要有如下幾條：

1.“內(nèi)陸核電”盲目上馬或?qū)⒃斐汕|度電的棄水電能，以及數(shù)億千瓦風(fēng)電裝機(jī)無法運(yùn)轉(zhuǎn)

在內(nèi)陸地區(qū)，從春汛開始，每次強(qiáng)降水，一直到九、十、十一月（如漢江），都有可能讓水電站多發(fā)電。在主汛期三至五個月，按照可再生能源法與電網(wǎng)綠色調(diào)度法規(guī)，電網(wǎng)必須消納水電，“內(nèi)陸核電”得為汛期三億千瓦的水電“讓路”，徑流水電汛期三億千瓦超發(fā)猛發(fā)，會逼得“內(nèi)陸核電”無路可走。電力專家稱，隨著西部地區(qū)超級水電項(xiàng)目開發(fā)的落地實(shí)施，每年棄水電能或?qū)⒏哌_(dá)上千億度電。盲目上馬“內(nèi)陸核電”，會嚴(yán)重違背電網(wǎng)綠色調(diào)度規(guī)則，或?qū)⒃斐蓴?shù)千億度電的棄水電能。

據(jù)剛發(fā)布的中國風(fēng)能資源報告，中國70米上空，風(fēng)能資源為50億千瓦——可開發(fā)15億千瓦，每年可以發(fā)電5萬億度電。目前的技術(shù)，還可以開發(fā)150米上空，其風(fēng)能資源將超過100億千瓦——可開發(fā)30億千瓦，每年可以發(fā)電10萬億度電。目前大型風(fēng)能機(jī)組每度電發(fā)電成本只有0.07—0.09美元，唯有并網(wǎng)成本高居不下，但這只是暫時的。未來風(fēng)電并網(wǎng)之后的總成本可以控制在0.03—0.04美元內(nèi)（約0.20—0.25元），只有第三代核電0.53元上網(wǎng)電價的不到一半。到了秋冬季，北風(fēng)呼嘯，強(qiáng)風(fēng)季節(jié)到來。秋冬季數(shù)億千瓦風(fēng)電南下（特高壓直流輸電），剛好彌補(bǔ)枯水期3—5億千瓦水電裝機(jī)的出力不足。盲目上馬“內(nèi)陸核電”，會打壓國家發(fā)展水能、風(fēng)能等可再生能源的積極性。

2.第三代核電G模式慢速調(diào)峰擁有的市場機(jī)會較為有限

2014年底中國已有的3億千瓦水電裝機(jī)正在邁向5億千瓦的新高度，具有電網(wǎng)調(diào)峰能力的蓄能水電正在“異軍崛起”。抽水蓄能正在邁向一二億千瓦的征途。作為調(diào)峰電源的燃?xì)獍l(fā)電，比肩美國同行5億千瓦的裝機(jī)規(guī)模，也已列入中國電業(yè)規(guī)劃。而“內(nèi)陸核電”所推廣的APl000核電機(jī)組卻又完全不是可以做電網(wǎng)快速調(diào)峰的主力機(jī)組。

十年之后（2025年），“內(nèi)陸核電”所發(fā)電量在電網(wǎng)綠色調(diào)度中處境堪憂?！暗谌穗姟苯ㄔO(shè)期至少長達(dá)10年。到2025年，“風(fēng)水合唱”（冬半年3—5億千瓦風(fēng)能、夏半年5億千瓦水能）在“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”中唱主角的時候，每年棄水棄風(fēng)電能各自或?qū)⒏哌_(dá)數(shù)千億度電，“內(nèi)陸核電”進(jìn)入電網(wǎng)綠色調(diào)度框架會極為困難。而在過渡季節(jié)，各地電網(wǎng)用電負(fù)荷又大幅度下降。好不容易等到冬春季采曖季節(jié)，燃煤熱電機(jī)組5億千瓦（2015年底超過3億千瓦）頂上來，加上北風(fēng)超發(fā)，電網(wǎng)低谷消納更加吃不消。面對燃煤熱電機(jī)組的低電價傾銷（可以通過采暖價格上調(diào)來保本），“內(nèi)陸核電”市場競爭力偏弱。隨著“西電東送”和特高壓直流輸電的發(fā)展成熟——在“新電改”完成之后，買方市場可以接受的國內(nèi)核電標(biāo)桿電價不會高于0.43元（首堆或示范堆電價另訂）。世界上大多數(shù)國家都在市場化推廣核電。“湘鄂贛三省”以及內(nèi)陸地區(qū)其他省份，經(jīng)濟(jì)實(shí)力上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如沿海地區(qū)，也沒有富裕的沿海地區(qū)省份那么多的財(cái)政余力可以做核電標(biāo)桿電價高補(bǔ)貼。

3.“內(nèi)陸核電”的負(fù)荷因子將降至0.5左右

高利用小時數(shù)（負(fù)荷因子0.9上下）是第三代核電機(jī)組實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)性的最大倚仗。然而，身為“二次能源”的電力商品完全是同質(zhì)化的。隨著技術(shù)進(jìn)步帶來的風(fēng)電并網(wǎng)成本的大幅度降低，以及全球動力煤的價格疲軟（每噸動力煤五六十美元）、全球天然氣價格的下跌，各類電廠發(fā)電成本已然實(shí)現(xiàn)了大幅度下降。美國基荷核電負(fù)荷因子高達(dá)0.9。法國核電參與調(diào)峰，平均負(fù)荷因子降低到0.75。法國在電網(wǎng)調(diào)度管理上，實(shí)行按邊際成本高低調(diào)度原則，大致上核電年平均有效利用小時數(shù)為6500小時（大致上在6300—6800小時之間）；擁有調(diào)節(jié)庫容的儲能水電為2000—3000小時；油電機(jī)組200—300小時；煤電機(jī)組為4000—5000小時。可見，在法國，對比年利用小時數(shù)，核電機(jī)組為燃煤火電廠的1.3—1.625倍。

據(jù)中電聯(lián)統(tǒng)計(jì)，2014年中部地區(qū)的湖南、湖北，燃煤火電廠年利用小時數(shù)約3400，而云南僅有2800。預(yù)計(jì)2015年云南會逼近2000（2015年上半年云南燃煤火電廠只利用了982小時），湖南、湖北會逼近3000。根據(jù)法國電業(yè)的數(shù)據(jù)來類推（將云南燃煤火電廠2000小時乘以1.625倍，或者湖南燃煤火電廠3000小時乘以1.3倍），“中國內(nèi)陸核電”年利用小時數(shù)僅為3250到3900，遠(yuǎn)低于4380——其負(fù)荷因子岌岌可危地逼近0.5。電力規(guī)劃專家戰(zhàn)略預(yù)測2050年火電熱力機(jī)組年利用小時數(shù)大約在2000小時（負(fù)荷因子0.23）。未來中國電力市場或許具有與當(dāng)今業(yè)界完全迥異的電業(yè)新特性，將對核電經(jīng)濟(jì)性構(gòu)成重大挑戰(zhàn)。

當(dāng)前只發(fā)電不供熱的生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目連年虧損累累，全行業(yè)“整體隕落”——已裝機(jī)的近1000多萬千瓦唯有做城鄉(xiāng)工業(yè)供熱改造才能改善其經(jīng)濟(jì)性，或改造為“生物航油工廠”（每噸2到4萬元不等）方有“一線轉(zhuǎn)機(jī)”。然而，“內(nèi)陸核電”難以通過對外工業(yè)供熱項(xiàng)目以改善其盈利能力。

而且，全年365天中，國家法定休息日已高達(dá)114—120天（地方節(jié)假日另計(jì)）。法定休息日社會用電量超低，電網(wǎng)接收核電所發(fā)出的電量會很有限。每到節(jié)假日，特別是長假、“年關(guān)”，都是核電廠最難熬的時候。電網(wǎng)夜間處于用電低谷，無法消納核電廠所發(fā)出的電量。對電網(wǎng)而言，核電站即使是慢速調(diào)峰G模式（12—3-6-3），同樣會發(fā)出（夜間低谷）無效電量，導(dǎo)致核電機(jī)組相當(dāng)于每天6到8小時運(yùn)轉(zhuǎn)無用。

四 結(jié)論

發(fā)展核電站，在環(huán)境安全與能源戰(zhàn)略之外，市場也是決定性因素之一。核電高昂的建設(shè)成本使得保持較高年利用小時數(shù)是其實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要條件。然而“新電改”或“電業(yè)新政”對核電提出了調(diào)峰要求，使得其年利用小時數(shù)受到極大考驗(yàn)。水電發(fā)電成本低，隨著西南地區(qū)大型水電工程的上馬實(shí)施，系統(tǒng)調(diào)度時對核電需求降低。風(fēng)電等可再生能源并網(wǎng)成本也在日趨下降，外加全球原煤、天然氣價格疲軟，這都使得論證上馬“內(nèi)陸核電”仍需慎重。