“在確保安全的基礎上高效發(fā)展核電”,是中國核電建設的基本方針。良好的經(jīng)濟性是核電實(shí)現高效發(fā)展的必然要求,也是其在電力市場(chǎng)中生存的必要條件。30年來(lái)的實(shí)踐表明,核電不僅是安全、清潔的能源,也是經(jīng)濟的能源。但是隨著(zhù)中國產(chǎn)業(yè)結構調整,以及電力體制改革推進(jìn),核電的經(jīng)濟競爭力正面臨著(zhù)挑戰。
關(guān)于核電的經(jīng)濟性,一般從宏觀(guān)和微觀(guān)兩個(gè)視角探討。
宏觀(guān)角度,經(jīng)濟性的評價(jià)參考主要是對社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展以及環(huán)境的影響。核能發(fā)電不會(huì )產(chǎn)生任何直接的二氧化碳排放量,但在核燃料循環(huán)過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生間接排放,其程度取決于不同的環(huán)節和所使用的技術(shù)。研究表明,即使在排放量最高的情況下,核電的間接排放仍比化石燃料發(fā)電的直接排放低一個(gè)數量級之多。與同等規模的風(fēng)電或水電總排放量相比,核電都不失為一種真正意義上的低碳技術(shù)。中國政府提出,到2030年二氧化碳排放量達到峰值,非化石能源在一次能源消費中的比例達到20%以上。核能發(fā)電將在其中發(fā)揮重要的、不可替代的作用。因此從宏觀(guān)角度看,核電的經(jīng)濟性毋容置疑。
而在微觀(guān)角度,核電的經(jīng)濟性表現在工程造價(jià)、發(fā)電成本和上網(wǎng)電價(jià)等競爭力指標上。本文重點(diǎn)從微觀(guān)角度就中國在運核電機組、在建核電機組的經(jīng)濟性和影響經(jīng)濟性的因素作簡(jiǎn)要分析。
在運機組經(jīng)濟性比較
截至2016年1月,中國在運核電機組30臺,總裝機容量2846萬(wàn)千瓦,全部為二代改進(jìn)型核電機組。
在運核電機組造價(jià)。中國在運核電機組中,8臺機組是上世紀80-90年代引進(jìn)國外技術(shù)建設的,包括:大亞灣、嶺澳一期、秦山三期、田灣。其單位造價(jià)(比投資)為1658-2077美元/kW,折合人民幣為13760-17173元/kW。
而上世紀80年代自主設計建造的首座核電站秦山一期單位造價(jià)僅為5664元/kW。此后,在引進(jìn)、消化法國M310技術(shù)基礎上自主設計建造的秦山二期、秦山二期擴建、嶺澳二期等核電機組的單位造價(jià)為10986-13426元人民幣/kW。
2005年以后,中國核電發(fā)展進(jìn)入批量化建設階段,由于實(shí)現了二代改進(jìn)型核電機組的自主設計、自主建設、自主運行,核電設備國產(chǎn)化比例達到80%以上,單位造價(jià)預算為12300-13400元人民幣/kW,與世界上同類(lèi)核電機組相比單位造價(jià)最低。
在運核電機組電價(jià)如何?2013年1月1日前,中國核電上網(wǎng)電價(jià)按成本加利潤的辦法進(jìn)行測算,由政府價(jià)格主管部門(mén)核批,實(shí)行一廠(chǎng)一價(jià)政策。2013年6月15日,國家發(fā)改委《關(guān)于完善核電上網(wǎng)電價(jià)機制有關(guān)問(wèn)題的通知》規定,對新建核電機組實(shí)行標桿上網(wǎng)電價(jià)政策。根據當時(shí)核電社會(huì )平均成本與電力市場(chǎng)供需狀況,核定全國核電標桿上網(wǎng)電價(jià)為每千瓦時(shí)0.43元。全國核電標桿上網(wǎng)電價(jià)高于核電機組所在地燃煤機組標桿上網(wǎng)電價(jià)(含脫硫、脫硝加價(jià))的地區,新建核電機組投產(chǎn)后執行當地燃煤機組標桿上網(wǎng)電價(jià)。全國核電標桿上網(wǎng)電價(jià)低于核電機組所在地燃煤機組標桿上網(wǎng)電價(jià)的地區,承擔核電技術(shù)引進(jìn)、自主創(chuàng )新、重大專(zhuān)項設備國產(chǎn)化任務(wù)的首臺或首批核電機組或示范工程,其上網(wǎng)電價(jià)可在全國核電標桿電價(jià)基礎上適當提高。
目前,中國在運核電廠(chǎng)均分布于經(jīng)濟發(fā)達的東部沿海地區。2014年,除遼寧省紅沿河核電機組的上網(wǎng)電價(jià)高于當地脫硫脫硝燃煤機組標桿上網(wǎng)電價(jià)外,其他核電機組的上網(wǎng)電價(jià)均低于當地脫硫脫硝燃煤機組標桿上網(wǎng)電價(jià)。與煤電相比,核電在東部沿海地區(包括部分中部地區)表現出較強的競爭力。015年以來(lái),伴隨著(zhù)中國產(chǎn)業(yè)結構調整,煤電價(jià)格一路走低。2015年全國燃煤機組發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)平均每千瓦時(shí)下調約2分錢(qián),2016年又下調約3分錢(qián)。以廣東、浙江、福建、江蘇四省為例,除廣東省燃煤機組標桿上網(wǎng)電價(jià)為0.4505元/千瓦時(shí),高于核電標桿上網(wǎng)電價(jià)(0.43元/千瓦時(shí)),其他三省分別為0.4153、0.3737、0.3780元/千瓦時(shí),均低于核電標桿上網(wǎng)電價(jià)。核電與煤電相比的經(jīng)濟競爭優(yōu)勢正在下降。
在建機組經(jīng)濟性預期
日本福島事故后,中國政府明確規定,新建核電機組必須符合三代安全標準。目前,中國在建核電機組共24臺,其中三代核電機組9臺,包括:浙江三門(mén)一期(AP1000)2臺、山東海陽(yáng)一期(AP1000)2臺、廣東臺山(EPR)2臺、福建福清(華龍一號)2臺和廣西防城港(華龍一號)1臺。
在建AP1000首批三代機組工程造價(jià)(概算)和上網(wǎng)電價(jià)預測
AP1000自主化依托項目三門(mén)一期、海陽(yáng)一期,是世界首批AP1000機組。三門(mén)一期兩臺機組工程投資概算345.70億元(固定價(jià)),總投資401億元,比投資為16040元/千瓦。海陽(yáng)一期兩臺機組工程投資概算344億元,總投資400億元,比投資16000元/千瓦。
以30年作為經(jīng)濟評價(jià)期,以工程概算為依據,國家核電技術(shù)公司專(zhuān)家2013年對三門(mén)一期核電站的平均上網(wǎng)電價(jià)預測為0.452元/千瓦時(shí),低于當時(shí)浙江省脫硫脫硝標桿燃煤電價(jià)0.490元/千瓦時(shí);海陽(yáng)一期的平均上網(wǎng)電價(jià)預測為0.451元/千瓦時(shí),低于當時(shí)山東省脫硫脫硝標桿燃煤電價(jià)0.4549元/千瓦時(shí)。2016年,浙江省、山東省標桿燃煤電價(jià)分別下降至0.4153、0.3729元/千瓦時(shí),核電與煤電相比的經(jīng)濟性?xún)?yōu)勢已不復存在。
首臺三門(mén)1號機組于2009年開(kāi)工,原計劃2013年建成發(fā)電,目前實(shí)際建設進(jìn)度比合同工期約有36個(gè)月的滯后。設計頻繁變更、設備交貨延誤、無(wú)現成經(jīng)驗可循,致使建設工期延長(cháng),預計工程造價(jià)將增加20%以上,上網(wǎng)電價(jià)也會(huì )相應提高?梢灶A期,伴隨AP1000機組的批量化、標準化建設,以及國產(chǎn)化比例的提升,AP1000的經(jīng)濟性將得到改善。但與煤電相比的經(jīng)濟競爭力將面臨嚴峻挑戰。
在建華龍一號機組的經(jīng)濟性預期
華龍一號是以中國30多年核電建設運營(yíng)成熟經(jīng)驗為基礎,汲取世界先進(jìn)設計理念形成的三代核電自主創(chuàng )新成果。因充分依托業(yè)已成熟的核電裝備制造業(yè)體系和能力,采用經(jīng)驗證的成熟技術(shù),首臺機組設備的國產(chǎn)化率可以達到85%,其工程建設比投資預計較二代改進(jìn)型核電機組增加20%左右。
AP1000的建造實(shí)踐表明,一種新機型首堆工程建設的主要難點(diǎn)在于:設計理念的變化引起的系統布置、施工圖紙變更;關(guān)鍵核心新設備的成功研制。與采用革新的全非能動(dòng)安全理念的AP1000不同,華龍一號是漸進(jìn)改進(jìn)型三代核電機組,采用經(jīng)過(guò)驗證的技術(shù),其主要關(guān)鍵設備均使用基于國內已大量建造的核電設備制造技術(shù),并在此基礎上進(jìn)行了改進(jìn),不存在“卡脖子”的制造難關(guān),這就為打破目前全球三代核電建設中普遍存在的“首堆必拖期”現象創(chuàng )造了有利條件。華龍一號不僅面向國內市場(chǎng),也是中國核電“走出去”的主力堆型,由于與目前世界上其他三代機型相比投資成本較低,在國際市場(chǎng)上具有較強競爭力。
影響經(jīng)濟性的因素分析
截至2015年底,世界在建核電機組64臺,其中在建的三代壓水堆核電機組至今無(wú)一臺投運。投資成本高,工程建設拖期,是目前三代核電面臨的兩大挑戰。例如,采用EPR技術(shù)的芬蘭奧爾基洛托3號機組,2005年開(kāi)工,預計2018年投入運行;在法國本土建設的弗拉芒維爾機組,2007年開(kāi)工,預計2017年投入運行。美國30年首批投入建設的4臺AP1000機組,也將延后18個(gè)月建成。正因AP1000、EPR高達6000-7000美元/kW的單位造價(jià)(比投資),以及首堆(首批)工程進(jìn)展不理想,使得俄羅斯在國際核電市場(chǎng)的競爭中屢屢勝出。目前,俄羅斯國家原子能集團公司已持有12個(gè)國家的共計36臺核電機組的訂單,這在很大程度上得益于其3000-4000美元/kW的較低的單位造價(jià)。因此,在確保安全的前提下,如何提高核電的經(jīng)濟性,是中國核電在國內外市場(chǎng)競爭中必須面對的挑戰。
(一)提高核電廠(chǎng)自主設計、建造和運行能力
設計自主化,不僅能充分利用國內人力資源成本優(yōu)勢,較大幅度降低設計和技術(shù)服務(wù)費用開(kāi)支,更重要的是通過(guò)提高自主化能力,掌握關(guān)鍵設備設計、系統設計和工程設計的技術(shù),掌握核心技術(shù),從而掌握采購的主動(dòng)權,自主處理在設備制造、工程建設中發(fā)生的變化和問(wèn)題,有效降低工程造價(jià)。
設備制造投資,約占核電工程總投資的50%。設備國產(chǎn)化,對降低工程造價(jià)有更直接的效果。特別是對少數只有一個(gè)國家、一家企業(yè)生產(chǎn)的具有壟斷性的設備,更應加大自主研發(fā)力度,盡快打破壟斷,獲取采購定價(jià)的話(huà)語(yǔ)權。
(二)妥善選擇、合理利用廠(chǎng)址
廠(chǎng)址是稀缺資源。核電廠(chǎng)址除要滿(mǎn)足核電安全運行要求外,還要關(guān)注其對經(jīng)濟性的影響。廠(chǎng)址條件,如地震地質(zhì)、工程地質(zhì),水源遠近、水資源充足程度、大件運輸條件,大氣擴散條件等,都會(huì )對工程造價(jià)產(chǎn)生影響,在核電廠(chǎng)設計建造中要采取相應措施,妥善處理。
如果廠(chǎng)址條件許可,并考慮電網(wǎng)布局,充分利用廠(chǎng)址資源,一址多機,同一機型,一次規劃,連續施工,可節省工程前期費用以及公用設施、試驗、工程管理和施工費用。同一廠(chǎng)址建2臺百萬(wàn)千瓦機組比只建1臺單位造價(jià)降低約15%。
(三)選擇成熟的核電機型
核電機型越成熟,建設過(guò)程中需要研究驗證的費用越小,遇到未曾發(fā)現和經(jīng)歷的問(wèn)題越少,發(fā)生差錯、事故、變更的事件越少,因而需要付出的不可預見(jiàn)費用越少,必然會(huì )節省投資。同時(shí),成熟的機型,一般運行可靠性好,能保持持續穩定運行,確保機組投運后的經(jīng)濟性。
通過(guò)設計與設備的標準化、系列化,可節省研制、開(kāi)發(fā)費用,便于工廠(chǎng)優(yōu)化加工程序,降低設備的制造成本,簡(jiǎn)化安全審批手續,有利于積累經(jīng)驗和推廣應用,從而縮短建設工期,降低造價(jià)。
(四)提升核電建設工程管理的科學(xué)性、合理性
核電建設中的工程管理,包括質(zhì)量控制、進(jìn)度控制、投資控制以及合同管理等。工程管理的科學(xué)性和合理性的水平高低,對工程造價(jià)有重大影響。
加強工程管理的三大控制和嚴格的合同管理,是在施工中減少、避免差錯和工期延長(cháng)的重要措施。要按合理進(jìn)度施工,既不要放松要求推遲工期,也不要為保形象而搶進(jìn)度、趕工期,造成質(zhì)量、安全隱患,釀成更大的經(jīng)濟損失。
(五)提高核電運行管理水平
上網(wǎng)電量多少,對發(fā)電成本的影響最大。因此,提高負荷因子是降低發(fā)電成本和上網(wǎng)電價(jià)最重要的途徑。當負荷因子由75%提高到90%時(shí),上網(wǎng)電價(jià)可下降10%左右。
改進(jìn)核燃料管理,延長(cháng)換料周期,縮短換料時(shí)間;加強設備狀態(tài)診斷,延長(cháng)大修周期,縮短大修工期;延長(cháng)電廠(chǎng)運行壽命,由40年延長(cháng)到60年等,都可有效地降低生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟效益。
在電網(wǎng)調度中,配套抽水蓄能等調峰手段,盡量使核電廠(chǎng)帶基本負荷,也可有效降低發(fā)電成本。
(六)增強核燃料循環(huán)保障能力
核燃料循環(huán)的費用大體上占核電總成本的20%-30%,而煤電和天然氣發(fā)電的燃料費用則分別占發(fā)電總成本的40%-60%和70%-80%。相比之下,核燃料循環(huán)費用占發(fā)電總成本的份額很低,這意味著(zhù),核燃料循環(huán)費用的波動(dòng)對核電總成本的影響較小。
在核燃料循環(huán)各環(huán)節中,天然鈾價(jià)格對核電成本影響最大。為了規避天然鈾價(jià)格波動(dòng)對核電經(jīng)濟性的影響,應進(jìn)一步加強對海外鈾資源的勘查開(kāi)發(fā),提高供給能力,并完善國家和企業(yè)天然鈾儲備體系建設。
乏燃料后處理和廢物最終處置費用對于其他發(fā)電技術(shù)屬于外部費用,對于核電而言則屬于內部費用。根據國際通行的做法,中國已采取設立核電站乏燃料處理處置基金的辦法來(lái)解決乏燃料處理處置所需要的費用。
(七)推進(jìn)碳排放權交易
按傳統經(jīng)濟學(xué)的計算方法,各種能源電力生產(chǎn)成本,只包括內部成本,未包括在能源生產(chǎn)利用過(guò)程中對環(huán)境、生態(tài)破壞的外部成本。而核電產(chǎn)業(yè)鏈的外部成本絕大部份已內部化了。從科學(xué)、公平的角度評價(jià)各種能源的經(jīng)濟性,應該進(jìn)行能源價(jià)格機制的改革,外部成本內部化,讓核電等清潔能源固有的優(yōu)勢在經(jīng)濟競爭中釋放出來(lái)。目前,中國已在7個(gè)省市開(kāi)展了碳排放權交易試點(diǎn),不僅全部實(shí)現了上線(xiàn)交易,而且碳價(jià)也比較穩定。按照規劃,全國碳市場(chǎng)將在2017年啟動(dòng)。隨著(zhù)全國碳排放權交易市場(chǎng)的形成,必將進(jìn)一步增強核電的經(jīng)濟競爭力。
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