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摘要:对核电与火电、风电、太阳能发电成本、煤耗率、电价和环境危害进行比较,提出核电发展应审慎适度,并在高职教学中进一步研究和探讨。
关键词:核电发展;成本比较;煤耗率;电价;环境危害
作者简介:李梅兰(1959-),女,福建泉州人,福建电力职业技术学院,教授。(福建 泉州 362000)
中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011)15-0088-02
电力发展是一个国家经济发展和国民生活素质提高的先行者。在现代社会很难想象若没有电能人们将如何工作和生活。办公室没有电,电脑不能运转;医院没有电,无法对病人进行手术与治疗;家庭没有电,家用电器全部停转。人们已离不开电能。
一、核电发展状况
1.我国核电发展状况
火力发电和水利发电是我国电力系统两大主要的传统发电形式。火力发电厂要消耗大量的煤炭能源,煤炭总有一天要被耗绝。我国的大江大河也终将会开发殆尽。于是人们想起了第三大发电类型——核电。我国核电发展较晚,浙江的秦山核电站建于1984年,1991投入运行。它是中国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆核电站。采用目前世界上技术成熟的压水堆,核岛内采用燃料包壳、压力壳和安全壳三道屏障,能承受极限事故引起的内压、高温和各种自然灾害,年发电量为17亿千瓦时。近几年我国核电高速发展,截至2010年年底国务院已核准34台核电机组,装机容量3692万千瓦,其中已开工建设26台机组,共计2871万千瓦,占世界在建核电机组总数的40%。我国核电发展以前所未有的速度受到世界瞩目。按照温家宝总理《政府工作报告》中提出的要求,到“十二五”末,非化石能源比重将要达到1.4%,到2010年这个比重将进一步提高到15%左右。到2020年我国核电装机将达8000万千瓦,在世界排第二位。
2.国外核电发展状况
据悉,全球核电占电能的比重平均为17%。到2010年,法国核电占发电量的70%,美国占发电量20%,日本、德国和芬兰等占30%,我国占1.8%。
美国核电发展在三里岛事故后停顿了30年,以致美国电力仍有45%来自煤炭,23%来自天然气。尽管那次事故并未造成较大伤害,但到2020年美国计划核电的比例要降到12%以下。
二、同容量核电成本与火电、风电、太阳能发电成本比较
1.核能发电成本
核电厂中的60%基建费用用于核安全、辐射防护和环境保护。核电厂裂变产物中的锕系元素和长寿命的放射性物质要经过乏燃料的后处理,即嬗变、玻璃固化、深埋,核电厂中的基建费用有60%用于核安全、辐射防护和环境保护,环境保护约占发电厂成本的25%~40%。秦山二期总投资145亿人民币,建造成本1.2万~1.3万元/千瓦人民币(包括更新引进技术,可能比1.4万元还要多),每千瓦时电价0.393元。
2.火电发电成本
同样百万千瓦的机组,火电5000元/千瓦。华能国际玉环电厂计算超临界火电造价4800元/千瓦,最低成本为0.21元/每度电,常规火电大概要到0.23元/千瓦以上。火电标杆电价是0.4045元,脱硫机组是0.4195元。
可见,核电的建造成本是火电的2~3倍,核电的运行成本相比于火电却要低得多,火电可达到0.3元左右,而核电只有0.1元。
美国核电成本较2003年低,平均为每度电1.83美分,再次低于燃煤电厂(每度电2.07美分)。核电机组容量因子由1989年的62.2%上升到1999年的85.5%,使美国在仅增加2%的核电能力基础上增加发电38%,但美国希望到2020年将使核电比例从2003年的20%降到 12%以下。
根据中投顾问高级研究员李胜茂提供的数据,目前光伏发电的平均成本约在1.5元每度左右,阳光充足的西部地区可能达到1元左右。
3.风能发电成本
风电场的造价平均为8000~9000元/千瓦左右,建设一座装机10万千瓦的风电场,成本大约在8亿~10亿元,而同样规模的火电厂成本约为5亿元,水电站为7亿元。考虑运行成本和环境成本,风电场的维护和运行成本极低,燃料成本为零;而火电和水电运行成本高,对环境的破坏也十分严重。
据北京大学环境经济与政策研究组研究成果显示,中国风电在综合考虑了装机容量、技术水平提高等因素变化的前提下,成本有逐步下降的趋势,预测的极限成本为0.22元/千瓦时。而当成本到达0.25元/千瓦时时,风电在价格上就有了和煤电竞争的条件。
目前风电成本约0.45~0.6元/千瓦时,风电场运行成本费用很低。
4.太阳能发电成本
目前太阳能的成本只相当于15年前的20%左右,太阳能经过这几年的发展还有进一步降本增效的可能。
根据中投顾问高级研究员李胜茂提供的数据,目前光伏发电的平均成本在1.5元/千瓦时左右,阳光充足的西部地区可能达到1元/千瓦时。
1兆瓦的太阳能热发电站发电成本约为2元/千瓦时,略高于光伏发电成本;10兆瓦的电站发电成本约为1.5元,50兆瓦的电站可降至1.2元左右。两年后建造一个50兆瓦的槽式太阳能热发电站,造价可能降至9000元/千瓦时,远低于光伏发电设备投资成本。
据欧美国家预计,15~20年之后太阳能热发电成本将接近煤电成本。目前煤电成本为0.4元左右,煤价升高的趋势可能还将持续。
三、煤耗率比较
1.燃煤电站
中国电力企业联合会的统计数据显示,2009年1至11月全国平均供电煤耗339克/千瓦时。而世界发达国家的平均水平是330克/千瓦时。最先进的百万千瓦级超超临界机组的煤耗在300克/千瓦时左右。1000兆瓦上海外高桥第三发电公司经过持续的技术创新和优化,2009年实际运行供电煤耗降至282克/千瓦时,刷新了2008年由该公司创造的287克/千瓦时世界最低纪录。机组的厂用电率小于3.53%,远低于全国平均数值5.88%,同样创下世界纪录。
2.核电站
有关专业资料得知,1克铀235完全裂变能产生的能量相当于2.3吨标准煤,一座装机容量为100万千瓦的核电站年均消耗核燃料仅为30吨,而同样规模的火电厂则需消耗260万吨标准煤。
3.风电和太阳能电站
1000兆瓦风电场,运行小时数按3000小时计算,年发电量为300000万千瓦时,按平均供电标准煤耗300克/千瓦时计算可节省90万吨标准煤。
四、上网电价与年运行小时数比较
1.核电
目前核电上网电价仅为0.30~0.48元/千瓦时。而大亚湾核电站发电成本更是比当地的脱硫燃煤机组还要低。秦山核电二期0.393元/千瓦时,接近火电脱硫机组,年运行数核电可达到7000小时。
2.煤电
火电标杆电价是0.4045元/千瓦时,脱硫机组0.4195元/千瓦时。年运行数核电火电4800小时。
3.风电场、太阳能电站和水力发电站
风电上网电价0.6~0.7元/千瓦时;太阳能电站约在1.5元/千瓦时左右,阳光充足的西部地区可能达到1元左右;水电上网0.25~0.3元/千瓦时。其年运行数3000小时。
五、对环境危害的比较
我国自从1991年秦山核电站运行以来还未出现较大的核电事故,运行可靠性较强。从国外运行情况看,通过对核能、煤电、风电、太阳能发电的发电成本、煤耗率、上网电价与年运行小时数比较,核电运行成本最低,发电效率高。但因为核原料具有放射性,反应过程及核废料的处理技术要求很高,是个棘手问题,而且核能受制于铀等原料的生产,一旦核泄漏后果不堪设想。1984年的7级切尔诺贝利核事故,使切尔诺贝利变成一座死城。1979年5级美国三里岛核事故虽然影响不太大,但使美国近30年几乎停止了核电发展。2011年3月11日因日本9级地震引起的日本福岛核电事故,到目前核泄漏还在持续。这些给安全利用核能敲响了警钟。我国由于日本的核泄露问题目前已暂停核电项目的审批,包括开展前期工作的项目。
超超临界机组的煤电,煤耗率一般为300克/千瓦时,热效率很高,很经济,但它要消耗矿石。采矿对周围环境有影响,发电后烟气对环境有一定的污染,且矿石总有一天会被挖绝。它的发展受到环境保护一定的限制。
水能发电是绿色能源,是可再生能源,上网电价一般为0.25~0.3元/千瓦时。但建设投资较大,大型水电站的主要问题是库区的移民和农田的淹没。
而风电和太阳能发电的优势是:风电和太阳能是取之不尽用之不竭的清洁的无污染的绿色能源,对环境的影响有限。
按照“十二五”规划纲要,水电将是可再生能源的第一重点,其次是风电,在2020年以前风电是最大的可再生能源,装机总量肯定要超过光伏。“十二五”期间风电将开工建设1.2亿千瓦,到2020年总量将达到3.3亿千瓦。
德国风电已经达到了3000多万千瓦。德国有一个很宏伟的目标:由于对核电安全的考虑和煤电对环境的影响,提出三年取消核电,煤电可能也会取消。可见世界发达国家对于新能源开发的重视程度。
我国核电大多在沿海且相对人口较为密集的地区,福建省宁德核电和福清核电也在沿海地区,以后的布局还需进一步的研究和思考。
六、结语
对核电与火电、风电、太阳能发电成本、煤耗率、电价和环境危害进行比较得出结论,核电发展应审慎适度。核电应建在远离城市和人口集聚的地方。核电发展的合理性需在高职教学和教研中进一步的研究和探讨。
参考文献:
[1]赵梅阳.管理咨询专家赵海阳谈我国核电行业发展及国际对比[EB/OL].http://wenku.baidu.com.
[2]赵志祥.必须加快发展大面积推广核能利用[EB/OL].http://news.163.com.
[3]核电被重估下新能源格局 光伏或摆脱边缘地位[EB/OL].http://www.chinabidding.com.
[4]发展核电成本低 我国审查安全后完善规划[N].东方早报,2011-03-31.
[5]发改委“十二五”生物质能源前景及政策解读[EB/OL].http://ny.china.com.cn.
[6]从华能国际玉环电厂计算超临界火电造价4800元/kW,最低成本为0.21元/每度电[EB/OL].http://blog.sina.com.cn.
[7]太阳能发电成本下降15年后将接近煤电[EB/OL].http://news.sina.com.cn.
(责任编辑:王祝萍)
关键词:核电发展;成本比较;煤耗率;电价;环境危害
作者简介:李梅兰(1959-),女,福建泉州人,福建电力职业技术学院,教授。(福建 泉州 362000)
中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011)15-0088-02
电力发展是一个国家经济发展和国民生活素质提高的先行者。在现代社会很难想象若没有电能人们将如何工作和生活。办公室没有电,电脑不能运转;医院没有电,无法对病人进行手术与治疗;家庭没有电,家用电器全部停转。人们已离不开电能。
一、核电发展状况
1.我国核电发展状况
火力发电和水利发电是我国电力系统两大主要的传统发电形式。火力发电厂要消耗大量的煤炭能源,煤炭总有一天要被耗绝。我国的大江大河也终将会开发殆尽。于是人们想起了第三大发电类型——核电。我国核电发展较晚,浙江的秦山核电站建于1984年,1991投入运行。它是中国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆核电站。采用目前世界上技术成熟的压水堆,核岛内采用燃料包壳、压力壳和安全壳三道屏障,能承受极限事故引起的内压、高温和各种自然灾害,年发电量为17亿千瓦时。近几年我国核电高速发展,截至2010年年底国务院已核准34台核电机组,装机容量3692万千瓦,其中已开工建设26台机组,共计2871万千瓦,占世界在建核电机组总数的40%。我国核电发展以前所未有的速度受到世界瞩目。按照温家宝总理《政府工作报告》中提出的要求,到“十二五”末,非化石能源比重将要达到1.4%,到2010年这个比重将进一步提高到15%左右。到2020年我国核电装机将达8000万千瓦,在世界排第二位。
2.国外核电发展状况
据悉,全球核电占电能的比重平均为17%。到2010年,法国核电占发电量的70%,美国占发电量20%,日本、德国和芬兰等占30%,我国占1.8%。
美国核电发展在三里岛事故后停顿了30年,以致美国电力仍有45%来自煤炭,23%来自天然气。尽管那次事故并未造成较大伤害,但到2020年美国计划核电的比例要降到12%以下。
二、同容量核电成本与火电、风电、太阳能发电成本比较
1.核能发电成本
核电厂中的60%基建费用用于核安全、辐射防护和环境保护。核电厂裂变产物中的锕系元素和长寿命的放射性物质要经过乏燃料的后处理,即嬗变、玻璃固化、深埋,核电厂中的基建费用有60%用于核安全、辐射防护和环境保护,环境保护约占发电厂成本的25%~40%。秦山二期总投资145亿人民币,建造成本1.2万~1.3万元/千瓦人民币(包括更新引进技术,可能比1.4万元还要多),每千瓦时电价0.393元。
2.火电发电成本
同样百万千瓦的机组,火电5000元/千瓦。华能国际玉环电厂计算超临界火电造价4800元/千瓦,最低成本为0.21元/每度电,常规火电大概要到0.23元/千瓦以上。火电标杆电价是0.4045元,脱硫机组是0.4195元。
可见,核电的建造成本是火电的2~3倍,核电的运行成本相比于火电却要低得多,火电可达到0.3元左右,而核电只有0.1元。
美国核电成本较2003年低,平均为每度电1.83美分,再次低于燃煤电厂(每度电2.07美分)。核电机组容量因子由1989年的62.2%上升到1999年的85.5%,使美国在仅增加2%的核电能力基础上增加发电38%,但美国希望到2020年将使核电比例从2003年的20%降到 12%以下。
根据中投顾问高级研究员李胜茂提供的数据,目前光伏发电的平均成本约在1.5元每度左右,阳光充足的西部地区可能达到1元左右。
3.风能发电成本
风电场的造价平均为8000~9000元/千瓦左右,建设一座装机10万千瓦的风电场,成本大约在8亿~10亿元,而同样规模的火电厂成本约为5亿元,水电站为7亿元。考虑运行成本和环境成本,风电场的维护和运行成本极低,燃料成本为零;而火电和水电运行成本高,对环境的破坏也十分严重。
据北京大学环境经济与政策研究组研究成果显示,中国风电在综合考虑了装机容量、技术水平提高等因素变化的前提下,成本有逐步下降的趋势,预测的极限成本为0.22元/千瓦时。而当成本到达0.25元/千瓦时时,风电在价格上就有了和煤电竞争的条件。
目前风电成本约0.45~0.6元/千瓦时,风电场运行成本费用很低。
4.太阳能发电成本
目前太阳能的成本只相当于15年前的20%左右,太阳能经过这几年的发展还有进一步降本增效的可能。
根据中投顾问高级研究员李胜茂提供的数据,目前光伏发电的平均成本在1.5元/千瓦时左右,阳光充足的西部地区可能达到1元/千瓦时。
1兆瓦的太阳能热发电站发电成本约为2元/千瓦时,略高于光伏发电成本;10兆瓦的电站发电成本约为1.5元,50兆瓦的电站可降至1.2元左右。两年后建造一个50兆瓦的槽式太阳能热发电站,造价可能降至9000元/千瓦时,远低于光伏发电设备投资成本。
据欧美国家预计,15~20年之后太阳能热发电成本将接近煤电成本。目前煤电成本为0.4元左右,煤价升高的趋势可能还将持续。
三、煤耗率比较
1.燃煤电站
中国电力企业联合会的统计数据显示,2009年1至11月全国平均供电煤耗339克/千瓦时。而世界发达国家的平均水平是330克/千瓦时。最先进的百万千瓦级超超临界机组的煤耗在300克/千瓦时左右。1000兆瓦上海外高桥第三发电公司经过持续的技术创新和优化,2009年实际运行供电煤耗降至282克/千瓦时,刷新了2008年由该公司创造的287克/千瓦时世界最低纪录。机组的厂用电率小于3.53%,远低于全国平均数值5.88%,同样创下世界纪录。
2.核电站
有关专业资料得知,1克铀235完全裂变能产生的能量相当于2.3吨标准煤,一座装机容量为100万千瓦的核电站年均消耗核燃料仅为30吨,而同样规模的火电厂则需消耗260万吨标准煤。
3.风电和太阳能电站
1000兆瓦风电场,运行小时数按3000小时计算,年发电量为300000万千瓦时,按平均供电标准煤耗300克/千瓦时计算可节省90万吨标准煤。
四、上网电价与年运行小时数比较
1.核电
目前核电上网电价仅为0.30~0.48元/千瓦时。而大亚湾核电站发电成本更是比当地的脱硫燃煤机组还要低。秦山核电二期0.393元/千瓦时,接近火电脱硫机组,年运行数核电可达到7000小时。
2.煤电
火电标杆电价是0.4045元/千瓦时,脱硫机组0.4195元/千瓦时。年运行数核电火电4800小时。
3.风电场、太阳能电站和水力发电站
风电上网电价0.6~0.7元/千瓦时;太阳能电站约在1.5元/千瓦时左右,阳光充足的西部地区可能达到1元左右;水电上网0.25~0.3元/千瓦时。其年运行数3000小时。
五、对环境危害的比较
我国自从1991年秦山核电站运行以来还未出现较大的核电事故,运行可靠性较强。从国外运行情况看,通过对核能、煤电、风电、太阳能发电的发电成本、煤耗率、上网电价与年运行小时数比较,核电运行成本最低,发电效率高。但因为核原料具有放射性,反应过程及核废料的处理技术要求很高,是个棘手问题,而且核能受制于铀等原料的生产,一旦核泄漏后果不堪设想。1984年的7级切尔诺贝利核事故,使切尔诺贝利变成一座死城。1979年5级美国三里岛核事故虽然影响不太大,但使美国近30年几乎停止了核电发展。2011年3月11日因日本9级地震引起的日本福岛核电事故,到目前核泄漏还在持续。这些给安全利用核能敲响了警钟。我国由于日本的核泄露问题目前已暂停核电项目的审批,包括开展前期工作的项目。
超超临界机组的煤电,煤耗率一般为300克/千瓦时,热效率很高,很经济,但它要消耗矿石。采矿对周围环境有影响,发电后烟气对环境有一定的污染,且矿石总有一天会被挖绝。它的发展受到环境保护一定的限制。
水能发电是绿色能源,是可再生能源,上网电价一般为0.25~0.3元/千瓦时。但建设投资较大,大型水电站的主要问题是库区的移民和农田的淹没。
而风电和太阳能发电的优势是:风电和太阳能是取之不尽用之不竭的清洁的无污染的绿色能源,对环境的影响有限。
按照“十二五”规划纲要,水电将是可再生能源的第一重点,其次是风电,在2020年以前风电是最大的可再生能源,装机总量肯定要超过光伏。“十二五”期间风电将开工建设1.2亿千瓦,到2020年总量将达到3.3亿千瓦。
德国风电已经达到了3000多万千瓦。德国有一个很宏伟的目标:由于对核电安全的考虑和煤电对环境的影响,提出三年取消核电,煤电可能也会取消。可见世界发达国家对于新能源开发的重视程度。
我国核电大多在沿海且相对人口较为密集的地区,福建省宁德核电和福清核电也在沿海地区,以后的布局还需进一步的研究和思考。
六、结语
对核电与火电、风电、太阳能发电成本、煤耗率、电价和环境危害进行比较得出结论,核电发展应审慎适度。核电应建在远离城市和人口集聚的地方。核电发展的合理性需在高职教学和教研中进一步的研究和探讨。
参考文献:
[1]赵梅阳.管理咨询专家赵海阳谈我国核电行业发展及国际对比[EB/OL].http://wenku.baidu.com.
[2]赵志祥.必须加快发展大面积推广核能利用[EB/OL].http://news.163.com.
[3]核电被重估下新能源格局 光伏或摆脱边缘地位[EB/OL].http://www.chinabidding.com.
[4]发展核电成本低 我国审查安全后完善规划[N].东方早报,2011-03-31.
[5]发改委“十二五”生物质能源前景及政策解读[EB/OL].http://ny.china.com.cn.
[6]从华能国际玉环电厂计算超临界火电造价4800元/kW,最低成本为0.21元/每度电[EB/OL].http://blog.sina.com.cn.
[7]太阳能发电成本下降15年后将接近煤电[EB/OL].http://news.sina.com.cn.
(责任编辑:王祝萍)