【摘 要】核电是可以大规模替代化石能源的清洁高效低碳能源，具有能量密度大、可靠性高等特点，对我国能源战略的实现具有重要意义。文章研究了核电低速、中速以及高效发展情形下，由其他能源替代核电引起的发电总成本和碳排放总量变化，分析了核电持续增长对我国优化能源结构、降低电力成本、减少碳排放总量做出的贡献。
【关键词】核电;能源战略;碳排放
中图分类号： F426.2;F206 文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）15-0066-002
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.15.032
The Role of Nuclear Power in Low Carbon Energy of China
ZHENG Le SUN Meng
（CNNP Nuclear Power Operations Management Co.，Ltd.， Zhejiang Haiyan 314300， China）
【Abstract】Nuclear power is a clean， efficient and low-carbon energy source ，and is a choice for large-scale replacement of fossil energy. It has the characteristics of high energy density with high reliability， and is of great significance to the realization of China"s energy strategy. This paper studies the changes in total power generation cost and total carbon emission caused by nuclear power replacement under low-speed， medium-speed and high-efficiency nuclear power development， and analyzes the contributions of nuclear power development to the energy structure optimization， electricity costs and carbon emissions reduction of our country.
【Key words】Nuclear power; Energy strategy; Carbon emissions
1 我国能源战略与碳排放目标
1.1 我国能源战略选择
我国目前是全球最大能源生产国和消费国，面临能源安全、环境污染以及气候变化等诸多挑战。逐步降低化石能源依赖，构建以清洁低碳能源为主体的新型能源系统，是新时代我国能源发展的战略选择。未来，我国能源发展将呈现以下特点：
一是能源消费将持续增长，随着全面建成小康社会目标的实现，人均能源消费刚性需求将长期存在。二是清洁低碳成为能源发展方向，生态文明建设要求能源与环境和谐发展，积极应对气候变化、推动低碳经济发展是题中应有之义。三是终端消费由一次能源更多向以电力为主的二次能源转变，电力作为优质高效、清洁便利的二次能源，成为现代社会重要的能源消费形态;数据表明，终端消费电气化水平与工业化进程紧密相关，处于工业化后期的国家电气化水平显著高于其他国家。
1.2 我国碳排放目标
按照政府承诺，我国非化石能源占一次能源消费比重在2020年达到15%、2030年达到20%;到2030年前后二氧化碳排放达到峰值。目前看，实现上述目标仍具有一定挑战。国际能源署有关研究指出，2018年我国能源相关二氧化碳排放量增长2.5%（即2.3亿吨，占据全球净增量的41%），总量达到94.8亿吨，约是美国的2倍，占全球排放总量的28.6%。
中国社会科学院有关研究认为，我国碳排放峰值将出现在2025-2040年，届时二氧化碳排放总量将达到106亿吨[1]。国网能源研究院有关研究认为，2030年我国二氧化碳排放总量约为100-110亿吨[2]。
2 碳排放约束下的电源发展分析
2.1 我国电力供应现状及趋势
综合有关研究数据，我国碳排放峰值约为110亿吨二氧化碳。据测算，电力生产碳排放约占排放总量的45%[3]，即电源发展的碳排放峰值应控制在49.5亿吨二氧化碳以内。
我国电力生产形式主要包括化石能源如煤电、天燃气发电，以及非化石能源如水电、核电、风电、太阳能发电等。根据中国电力企业联合会统计[4]，目前，化石能源是我国电力供应的主力能源，装机占比超过57%、发电量占比超过66%，各类电源电力供应占比如下表1所示。
国网能源研究院有關研究认为，我国仍将长期维持电力需求增长的态势，到2030年全社会用电量约为9.7-10.7万亿千瓦时[5]。综合考虑能源需求以及各类能源发展趋势，2030年各类电源发电量均高于2018年实际发电量。
2.2 不同情形下的电源发展分析
以下构建总发电成本模型C：
C=PcEc+PgEg+PhEh+PnEn+λwPwEw+λsPsEs
Ed，2030≥Ec+Eg+Eh+En+Ew+Es
D≥δcEc+δgEg+δhEh+δnEn+δwEw+δsEs
Ei，2030≥Ei，2018
其中，Ed，2030为2030年全社会电力需求、D为电源发展碳排放总量。P为各类电源平均上网电价，E为各类电源对应的年度发电量（Ei，2030、Ei，2018分别为各类电源2030年、2018年发电量），δ为电源对应的温室气体排放系数，λ为配套储能建设引起的电价上浮系数，各下标对应关系见上表1。测算时考虑水电发展空间与资源情况，考虑风电、太阳能发电政策扶持情况。
利用线性规划工具，分别就不再发展核电、核电低速发展（考虑年均发电量增速4%，與用电需求增速相当）、核电中速发展（考虑年均发电量增速6%）、核电高效发展（考虑年均发电量增速9%）4种情形进行测算。结果表明，在总发电成本最小，核电高效发展和中速发展情形时，全社会发电成本最优;核电低速发展甚至不再发展将会给社会发电总成本带来507亿元和1122亿元的增加;在核电高效发展的情形下，将减少电力系统碳排放总量2.1亿吨;随着核电的减少，化石能源的比重逐步提高，从59%提升至62%。
3 结论
上述分析表明，在不发展核电或核电低速发展的情形下，我国的能源供应将更加依赖煤炭、天然气等化石能源;随着核电发电量的减少，社会发电成本显著增加。核电是一种可以大规模替代化石能源的清洁低碳能源品种，是构建我国能源安全稳定、低碳经济的现代能源产业的重要战略选择。应科学谋划核电建设规模，维持一定建设节奏，确保我国能源结构调整、绿色发展战略目标的实现。
【参考文献】
[1]王伟光，郑国光，潘家华，等.气候变化绿皮书应对气候变化报告（2014）[M].北京：北京社会文献出版社.2013.
[2]程路，邢璐.2030年碳排放达到峰值对电力发展的要求及影响分析[J].中国电力.2016，49（1）.
[3]徐敏杰，胡兆光，谭显东，等.中国中长期能源和电力需求及碳排放情景分析[J].中国电力，2012，45（4）.
[4]中国电力企业联合会.《中国电力工业现状与展望（2019）》[M].北京，2019.
[5]张宁，邢璐，鲁刚.面向2050年的中国电力发展展望[J].中国能源，2018，40（3）.
[6]国家能源局.关于2017年度全国电力价格情况监管通报[Z].2019.
