“在確保安全的基礎(chǔ)上高效發(fā)展核電”，是中國(guó)核電建設(shè)的基本方針。良好的經(jīng)濟(jì)性是核電實(shí)現(xiàn)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年來的實(shí)踐表明，核電不僅是安全、清潔的能源，也是經(jīng)濟(jì)的能源。但是隨著中國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，以及電力體制改革推進(jìn)，核電的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力正面臨著挑戰(zhàn)。
關(guān)于核電的經(jīng)濟(jì)性，一般從宏觀和微觀兩個(gè)視角探討。
宏觀角度，經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)參考主要是對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)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)過程中會(huì)產(chǎn)生間接排放，其程度取決于不同的環(huán)節(jié)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(shù)量級(jí)之多。與同等規(guī)模的風(fēng)電或水電總排放量相比(見表一)，核電都不失為一種真正意義上的低碳技術(shù)。
表一 不同發(fā)電技術(shù)溫室氣體排放比較
中國(guó)政府提出，到2030年二氧化碳排放量達(dá)到峰值，非化石能源在一次能源消費(fèi)中的比例達(dá)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。因此從宏觀角度看，核電的經(jīng)濟(jì)性毋容置疑。
而在微觀角度，核電的經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)在工程造價(jià)、發(fā)電成本和上網(wǎng)電價(jià)等競(jìng)爭(zhēng)力指標(biāo)上。本文重點(diǎn)從微觀角度就中國(guó)在運(yùn)核電機(jī)組、在建核電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和影響經(jīng)濟(jì)性的因素作簡(jiǎn)要分析。
在運(yùn)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性比較
截至2016年1月，中國(guó)在運(yùn)核電機(jī)組30臺(tái)，總裝機(jī)容量2846萬千瓦，全部為二代改進(jìn)型核電機(jī)組。
在運(yùn)核電機(jī)組造價(jià)。中國(guó)在運(yùn)核電機(jī)組中，8臺(tái)機(jī)組是上世紀(jì)80-90年代引進(jìn)國(guó)外技術(shù)建設(shè)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(jì)80年代自主設(shè)計(jì)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(guó)M310技術(shù)基礎(chǔ)上自主設(shè)計(jì)建造的秦山二期、秦山二期擴(kuò)建、嶺澳二期等核電機(jī)組的單位造價(jià)為10986-13426元人民幣/kW。
2005年以后，中國(guó)核電發(fā)展進(jìn)入批量化建設(shè)階段，由于實(shí)現(xiàn)了二代改進(jìn)型核電機(jī)組的自主設(shè)計(jì)、自主建設(shè)、自主運(yùn)行，核電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化比例達(dá)到80%以上，單位造價(jià)預(yù)算為12300-13400元人民幣/kW，與世界上同類核電機(jī)組相比單位造價(jià)最低。
在運(yùn)核電機(jī)組電價(jià)如何?2013年1月1日前，中國(guó)核電上網(wǎng)電價(jià)按成本加利潤(rùn)的辦法進(jìn)行測(cè)算，由政府價(jià)格主管部門核批，實(shí)行一廠一價(jià)政策。2013年6月15日，國(guó)家發(fā)改委《關(guān)于完善核電上網(wǎng)電價(jià)機(jī)制有關(guān)問題的通知》規(guī)定，對(duì)新建核電機(jī)組實(shí)行標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)政策。根據(jù)當(dāng)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(guó)核電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)為每千瓦時(shí)0.43元。全國(guó)核電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)高于核電機(jī)組所在地燃煤機(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)(含脫硫、脫硝加價(jià))的地區(qū)，新建核電機(jī)組投產(chǎn)后執(zhí)行當(dāng)?shù)厝济簷C(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)。全國(guó)核電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)低于核電機(jī)組所在地燃煤機(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)的地區(qū)，承擔(dān)核電技術(shù)引進(jìn)、自主創(chuàng)新、重大專項(xiàng)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化任務(wù)的首臺(tái)或首批核電機(jī)組或示范工程，其上網(wǎng)電價(jià)可在全國(guó)核電標(biāo)桿電價(jià)基礎(chǔ)上適當(dāng)提高。
目前，中國(guó)在運(yùn)核電廠均分布于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東部沿海地區(qū)。2014年，除遼寧省紅沿河核電機(jī)組的上網(wǎng)電價(jià)高于當(dāng)?shù)孛摿蛎撓跞济簷C(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)外，其他核電機(jī)組的上網(wǎng)電價(jià)均低于當(dāng)?shù)孛摿蛎撓跞济簷C(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)。與煤電相比，核電在東部沿海地區(qū)(包括部分中部地區(qū))表現(xiàn)出較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力(見表二)。
表二 中國(guó)在運(yùn)核電廠上網(wǎng)電價(jià)
2015年以來，伴隨著中國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，煤電價(jià)格一路走低。2015年全國(guó)燃煤機(jī)組發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)平均每千瓦時(shí)下調(diào)約2分錢，2016年又下調(diào)約3分錢。以廣東、浙江、福建、江蘇四省為例，除廣東省燃煤機(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)為0.4505元/千瓦時(shí)，高于核電標(biāo)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(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)。核電與煤電相比的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)正在下降。
在建機(jī)組經(jīng)濟(jì)性預(yù)期
日本福島事故后，中國(guó)政府明確規(guī)定，新建核電機(jī)組必須符合三代安全標(biāo)準(zhǔn)。目前，中國(guó)在建核電機(jī)組共24臺(tái)，其中三代核電機(jī)組9臺(tái)，包括：浙江三門一期(AP1000)2臺(tái)、山東海陽一期(AP1000)2臺(tái)、廣東臺(tái)山(EPR)2臺(tái)、福建福清(華龍一號(hào))2臺(tái)和廣西防城港(華龍一號(hào))1臺(tái)。
在建AP1000首批三代機(jī)組工程造價(jià)(概算)和上網(wǎng)電價(jià)預(yù)測(cè)
AP1000自主化依托項(xiàng)目三門一期、海陽一期，是世界首批AP1000機(jī)組。三門一期兩臺(tái)機(jī)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。海陽一期兩臺(tái)機(jī)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(jì)評(píng)價(jià)期，以工程概算為依據(jù)，國(guó)家核電技術(shù)公司專家2013年對(duì)三門一期核電站的平均上網(wǎng)電價(jià)預(yù)測(cè)為0.452元/千瓦時(shí)，低于當(dāng)時(shí)浙江省脫硫脫硝標(biāo)桿燃煤電價(jià)0.490元/千瓦時(shí);海陽一期的平均上網(wǎng)電價(jià)預(yù)測(cè)為0.451元/千瓦時(shí)，低于當(dāng)時(shí)山東省脫硫脫硝標(biāo)桿燃煤電價(jià)0.4549元/千瓦時(shí)。2016年，浙江省、山東省標(biāo)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(jì)性優(yōu)勢(shì)已不復(fù)存在。
首臺(tái)三門1號(hào)機(jī)組于2009年開工，原計(jì)劃2013年建成發(fā)電，目前實(shí)際建設(shè)進(jìn)度比合同工期約有36個(gè)月的滯后。設(shè)計(jì)頻繁變更、設(shè)備交貨延誤、無現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)可循，致使建設(shè)工期延長(zhǎng)，預(yù)計(jì)工程造價(jià)將增加20%以上，上網(wǎng)電價(jià)也會(huì)相應(yīng)提高?？梢灶A(yù)期，伴隨AP1000機(jī)組的批量化、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，以及國(guó)產(chǎn)化比例的提升，AP1000的經(jīng)濟(jì)性將得到改善。但與煤電相比的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
在建華龍一號(hào)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性預(yù)期
華龍一號(hào)是以中國(guó)30多年核電建設(shè)運(yùn)營(yíng)成熟經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，汲取世界先進(jìn)設(shè)計(jì)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(yàn)證的成熟技術(shù)，首臺(tái)機(jī)組設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率可以達(dá)到85%，其工程建設(shè)比投資預(yù)計(jì)較二代改進(jìn)型核電機(jī)組增加20%左右。
AP1000的建造實(shí)踐表明，一種新機(jī)型首堆工程建設(shè)的主要難點(diǎn)在于：設(shè)計(jì)理念的變化引起的系統(tǒng)布置、施工圖紙變更;關(guān)鍵核心新設(shè)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(hào)是漸進(jìn)改進(jìn)型三代核電機(jī)組，采用經(jīng)過驗(yàn)證的技術(shù)，其主要關(guān)鍵設(shè)備均使用基于國(guó)內(nèi)已大量建造的核電設(shè)備制造技術(shù)，并在此基礎(chǔ)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(shè)中普遍存在的“首堆必拖期”現(xiàn)象創(chuàng)造了有利條件。華龍一號(hào)不僅面向國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，也是中國(guó)核電“走出去”的主力堆型，由于與目前世界上其他三代機(jī)型相比投資成本較低，在國(guó)際市場(chǎng)上具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。
影響經(jīng)濟(jì)性的因素分析
截至2015年底，世界在建核電機(jī)組64臺(tái)，其中在建的三代壓水堆核電機(jī)組至今無一臺(tái)投運(yùn)。投資成本高，工程建設(shè)拖期，是目前三代核電面臨的兩大挑戰(zhàn)。例如，采用EPR技術(shù)的芬蘭奧爾基洛托3號(hào)機(jī)組，2005年開工，預(yù)計(jì)2018年投入運(yùn)行;在法國(guó)本土建設(shè)的弗拉芒維爾機(jī)組，2007年開工，預(yù)計(jì)2017年投入運(yùn)行。美國(guó)30年首批投入建設(shè)的4臺(tái)AP1000機(jī)組，也將延后18個(gè)月建成。正因AP1000、EPR高達(dá)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(guó)際核電市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中屢屢勝出。目前，俄羅斯國(guó)家原子能集團(tuán)公司已持有12個(gè)國(guó)家的共計(jì)36臺(tái)核電機(jī)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(jì)性，是中國(guó)核電在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中必須面對(duì)的挑戰(zhàn)。
(一)提高核電廠自主設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行能力
設(shè)計(jì)自主化，不僅能充分利用國(guó)內(nèi)人力資源成本優(yōu)勢(shì)，較大幅度降低設(shè)計(jì)和技術(shù)服務(wù)費(fèi)用開支，更重要的是通過提高自主化能力，掌握關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)的技術(shù)，掌握核心技術(shù)，從而掌握采購(gòu)的主動(dòng)權(quán)，自主處理在設(shè)備制造、工程建設(shè)中發(fā)生的變化和問題，有效降低工程造價(jià)。
設(shè)備制造投資，約占核電工程總投資的50%。設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，對(duì)降低工程造價(jià)有更直接的效果。特別是對(duì)少數(shù)只有一個(gè)國(guó)家、一家企業(yè)生產(chǎn)的具有壟斷性的設(shè)備，更應(yīng)加大自主研發(fā)力度，盡快打破壟斷，獲取采購(gòu)定價(jià)的話語權(quán)。
(二)妥善選擇、合理利用廠址
廠址是稀缺資源。核電廠址除要滿足核電安全運(yùn)行要求外，還要關(guān)注其對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響。廠址條件，如地震地質(zhì)、工程地質(zhì)，水源遠(yuǎn)近、水資源充足程度、大件運(yùn)輸條件，大氣擴(kuò)散條件等，都會(huì)對(duì)工程造價(jià)產(chǎn)生影響，在核電廠設(shè)計(jì)建造中要采取相應(yīng)措施，妥善處理。
如果廠址條件許可，并考慮電網(wǎng)布局，充分利用廠址資源，一址多機(jī),同一機(jī)型,一次規(guī)劃,連續(xù)施工，可節(jié)省工程前期費(fèi)用以及公用設(shè)施、試驗(yàn)、工程管理和施工費(fèi)用。同一廠址建2臺(tái)百萬千瓦機(jī)組比只建1臺(tái)單位造價(jià)降低約15%。
(三)選擇成熟的核電機(jī)型
核電機(jī)型越成熟，建設(shè)過程中需要研究驗(yàn)證的費(fèi)用越小，遇到未曾發(fā)現(xiàn)和經(jīng)歷的問題越少，發(fā)生差錯(cuò)、事故、變更的事件越少，因而需要付出的不可預(yù)見費(fèi)用越少，必然會(huì)節(jié)省投資。同時(shí)，成熟的機(jī)型，一般運(yùn)行可靠性好，能保持持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，確保機(jī)組投運(yùn)后的經(jīng)濟(jì)性。
通過設(shè)計(jì)與設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，可節(jié)省研制、開發(fā)費(fèi)用，便于工廠優(yōu)化加工程序，降低設(shè)備的制造成本，簡(jiǎn)化安全審批手續(xù)，有利于積累經(jīng)驗(yàn)和推廣應(yīng)用，從而縮短建設(shè)工期，降低造價(jià)。
(四)提升核電建設(shè)工程管理的科學(xué)性、合理性
核電建設(shè)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(duì)工程造價(jià)有重大影響。
加強(qiáng)工程管理的三大控制和嚴(yán)格的合同管理，是在施工中減少、避免差錯(cuò)和工期延長(zhǎng)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(jì)損失。
(五)提高核電運(yùn)行管理水平
上網(wǎng)電量多少，對(duì)發(fā)電成本的影響最大。因此，提高負(fù)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(dāng)負(fù)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(zhǎng)換料周期，縮短換料時(shí)間;加強(qiáng)設(shè)備狀態(tài)診斷，延長(zhǎng)大修周期，縮短大修工期;延長(zhǎng)電廠運(yùn)行壽命，由40年延長(zhǎng)到60年等，都可有效地降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
在電網(wǎng)調(diào)度中，配套抽水蓄能等調(diào)峰手段，盡量使核電廠帶基本負(fù)荷，也可有效降低發(fā)電成本。
(六)增強(qiáng)核燃料循環(huán)保障能力
核燃料循環(huán)的費(fèi)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(fèi)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(fèi)用占發(fā)電總成本的份額很低，這意味著，核燃料循環(huán)費(fèi)用的波動(dòng)對(duì)核電總成本的影響較小。
在核燃料循環(huán)各環(huán)節(jié)中，天然鈾價(jià)格對(duì)核電成本影響最大。為了規(guī)避天然鈾價(jià)格波動(dòng)對(duì)核電經(jīng)濟(jì)性的影響，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)海外鈾資源的勘查開發(fā)，提高供給能力，并完善國(guó)家和企業(yè)天然鈾儲(chǔ)備體系建設(shè)。
乏燃料后處理和廢物最終處置費(fèi)用對(duì)于其他發(fā)電技術(shù)屬于外部費(fèi)用，對(duì)于核電而言則屬于內(nèi)部費(fèi)用。根據(jù)國(guó)際通行的做法，中國(guó)已采取設(shè)立核電站乏燃料處理處置基金的辦法來解決乏燃料處理處置所需要的費(fèi)用。
(七)推進(jìn)碳排放權(quán)交易
按傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)的計(jì)算方法，各種能源電力生產(chǎn)成本，只包括內(nèi)部成本，未包括在能源生產(chǎn)利用過程中對(duì)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(nèi)部化了。從科學(xué)、公平的角度評(píng)價(jià)各種能源的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)該進(jìn)行能源價(jià)格機(jī)制的改革，外部成本內(nèi)部化，讓核電等清潔能源固有的優(yōu)勢(shì)在經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)中釋放出來。目前，中國(guó)已在7個(gè)省市開展了碳排放權(quán)交易試點(diǎn)，不僅全部實(shí)現(xiàn)了上線交易，而且碳價(jià)也比較穩(wěn)定。按照規(guī)劃，全國(guó)碳市場(chǎng)將在2017年啟動(dòng)。隨著全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)的形成，必將進(jìn)一步增強(qiáng)核電的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。
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