荊春寧，高　力，馬佳鵬，吳宇翔，羅一博，孫　濤

“碳達(dá)峰、碳中和”背景下能源發(fā)展趨勢與核能定位研判

荊春寧，高力*，馬佳鵬，吳宇翔，羅一博，孫濤

（中國核電工程有限公司，北京 100840）

21世紀(jì)以來，溫室效應(yīng)正越發(fā)嚴(yán)重地影響著人類的生活。2021年兩會(huì)，“碳達(dá)峰、碳中和”首次被寫入政府工作報(bào)告。從“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)與實(shí)現(xiàn)路徑、電力行業(yè)碳中和路徑與風(fēng)險(xiǎn)分析及核電發(fā)展定位等多維度對雙碳背景下能源發(fā)展趨勢與核能定位進(jìn)行研判?？隙撕穗娫谝孕履茉礊橹黧w的新型電力系統(tǒng)中扮演的角色，明確了核電在我國清潔低碳、安全高效的能源體系中的地位和作用，為政府及能源行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃提供參考。

碳達(dá)峰；碳中和；能源；核能

1　對碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的認(rèn)識

1.1　氣候變暖日趨嚴(yán)重，碳減排刻不容緩

近一個(gè)世紀(jì)，海平面上升、極端氣象頻發(fā)、全球氣候變暖等一系列現(xiàn)象表明溫室效應(yīng)正越發(fā)嚴(yán)重地影響著人類的生存?！吨袊鴼夂蜃兓{(lán)皮書（2020）》數(shù)據(jù)表明：一、全球溫室氣體平均濃度持續(xù)上升，2018年主要溫室氣體二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和氧化亞氮（N2O）的全球平均濃度均創(chuàng)下新高；二、全球氣溫升高明顯，2019年全球平均溫度較工業(yè)化前水平高出約1.1 ℃，20世紀(jì)80年代以來，每個(gè)連續(xù)十年都比前一個(gè)十年更暖；三、全球平均海平面呈加速上升趨勢，上升速率從1901—1990年的1.4 mm/年，增加至1993—2019年的3.2 mm/年。中國是全球氣候變化的敏感區(qū)之一，20世紀(jì)90年代中期以來，極端高溫事件和極端降雨日數(shù)明顯增多。同時(shí)，氣候變化對地球造成了廣泛而深刻的影響，災(zāi)害性氣候事件頻發(fā)、物種滅絕加速、水資源分布失衡、生態(tài)系統(tǒng)脆弱性增加、疾病傳播加劇，嚴(yán)重威脅著人類的生存和發(fā)展。

1.2　全球碳排放增加，中國成碳排放大國

發(fā)達(dá)國家基本已經(jīng)歷碳達(dá)峰，中國碳排放仍在“爬坡”[1]。2015年哈佛中國碳排放報(bào)告顯示，2007年開始中國碳排放總量超過美國成為全球第一（見圖1）。

圖1　中國碳排放量居世界第一（百萬噸CO2）

我國煤炭資源豐富、油氣儲(chǔ)量不足、清潔能源資源豐富，形成了以煤炭為基礎(chǔ)，電力為中心，油氣與清潔能源全面發(fā)展的能源供應(yīng)體系。從資源利用上，煤炭等化石燃料的使用是碳排放的主要原因。英國BP石油公司2019年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，中國93%的碳排放來自于化石燃料，其中68%來自于固體燃料，23%來自于液體燃料，9%來自于氣體燃料。IEA統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，2018年中國89%左右的碳排放來自于電力熱力生產(chǎn)（51%）、工業(yè)生產(chǎn)（28%）及交通運(yùn)輸（10%）部門。

1.3　氣候變化問題演進(jìn)過程

《聯(lián)合國氣候變化框架公約》（UNFCCC，以下簡稱《公約》）是世界上第一個(gè)為全面控制二氧化碳等溫室氣體排放、應(yīng)對全球氣候變暖的國際公約。《公約》在1992年的里約熱內(nèi)盧聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會(huì)上制定，旨在控制二氧化碳、甲烷和其他溫室氣體排放，將溫室氣體的濃度控制在使氣候系統(tǒng)免遭破壞的水平上。目前批準(zhǔn)《公約》的國家已多達(dá)190多個(gè)?！豆s》要求發(fā)達(dá)國家限制自身溫室氣體的排放，并向發(fā)展中國家提供資金幫助其履行公約義務(wù)；發(fā)展中國家不承擔(dān)具有法律約束力的控排義務(wù)。

《京都議定書》（以下簡稱《議定書》）是《公約》框架下的補(bǔ)充條款，是全球唯一自上而下且具有法律約束力的溫室氣體減排條約。1997年12月在日本京都聯(lián)合國氣候變化框架公約參加國三次會(huì)議上討論確定了《議定書》的第一承諾期，首次以法律文件的形式規(guī)定了締約方國家（主要為發(fā)達(dá)國家）在第一承諾期內(nèi)應(yīng)在1990年排放水平基礎(chǔ)上減排5.2%?！蹲h定書》第二承諾期于2013年開始生效，到2020年截止，盡管第二承諾期在減排力度、運(yùn)行分配機(jī)制、排放許可等方面做出了規(guī)定，但在法律約束上不如第一承諾期?！蹲h定書》的執(zhí)行約束效果較差，美國自始至終沒有實(shí)際加入《議定書》，俄羅斯、新西蘭和日本均聲明不在《議定書》第二承諾期中承擔(dān)量化減排義務(wù)，加拿大于2021年宣布退出《議定書》。

《巴黎協(xié)定》（以下簡稱《協(xié)定》）是繼《聯(lián)合國氣候變化框架公約》《京都議定書》之后，人類應(yīng)對氣候變化的第三個(gè)里程碑式的國際法律文本，奠定了2020年后的全球氣候治理格局。2015年12月12日《協(xié)定》于巴黎氣候變化大會(huì)通過、2016年4月22日在紐約簽署，《協(xié)定》長期目標(biāo)是將全球平均氣溫較前工業(yè)化時(shí)期的上升幅度控制在2 ℃以內(nèi)，優(yōu)化目標(biāo)是將溫度上升幅度限制在1.5 ℃以內(nèi)。至2020年4月1日，《協(xié)定》已有195個(gè)締約國，覆蓋溫室氣體排放比例達(dá)95%。遺憾的是，按目前不加控制的排放習(xí)慣推演，2030年將用盡1.5 ℃排放空間，2040年將用盡2 ℃排放空間，減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)難度巨大。

1.4　我國首次明確給出碳中和的時(shí)間表

2020年9月22日，習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì)上鄭重提出：“應(yīng)對氣候變化《巴黎協(xié)定》代表了全球綠色低碳轉(zhuǎn)型的大方向，是保護(hù)地球家園需要采取的最低限度行動(dòng)，各國必須邁出決定性步伐。中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。”

2020年12月12日，習(xí)近平主席在氣候雄心峰會(huì)上通過視頻發(fā)表題為《繼往開來，開啟全球應(yīng)對氣候變化新征程》的重要講話，宣布：“到2030年，中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到25%左右，森林蓄積量將比2005年增加60億立方米，風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億kW以上?！?/p>

2020年12月18日中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議提出：“要加快調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)，推動(dòng)煤炭消費(fèi)盡早達(dá)峰，大力發(fā)展新能源，加快建設(shè)全國用能權(quán)、碳排放權(quán)交易市場，完善能源消費(fèi)雙控制度。要繼續(xù)打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)減污降碳協(xié)同效應(yīng)。要開展大規(guī)模國土綠化行動(dòng)，提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力?！?/p>

2021年3月5日李克強(qiáng)總理在《政府工作報(bào)告》中提出：“十四五”期間，要加快發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型，協(xié)同推進(jìn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境高水平保護(hù)，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗和二氧化碳排放分別降低13.5%、18%?！?/p>

我國做出承諾首先是基于對能源安全的考慮。首先，當(dāng)前我國對原油、天然氣等化石能源的進(jìn)口依賴程度較高，調(diào)整我國能源結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)能源自給自足，降低能源“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)是有必要的；其次，當(dāng)前中國在可再生能源發(fā)展中已占領(lǐng)先機(jī)，有望探索出一條更為低碳的發(fā)展路徑，可為其他發(fā)展中國家低碳發(fā)展提供示范和借鑒。最后，在當(dāng)前氣候變化問題政治化的趨勢下，正處于發(fā)展中階段、人均碳排放較低的中國需要堅(jiān)守在發(fā)展中國家陣營中，堅(jiān)持“共同但有區(qū)別”的原則，為自身發(fā)展留有余地。

1.5　我國實(shí)現(xiàn)碳中和路徑

歐美從碳達(dá)峰到碳中和，有50～70年過渡期，中國只有30年，2030—2050年中國年減排率平均將達(dá)8%～10%，遠(yuǎn)超發(fā)達(dá)國家減排的速度和力度。我國2060年實(shí)現(xiàn)碳中和，需比發(fā)達(dá)國家2050年碳中和付出更大努力。

我國實(shí)現(xiàn)深度脫碳，需要發(fā)展方式的根本性轉(zhuǎn)變[2,3]。能源結(jié)構(gòu)方面，控制一次能源消費(fèi)總量、提升能效是最直接有效的碳減排方式，減煤、控油、控氣是未來碳減排的重點(diǎn)；構(gòu)建清潔低碳高效安全的能源生產(chǎn)消費(fèi)體系，形成以新能源為主體的能源體系。產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面，建立綠色發(fā)展產(chǎn)業(yè)體系，以數(shù)字化和電氣化推進(jìn)脫碳化，推進(jìn)深度脫碳技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，推動(dòng)企業(yè)生產(chǎn)方式和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變革[4]。國家引導(dǎo)方面，進(jìn)一步推進(jìn)電力市場、碳價(jià)機(jī)制與碳市場發(fā)展，為長期低碳化轉(zhuǎn)型營造良好的制度環(huán)境、政策環(huán)境和市場環(huán)境，引導(dǎo)公眾向低碳消費(fèi)和低碳生活方式轉(zhuǎn)變，促進(jìn)資本助力、促進(jìn)行業(yè)轉(zhuǎn)型。

2　電力行業(yè)碳中和路徑、風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1　電力行業(yè)雙碳路徑

世界各國由于資源稟賦、技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)水平等各不相同，不同國家電力行業(yè)雙碳路徑也各不盡相同。發(fā)達(dá)國家的碳達(dá)峰過程一般都是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的自然過程，英國1973年就已實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，法國、德國、瑞典1978年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，美國2007年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰。而發(fā)展中國家仍處于工業(yè)化階段，經(jīng)濟(jì)增長仍依賴能源消費(fèi)的增長，其碳中和的路程將更為艱難。

表1　各類能源碳排放

從表1可見，化石能源電力（煤電、石油和氣電）碳排放較高，而其余8種電源，均是低碳排放電源[5-8]。降低碳排放的最簡單方法就是大力發(fā)展低碳電源，拋棄高碳電源。另外，短期內(nèi)降低傳統(tǒng)化石能源的碳排放對于低碳發(fā)展同樣意義顯著。

2.1.1煤電降碳

燃煤發(fā)電的燃料替代可以從源頭上降低碳排放，如用低碳、零碳燃料（天然氣、生物質(zhì)）替代煤炭。英國最大的燃煤電廠Drax擁有6臺(tái)660 MW機(jī)組，其中4臺(tái)機(jī)組全部改燒生物質(zhì)燃料，另外2臺(tái)改燒天然氣。

傳統(tǒng)燃煤電廠的碳捕集可以進(jìn)一步限制CO2排放。燃煤電廠的CO2捕集利用，可分為燃燒前捕集、富氧燃燒和燃燒后捕集。就目前而言，燃燒前捕集技術(shù)主要代表是整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)電廠，且有示范應(yīng)用，但由于工藝復(fù)雜，投資成本高，工藝兼容性差，目前其發(fā)展仍較為緩慢。富氧燃燒處于中試階段，且裝置投資高、能耗高，使得該技術(shù)成本降低困難。燃燒后捕集技術(shù)是相對成熟，也是現(xiàn)階段用于CO2大規(guī)模捕集的重要途徑，提高效率，降低運(yùn)行成本是其主要研究方向。

2.1.2新能源

我國的水電資源有限且開發(fā)程度已經(jīng)很高。2020年水電裝機(jī)容量3.7億kW（含抽水蓄能3 149萬kW），而我國水電開發(fā)極限約4.3億kW，水電資源利用程度較高。目前中國核電在運(yùn)在建裝機(jī)0.7億kW，預(yù)計(jì)沿?？砂l(fā)展資源約2億～3億kW。生物質(zhì)發(fā)電規(guī)模約2 500萬kW，用于發(fā)電的地?zé)豳Y源有限，潮汐能發(fā)電則一直未能推廣。為了滿足全社會(huì)的用電需要，碳中和時(shí)中國非水可再生能源的發(fā)展預(yù)計(jì)將達(dá)到50億kW，因而未來能夠大規(guī)模發(fā)展并形成電力主體地位的可再生能源主要是風(fēng)能和太陽能。

從圖2可以看出，近10年，我國風(fēng)能發(fā)電裝機(jī)從2009年的1 613萬kW增長到2019年28 153萬kW，太陽能發(fā)電裝機(jī)從2009年的2萬kW增長到2019年25 343萬kW，新能源發(fā)展快速。

2.1.3儲(chǔ)能

雙碳目標(biāo)下，國家大力發(fā)展可再生能源，但可再生能源不確定性高，預(yù)期可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)場景下，儲(chǔ)能及具有儲(chǔ)能調(diào)峰能力的電源將發(fā)揮越來越重要的作用。

2020年中國建成投運(yùn)的儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模3 560萬kW，其中抽水蓄能3 149萬kW。2021年4月19日，國家能源局印發(fā)《2021年能源工作指導(dǎo)意見》，明確提出開展全國新一輪抽水蓄能中長期規(guī)劃，穩(wěn)步有序推進(jìn)儲(chǔ)能項(xiàng)目試驗(yàn)示范。在所有儲(chǔ)能方式中，抽水蓄能經(jīng)過了幾十年的工程實(shí)踐檢驗(yàn)，技術(shù)最為成熟，也最具經(jīng)濟(jì)性，但選址較為困難。

圖2　中國風(fēng)電與太陽能發(fā)電的發(fā)展?fàn)顩r

與抽水蓄能相比，其他儲(chǔ)能技術(shù)仍不夠經(jīng)濟(jì)成熟，已有項(xiàng)目規(guī)模較小。儲(chǔ)能項(xiàng)目是將能源再次轉(zhuǎn)化，如化學(xué)儲(chǔ)能是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，再將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，在轉(zhuǎn)換過程中會(huì)有大量的能源損耗?？紤]到中國大規(guī)模開發(fā)風(fēng)電與光伏發(fā)電，預(yù)計(jì)儲(chǔ)能項(xiàng)目需新增2億kW，未來儲(chǔ)能發(fā)展前景巨大。

2.2　機(jī)構(gòu)預(yù)測

國網(wǎng)能源研究院認(rèn)為，我國能源消費(fèi)總量預(yù)計(jì)2030年前后達(dá)峰，峰值約57億～60億t標(biāo)煤，預(yù)計(jì)2030年全社會(huì)用電量11.8萬億kW時(shí)，2060年達(dá)15.7萬億kWh。根據(jù)《中國能源電力發(fā)展展望2020》，一次能源加速低碳化，非化石能源占比在2040—2045年期間超過50%，成為我國能源供應(yīng)的主體；我國電力需求仍有較大增長空間，2035年之前保持較快增速，2050年增至12.4萬億～14.7萬億kWh，電源裝機(jī)總量2035年、2060年將分別達(dá)到40億kW、50億kW左右；風(fēng)電、光伏發(fā)電將逐步成為電源結(jié)構(gòu)的主體，煤電裝機(jī)預(yù)計(jì)于2030年前達(dá)峰，核電、水電、氣電等各類電源近中期穩(wěn)步發(fā)展，近期電力系統(tǒng)儲(chǔ)能仍將以抽水蓄能為主，2030年后新型儲(chǔ)能快速增長，2060年裝機(jī)將達(dá)4.2億kW左右，電力碳排放總量將于2025—2028年間達(dá)峰，峰值約為45億～50億t。

2.3　風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)

“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的推進(jìn)，涉及政府、企業(yè)、居民等多個(gè)主體，是一項(xiàng)極度復(fù)雜的綜合性、系統(tǒng)性工程，推進(jìn)過程應(yīng)切實(shí)處理好“短期和長期、局部和整體”的關(guān)系，否則將會(huì)產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)[9]。

2.3.1經(jīng)濟(jì)增速減緩風(fēng)險(xiǎn)

國家的碳排放量與其經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式和發(fā)展階段密切相關(guān)，對于尚處于工業(yè)化階段的國家來說，工業(yè)化促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長的同時(shí)，增加碳排放量。就我國而言，減少碳排放會(huì)對經(jīng)濟(jì)增長形成制約。當(dāng)前我國仍處工業(yè)化階段，工業(yè)增加值占GDP比重約為39%，超出大部分國家碳達(dá)峰時(shí)占比（30%以下）10個(gè)百分點(diǎn)左右，現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長與碳排放仍然是正相關(guān)的關(guān)系。在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、技術(shù)條件沒有明顯改善，以產(chǎn)業(yè)節(jié)能調(diào)整和非化石能源發(fā)展為主要減排手段的條件下，加大碳減排力度，會(huì)削弱產(chǎn)業(yè)競爭力，降低經(jīng)濟(jì)增長速度。且碳達(dá)峰時(shí)間越早，減排目標(biāo)越嚴(yán)格，經(jīng)濟(jì)增速下滑風(fēng)險(xiǎn)越大。

2.3.2能源安全風(fēng)險(xiǎn)

建設(shè)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是大勢所趨，降低化石能源占比，推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)向低碳轉(zhuǎn)型是發(fā)展的必然。但應(yīng)引起注意的是，未來我國經(jīng)濟(jì)仍將快速持續(xù)增長，能源消費(fèi)仍處于較快增長階段。盡管近年來新能源發(fā)展增速較快，但與傳統(tǒng)石化能源相比，其裝機(jī)總量依然較小，且區(qū)域分布差異大、上下游產(chǎn)能錯(cuò)配等問題依然突出，短期內(nèi)無法滿足我國巨大且持續(xù)的能源供應(yīng)需求。

同時(shí)，新能源發(fā)電具有很強(qiáng)的波動(dòng)性、不穩(wěn)定性，大規(guī)模新能源裝機(jī)將對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成巨大風(fēng)險(xiǎn)，電網(wǎng)脆弱性增加，在陰雨天、靜風(fēng)天、凍雨天等惡劣天氣情況下，易發(fā)生大面積停電事故，給能源供應(yīng)帶來沖擊。

2.3.3價(jià)格上漲風(fēng)險(xiǎn)

新能源占比提升將導(dǎo)致以電力為核心的能源價(jià)格上漲。全球已有超過30個(gè)國家的風(fēng)電和光伏成本低于化石燃料發(fā)電。但從系統(tǒng)整體來看，新能源并沒有實(shí)現(xiàn)真正意義上的“平價(jià)”，配套電網(wǎng)建設(shè)、調(diào)度運(yùn)行、儲(chǔ)能服務(wù)、容量補(bǔ)償?shù)容o助性的投資成本較高，整個(gè)電力系統(tǒng)成本比此前化石能源電力體系增加。2019年德國新能源裝機(jī)占比接近40%，十年提高了24個(gè)百分點(diǎn)，但電價(jià)上漲了30%。未來隨著我國新能源裝機(jī)占比的提高，電力系統(tǒng)成本將隨之增加，終端電價(jià)上漲概率極大。

碳減排措施的應(yīng)用將增加企業(yè)成本。降低碳排放，實(shí)現(xiàn)碳中和，必須依靠碳捕集、利用與封存技術(shù)（CCUS）以及碳交易、碳稅等市場化減排工具。而這些碳減排技術(shù)和制度的利用執(zhí)行都將增加企業(yè)生產(chǎn)成本。

能源價(jià)格的上漲最終將導(dǎo)致商品價(jià)格上漲。為實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)，碳排放貢獻(xiàn)較多的幾大行業(yè)（電力、冶煉、化工、交運(yùn)等）在生產(chǎn)方面可能會(huì)面更高的成本壓力，供給將被壓縮，產(chǎn)品價(jià)格將被抬高。由此產(chǎn)生的供需缺口將帶動(dòng)相應(yīng)工業(yè)品價(jià)格快速上漲，導(dǎo)致工業(yè)品出廠價(jià)格指數(shù)（PPI）長期大幅上行。

2.3.4不均衡、不公平發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)

我國區(qū)域發(fā)展資源基礎(chǔ)差距較大，不同地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、資源稟賦、產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢相差明顯。推進(jìn)“碳達(dá)峰、碳中和”將對不同地區(qū)、不同行業(yè)、不同階層人群帶來不同程度的沖擊，或?qū)砗图觿〉貐^(qū)、行業(yè)、階層發(fā)展不平衡、不公平的問題。

“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)下，各地先后出臺(tái)達(dá)峰時(shí)間表，對于產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)良好、減排負(fù)擔(dān)較輕的區(qū)域而言，碳達(dá)峰將成為地區(qū)產(chǎn)業(yè)加速升級的難得契機(jī)。而對于山西、內(nèi)蒙、河北等傳統(tǒng)能源富集的地區(qū)，一方面其碳減排任務(wù)更為嚴(yán)峻，另一方面其低碳產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較為薄弱，如不能有效地采用低碳技術(shù)進(jìn)行升級改造，強(qiáng)硬的減排或?qū)?dǎo)致這些傳統(tǒng)能源地區(qū)碳排放密集型行業(yè)（如煤炭、煤電、鋼鐵、水泥、石化、鋁業(yè)等）被市場淘汰，區(qū)域發(fā)展不均衡問題進(jìn)一步擴(kuò)大。

3　核電發(fā)展定位

3.1　機(jī)構(gòu)預(yù)測

3.1.1國際機(jī)構(gòu)

包括國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）、世界核協(xié)會(huì)（WNA）、經(jīng)合組織核能署（OECD-NEA）、國際能源署（IEA）等多家全球能源機(jī)構(gòu)對未來全球核電發(fā)展前景進(jìn)行了預(yù)測分析。

國際原子能機(jī)構(gòu)《2020氣候變化與核能》報(bào)告對2050年核能發(fā)電量及二氧化碳排放量進(jìn)行預(yù)測（見圖3），其結(jié)果表明，在1.5 ℃目標(biāo)下，全球核能發(fā)電量在低預(yù)期路徑下，年發(fā)電量也將超過5萬億度。IAEA在《至2050年能源、電力和核電預(yù)測》2020年度報(bào)告中，預(yù)測到2050年全球核電裝機(jī)容量為3.63億kW（低值情景）至7.15億kW（高值情景），未來核電發(fā)展主要集中在亞洲和東歐地區(qū)。WNA預(yù)測到2050年世界核電裝機(jī)容量將達(dá)到10億kW。OECD-NEA和IEA聯(lián)合預(yù)測，預(yù)計(jì)到2030年世界核電裝機(jī)容量將達(dá)到5.43億kW，到2050年世界核電將達(dá)到9.3億kW。

3.1.2國內(nèi)機(jī)構(gòu)

國網(wǎng)能源研究院認(rèn)為，隨著核電安全性的提升，“在確保安全的前提下積極有序發(fā)展核電”意味著，2030年以前，年均開工6～8臺(tái)機(jī)組，2030年核電總裝機(jī)1.2億kW，待沿海核電廠址資源開發(fā)完畢，2030年以后，適時(shí)啟動(dòng)內(nèi)陸核電開發(fā)，預(yù)計(jì)2060年核電裝機(jī)規(guī)模3億kW以上（見圖4）。

全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織認(rèn)為，至2030年，我國核電裝機(jī)容量1.08億kW，占全國總裝機(jī)容量的2.8%，至2060年，我國核電裝機(jī)容量2.5億kW，占全國總裝機(jī)容量的3.1%。

清華大學(xué)能源環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究所預(yù)測，2060年碳中和情境下，核電裝機(jī)容量約為3.5億kW（見圖5）。

圖3　碳排放量與核能發(fā)電量預(yù)測（IAEA）

圖4　零碳情景下2020—2060年全國水電核電裝機(jī)規(guī)模（萬kW）

圖5　2060年碳中和情境下各類能源的發(fā)電量預(yù)測

國家發(fā)改委能源所認(rèn)為2050年我國核電裝機(jī)容量達(dá)5.6億kW，達(dá)到世界核能協(xié)會(huì)研究中的高情景方案，其中4億kW為三代核電技術(shù)，1.6億kW預(yù)留給四代或更高水平的核電技術(shù)。

3.2　研判分析

2021年《政府工作報(bào)告》中明確提出“在確保安全的前提下積極有序發(fā)展核電”，這是近十年，政府工作報(bào)告首次在提及核電時(shí)使用“積極”一詞進(jìn)行表述，我國核電進(jìn)入新發(fā)展階段。國家重新把核電作為一種主要的能源形式來發(fā)展，表明了核電在我國清潔低碳、安全高效的能源體系中的地位和作用。

“積極”意味著核電將主動(dòng)發(fā)揮不可或缺的作用。核電運(yùn)行穩(wěn)定可靠，可大規(guī)模替代化石能源作為基荷電源，是新增非化石能源中最具競爭力的品種，是我國實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的重要選擇。首先，風(fēng)電、光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性，催生了清潔電力系統(tǒng)對基荷能源的需求，核能將進(jìn)一步替代部分火電，與新能源形成互補(bǔ)，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行；其次，核能的供汽、供熱、制氫、海水淡化等多功能應(yīng)用，進(jìn)一步提高了核能的利用效率，結(jié)合抽水蓄能、先進(jìn)儲(chǔ)能、制氫等技術(shù)，更能提供靈活可靠的調(diào)峰功能；最后，先進(jìn)核能系統(tǒng)的研發(fā)能夠在確保安全的基礎(chǔ)上，提高核能的經(jīng)濟(jì)性，為我國及世界的能源系統(tǒng)提供安全經(jīng)濟(jì)的能源解決方案。核電的功能定位將由戰(zhàn)略性的儲(chǔ)備補(bǔ)充逐步演變?yōu)榈吞记鍧嶋娏ο到y(tǒng)供給與多能互補(bǔ)綜合利用的有力保障支持。

“有序”意味著核電建設(shè)將保持合理的發(fā)展布局節(jié)奏，扭轉(zhuǎn)核能發(fā)展不均衡的局面。有序推動(dòng)核電建設(shè)節(jié)奏平穩(wěn)，保持核電建設(shè)的合理規(guī)模；有序推動(dòng)核電布局優(yōu)化，打造沿海地區(qū)核電建設(shè)，穩(wěn)妥推進(jìn)內(nèi)陸省份核電建設(shè)；有序推進(jìn)核電技術(shù)進(jìn)步，堅(jiān)持核能發(fā)展“三步走”技術(shù)路線，推進(jìn)核能多用途利用示范項(xiàng)目落地；有序提升產(chǎn)業(yè)配套能力，依托項(xiàng)目建設(shè)，加快核電裝備制造、工程建設(shè)能力提升，培養(yǎng)專業(yè)的人才隊(duì)伍；有序推動(dòng)國際市場開發(fā)，落實(shí)“一帶一路”倡議，為構(gòu)建新發(fā)展格局做出積極貢獻(xiàn)。

“華龍一號”全球首堆投入商業(yè)運(yùn)行，標(biāo)志著我國在三代核電技術(shù)領(lǐng)域躋身世界前列，我國核電技術(shù)水平和綜合實(shí)力躋身世界第一方陣，為新時(shí)期我國核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了有力支撐。

4　總結(jié)

本文系統(tǒng)梳理了“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)提出的背景、趨勢，介紹了國內(nèi)外碳中和目標(biāo)的現(xiàn)狀與政策決心，總結(jié)了我國實(shí)現(xiàn)碳中和的實(shí)現(xiàn)路徑。并從煤電降碳、新能源、儲(chǔ)能三個(gè)角度就電力行業(yè)的碳中和路徑進(jìn)行了論述分析，同時(shí)指出了碳中和過程中可能面臨的風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)，包括經(jīng)濟(jì)增速減緩風(fēng)險(xiǎn)、能源安全風(fēng)險(xiǎn)、價(jià)格上漲風(fēng)險(xiǎn)、不均衡不公平發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)。最后對核電發(fā)展定位進(jìn)行研判，肯定了核電在以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)中扮演的角色，明確了核電在我國清潔低碳、安全高效的能源體系中的地位和作用。

［1］ 薛亮．各國推進(jìn)實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)和進(jìn)展［J］．上海人大月刊，2021，371（07）：53-54.

［2］ 張美一．碳達(dá)峰碳中和實(shí)現(xiàn)路徑及影響的文獻(xiàn)綜述［J］．經(jīng)濟(jì)管理文摘，2021，776（14）：173-174.

［3］ 胡源，薛松，楊素，等．綜合能源背景下的配電網(wǎng)多場景規(guī)劃［J］．中國電力，2021，54（04）：175-184.

［4］ 馬俊杰，齊紅濤，施童飛，等．電力行業(yè)落實(shí)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的思考［J］．農(nóng)村電工，2021，29（08）：10.

［5］ 唐偉．“碳中和”背景下“十四五”能源電力發(fā)展趨勢分析［J］．油氣與新能源，2021，33（02）：13-17.

［6］ 林伯強(qiáng)．碳中和背景下的綠色電力消納和綠色電力市場發(fā)展［N］．第一財(cái)經(jīng)日報(bào)，2021-07-21（A11）．

［7］ 田豐，王文琪，包存寬．以降碳為目標(biāo)的逆向戰(zhàn)略環(huán)境評價(jià)：理念與模式［J］．環(huán)境保護(hù)，2021，49（12）：22-27.

［8］ 朱法華，王玉山，等．中國電力行業(yè)碳達(dá)峰、碳中和的發(fā)展路徑研究［J］．電力科技與環(huán)保，2021，37（3）：9-16.

［9］ 劉滿平．“雙碳”目標(biāo)帶來的機(jī)遇與挑戰(zhàn)［N］．西江日報(bào)，2021-05-29（003）．

Study and Judgment on Energy Developing Trend and Nuclear Energy Positioning under the Background of “Carbon Peaking and Carbon Neutrality”

JING Chunning，GAO Li*，MA Jiapeng，WU Yuxiang，LUO Yibo，SUN Tao

（China Nuclear Power Engineering Co.，Ltd.. Beijing 100840，China）

Since the new century，the greenhouse effect is increasingly affect people’s lives severely. In the 2021 NPC & CPPCC，“carbon peaking and carbon neutrality” is firstly written in the report on the work of the government. According to the multi-dimension thoughts such as the strategic objectives and achieving methods of “carbon peaking and carbon neutrality”，carbon neutrality methods and risk analysis of electricity industry and nuclear power development positioning，the author makes judgment and study on the energy developing trend and nuclear energy positioning under “carbon peaking and carbon neutrality”. This article affirms the role of nuclear power in the new power system that takes new energy as principle；clarifies the function and position of nuclear power in China’s clean，low-carbon，safe and efficient energy system；provides a reference for the developing plan of the government and energy industry.

Carbon peaking；Carbon neutrality；Energy；Nuclear power

TK01

A

0258-0918（2022）01-0001-09

2021-12-15

荊春寧（1975—），男，河北廊坊人，研究員級高級工程師，碩士，現(xiàn)主要從事核電研發(fā)方面研究

高力，E-mail：gaoli@cnpe.cc