张生玲等： 低碳约束下中国核电发展及其规模分析
表 2 中国发电电源结构（ 2006 － 2012） Tab． 2 Power generation structure of China（2006 － 2012）
电源 Sort
电源发电量占比（% ） Percentage of each power
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
·47·
中国人口·资源与环境 2015 年 第 6 期
服，与 2002 年相比，2013 年世界核电显示回升趋势，步入 稳定状态［1］。日本也于 2014 年 4 月 11 日通过了新的《能 源基本计划》，将 核 能 定 义 为“重 要 的 基 荷 能 源 ”，彻 底 告 别“零核”方针。国际原子能机构 2013 年 9 月发布《2050 年能源、电力 和 核 电 发 展 预 测 》称“通 过 核 电 安 审、修 正、 停堆，增强了对核安全的信心”，“全 球 核 能 发 电 量 将 在 2030 年以前持续增长”。
gas
煤炭 Coal
核能 Nuclear power
水电 Hydro power
再生 能源 Renewable energy
中国 17． 79 5． 10 67． 50 0． 88 7． 23
1． 50
美国 36． 68 29． 61 20． 11 8． 29 2． 71
2． 59
欧盟 36． 11 23． 53 17． 03 11． 84 4． 89
非化石能源发电中，水电截止 2014 年底已开发 3 亿 kW，随着今后电力需求量的增长，后续即使开发达到 5 亿 kW 的极限，考虑到 5 － 8 年的建设周期，其所占发电比重 很难再有大的提升；风电近年来的发展速度非常快，正朝 着大型化、规模化的方向发展，然而，受限于大规模并网的 电网技术和长距离传输的经济性，近期内风电实现更大规 模的发展尚有一定难度；太阳能光伏发电等虽然快速发
表 1 中美欧一次能源消费结构（ 2013） Tab． 1 Consumption structure of primary energy （2013）
地区 Area
能源类型及所占比例（% ） Energy sort and each percentage
天然气 原油
Natural Crude oil
图 1 全球核电开工机组数量历史分析图 Fig． 1 Number of power reactors started worldwide
（2007 － 2014）
注：摘自于国际原子能机构动力堆信息系统。
收稿日期： 2015 － 03 － 12 作者简介： 张生玲，博士，教授，主要研究方向为宏观经济、能源经济。 基金项目： 中央高校基本科研业务费专项资金重点项目“基于最优消费路径视角下的中国能源安全研究”（ 编号：2012WZD08） 。
中国人口·资源与环境 2015 年 第 25 卷 第 6 期 CHINA POPULATION，RESOURCES AND ENVIRONMENT Vol． 25 No． 6 2015
低碳约束下中国核电发展及其规模分析
张生玲 李 强
（ 北京师范大学经济与资源管理研究院，北京 100875）
摘要 面对能源紧缺和环境约束问题，世界各国纷纷投入到新能源开发中来。核电因其清洁、高效、低碳、经济等特性逐渐受到各国 的青睐。福岛核事故后，世界核电发展进入低潮，中国于 2012 年 11 月重新启动核电项目建设。在国际低碳发展背景和约束下，分析 中国核电发展情况及发展空间与规模显得十分有必要。本文根据中国发展核电的政策形势，结合当前国际低碳发展背景和国内能源 情况，阐述了在降低碳排放和优化能源结构保障能源安全方面，中国发展核电的积极作用。其次，在借鉴国内外研究数据的基础上， 讨论和比较了在基于碳价的基础上核电项目的经济性，得出在考虑碳排放的环境外部性情况下，核电经济优势明显，同时当贴现率为 5% 时，核电极具竞争力。再次，在电力行业碳排放约束下，采用情景分析方法，分析中国核电发展中长期的适宜规模： 2020 年装机容 量为 0． 5 － 0． 7 亿 kW，发电量为 3 750 － 5 250 亿 kWh（ 设备年利用小时数按 7 500h 计算） ，总发电占比为 5% － 7% ； 2030 年装机容量 为 1． 2 － 1． 4 亿 kW，总发电占比为 7% － 10% 。最后，针对未来核电发展规模的扩大，提出了健全核安全文化，加大安全管理监督力 度； 建立铀矿储备保障体系； 注重核电产业链建设，提升核电设备国产化水平； 激励核电企业自主创新，参与国际竞争等政策建议。 关键词 低碳发展； 能源结构； 核电经济性； 中长期规模 中图分类号 F426 文献标识码 A 文章编号 1002 － 2104（ 2015） 06 － 0047 － 06 doi： 10． 3969 / j． issn． 1002 － 2104． 2015． 06． 008
随着经济的 不 断 发 展，我 国 能 源 消 费 量 还 会 不 断 增 长，而近年来全国范围内频发的环境问题，引发了全社会 对以煤炭为主导的能源结构的反思和对能源清洁化的高 度重视。在保障能源供给与安全、应对气候变化、保护生 态环境等多重压力下，对于“核电该在我国能源转型中担 当何种角色”这一重大问题，应当结合我国具体国情，参考 发达国家的多年实践经验和最新认知，选择最适宜的规模 来开展我国的核电建设，发展核电事业。
如今事 故 已 过 去 三 年 多，福 岛 综 合 征 总 体 上 基 本 克
1 核电发展的国内外背景
1942 年，美国建成了世界上第一座人工核反应堆，开 创了核能利用的新纪元。20 世纪 70 年代，工业发达国家 受到两次石油危机的冲击，以核代油的选择使核电进入发 展高潮。1979 年的三哩岛核事故和 1986 年的切尔诺贝利 核事故，引发国际社会对核安全问题的质疑，全球核电发 展速度放缓进入低潮。但各国出于种种考虑，仍然把核电 放在重要的能源发展位置。2000 年后，随着能源价格快 速上涨、世界对气候变化的重视及环境保护的需要，核电
6． 60
OECD 37． 23 26． 10 19． 28 8． 08 5 73 30． 06 4． 42 6． 72
2． 19
资料来源：BP 世界能源统计年鉴 2014。
面对减排压力，优化能源结构势在必行。要逐步实现 能源清洁低碳化，必须大力发展非化石能源，提高非化石 能源比例。非 化 石 能 源 包 括 可 再 生 能 源 和 核 能 等，2012 年用于发电的非化石能源占其利用总量约为 94% ，近年 来我国发电电源中各能源的发电占比如表 2 所示［3］。
火电 83． 31 83． 34 81． 22 81． 81 80． 96 82． 5 78． 57
水电 14． 56 14． 44 16． 39 15． 53 16． 24 14． 12 17． 36
核电 1． 92 1． 93 2． 01 1． 90 1． 77 1． 84 1． 97
其他 0． 21 0． 29 0． 39 0． 75 1． 30 1． 58 2． 09
我国核电建设起步比发达国家晚得多，发展只有 30 多年，以“运 行 堆 年”为 指 标 的 实 践 经 验 尚 不 及 美 国 的 1 /33、法国的 1 /15、日本的 1 /14、俄罗斯的 1 /11。福岛核 事故发生后，我 国 立 即 对 核 设 施 开 展 全 面 详 细 的 安 全 检 查，要求加强 安 全 管 理，对 有 安 全 隐 患 的 核 设 施 提 出 短、 中、长期改进要求，并全面审查在建核电站。直至 2012 年 《核电中长期发展规划（2011 － 2020 年） 》发布后，才正式 重启核电建设项目。“规划”提出：到 2015 年将完成原规 划中在运 40 000 MW 核电装机的目标，在建核电装机规模 有所上调，将略超过 20 000 MW；到 2020 年中国核电装机 将达到在运 58 000 MW，在建 30 000 MW。截止 2014 年 底，我 国 建 成 投 运 的 核 电 机 组 共 有 22 台，装 机 容 量 约 20 100 MW，约占全国发电总量的 2． 1% ；在建的核电机组 27 台，装机容量 28 450 MW（ 中国核能行业协会 2014 年数 据） ，在建机组数居世 界 第 一，约 占 世 界 在 建 规 模 的 四 成。 新一轮的核电规划与部署，表明我国的核电发展已由适度 发展转变为积极发展阶段。
我国能源消费结构与美国、欧洲国家以及世界平均水 平都存在很大差异，原油、天然气占据一次能源消费比重 偏低，而煤炭消费比重过高，这和我国多煤、贫油、少气的 具体国情是紧密相关的；而过大的煤炭使用量，造成了过 高的碳排放量，以及一系列的环境问题。清洁能源方面， 除了水电比例达到世界平均水平，核能和其他可再生能源 都低于世界平均水平，尤其是核能占据比重严重偏低。如 表 1 所示：
展，但受到地理条件和电网并网技术以及经济成本等的制 约，很难成为主力军；由于以上可再生能源仍然不能达到 非化石能源比例的预定目标，积极加快发展核电是必然选 择。也唯有核电，可以不受地理条件和气候的制约，稳定 发电。
第一，核电是环保的清洁能源，消耗少量的核燃料就 可以产生巨大的能量。在核电的生产过程中，温室气体接 近零排放。核电链总温室气体排放系数为 13． 7 g CO2 / kWh，而煤电链总温室气体排放系数高达 1 302． 3 g CO2 / kWh ［4］。有学者以 2011 年为基准年，采用生命周期评价 法核算了实施《核电中长期发展规划（2011 － 2020） 》对温 室气体减排的贡献。通过核算，2015 年核电可减排温室 气体 3． 41 亿 t CO2 / a （ 年 CO2 排放量，其中，新增减排量 为 2． 45 亿 t CO2 / a） ，2020 年可减排温室气体 4． 94 亿 t CO2 / a （ 其中，新增减排量为 3． 98 亿 t CO2 / a） ［5］。而如果 在 2030 年 核 电 装 机 达 1． 5 － 2． 0 亿 kW，将 替 代 煤 炭 3． 75 － 5． 0亿 t，减少 CO2 排放 10 － 13 亿 t［6］。可以说，发 展核电是减少 CO2 排放、实现低碳的保证。此外，核电本 身不产生烟尘，也不排放 SO2 、NOX 。因此，积极发展核电， 增加核电比例，对于减少 SO2 、NOX 、PM2． 5 等常规污染物 排放也将发挥重要作用，对于治理近年来我国多个省份出 现的“雾霾”天气，有着积极的意义。