英國核電發(fā)展趨勢

董冬冬

【摘 要】為應(yīng)對全球氣候變化及不可再生能源的過度開發(fā)利用，近10年英國能源結(jié)構(gòu)作了較大調(diào)整，可再生能源占比也逐年提高。作為20世紀(jì)民用核能大國，英國在近20年時(shí)間未發(fā)展核電，現(xiàn)已重啟核電發(fā)展，并認(rèn)為核能在其能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)非常重要的地位。

【Abstract】In order to cope with global climate change and the excessive development and utilization of non-renewable energy， the UK has made major adjustments to its energy structure in the past decade， with the proportion of renewable energy increasing year by year. As a great power of civil nuclear energy in the 20th century， UK did not develop nuclear power for nearly 20 years. Now it has resumed the development of nuclear power， and believes that nuclear energy plays a very important role in its energy structure.

【關(guān)鍵詞】英國;能源結(jié)構(gòu);核電

【Keywords】UK; energy structure; nuclear power

【中圖分類號(hào)】TM623? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）08-0047-04

1 英國能源結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢

根據(jù)英國政府2008年的《氣候變化法》，到2020年溫室氣體（CO2、CH4、N2O、HFCs、PFCs、SF6）排放相對于1990年水平降低26%，到2050年至少降低80%，在2009年的變更中將2020年26%目標(biāo)調(diào)至34%。同時(shí)還提出成立氣候變化委員會(huì)，為執(zhí)行此法案提供支持和建議。英國公布的首批3個(gè)五年計(jì)劃目標(biāo)如表1所示。

2009年7月，英國依據(jù)《氣候變化法》制定了《英國低碳過渡計(jì)劃》，從電力行業(yè)、家庭社區(qū)、工作場所和交通系統(tǒng)四大方面詳細(xì)描述了碳排放規(guī)劃和一系列實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)的舉措。其中，計(jì)劃在電力行業(yè)調(diào)整電力結(jié)構(gòu)：

①可再生能源：總能源需求包括電力、取暖和交通，預(yù)計(jì)其中15%來自可再生能源。預(yù)計(jì)在2020年，電力的40%來自低碳能源，其中30%來自可再生能源。

②核能：新建核電計(jì)劃，并在2025年投運(yùn)。

③碳捕獲及埋存技術(shù)：通過碳捕獲及埋存技術(shù)，應(yīng)用于燃煤電站減少碳排放。

同時(shí)，英國還提出了三個(gè)配套計(jì)劃《可再生能源戰(zhàn)略》《低碳工業(yè)戰(zhàn)略》及《低碳交通計(jì)劃》。《可再生能源戰(zhàn)略》中指出，到2020年可再生能源在總能源供應(yīng)中的比例達(dá)到15%，并且提到：

①可再生能源占電力供應(yīng)的30%。

②可再生能源占取暖供應(yīng)的12%。

③可再生能源占交通能源供應(yīng)的10%。

2011年7月，為滿足電力需求、應(yīng)對氣候變化、降低能源價(jià)格，政府發(fā)布了電力市場改革白皮書。主要有如下目標(biāo)：

①通過多樣化的能源分配，確保電力安全供應(yīng)，防止電力短缺。

②滿足減排目標(biāo)，確保針對低碳技術(shù)的有效投資。

③消費(fèi)者的利益最大化和支出最小化。

通過下述措施來實(shí)現(xiàn)：

①碳底價(jià)。碳底價(jià)實(shí)際上是一個(gè)碳稅，被視為是確保新核電站長期經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)，而歐盟碳排放貿(mào)易體制產(chǎn)生的碳價(jià)不夠高，不足以驅(qū)使市場轉(zhuǎn)向發(fā)展低碳電力。

②排放績效標(biāo)準(zhǔn)。為有效遏制新化石燃料電站設(shè)立的碳排放標(biāo)準(zhǔn)。

③降低電力需求。

④建立機(jī)制，支持電力容量市場流動(dòng)性及獨(dú)立發(fā)電廠接入市場。

⑤實(shí)施有效的過渡計(jì)劃。

為實(shí)現(xiàn)電力市場低碳化和無碳化目標(biāo)，遏制高污染高排放的能源供應(yīng)，英國將不斷提高碳底價(jià)，2013年4月碳底價(jià)為每噸二氧化碳17.5英鎊，到2020年將增至30英鎊，2030年達(dá)到70英鎊。同時(shí)，為限制凈容量不低于50兆瓦的新建火電排放量，設(shè)置了碳排放標(biāo)準(zhǔn)。為鼓勵(lì)大規(guī)模低碳發(fā)電，政府建立差價(jià)合同補(bǔ)貼機(jī)制，發(fā)電商將簽訂基于日前競價(jià)價(jià)格的長期合同，當(dāng)市場價(jià)格低于競價(jià)價(jià)格時(shí)提高發(fā)電商的收入，保證發(fā)電商的利潤。這一機(jī)制對于投資周期長、金額大的核電來說給予了充分保證。英國國家電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)監(jiān)管上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼差價(jià)合同和裝機(jī)容量機(jī)制[1]。

2 英國電力結(jié)構(gòu)變化

根據(jù)英國官方公布的數(shù)據(jù)顯示，英國進(jìn)行電力市場改革及低碳過渡計(jì)劃以來，能源結(jié)構(gòu)有較大變化。表2列舉了英國2009年至2018年的發(fā)電量數(shù)據(jù)。

從圖中的數(shù)據(jù)對比分析可以看出，2018年煤炭的發(fā)電量占到5.16%，從2009年至2018年煤炭發(fā)電量下降約83%，來源于石油的發(fā)電只占0.14%，可見已經(jīng)基本關(guān)停。燃?xì)獍l(fā)電量在2012年至2015年有明顯的大幅下降，而后又回升，這一變化與燃?xì)獾膬r(jià)格變化密切相關(guān)，影響到發(fā)電的利潤。由于核能發(fā)電技術(shù)成熟，成本也相對穩(wěn)定，發(fā)電量已基本穩(wěn)定，變化不大。可再生能源比例逐年大幅提升，從2009年到2018年的發(fā)電量占比提升6倍，達(dá)到近24%。按照英國規(guī)劃到2020年可再生能源發(fā)電量要占總發(fā)電量的30%。2018年凈進(jìn)口電力為19TWh，相比前兩年有增加，但比2014年和2015年要少。與2009比較，2018年凈進(jìn)口電力提高了6倍。同時(shí)，從自動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)購買的用于公共設(shè)施供應(yīng)電力也在逐年增加，近三年每年都超過20TWh。從這些數(shù)據(jù)可以看出，英國能源結(jié)構(gòu)正在不斷朝著規(guī)劃的目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)其碳排放和低碳能源目標(biāo)。在未來的能源結(jié)構(gòu)中，核能也將扮演十分重要的角色。

3 英國核電發(fā)展歷史

20世紀(jì)中期，英國民用核能處于世界前列。1953年開始建設(shè)Calder Hall核電站，1956年并網(wǎng)。為應(yīng)對蘇伊士危機(jī)引起的石油供應(yīng)影響，在60年代一共建成了14個(gè)反應(yīng)堆。在第一代Magnox技術(shù)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)研發(fā)出了第二代先進(jìn)氣冷堆（AGR），從1976年到1985年，英國建成了14臺(tái)AGR技術(shù)核電機(jī)組。隨后英國引進(jìn)壓水堆技術(shù)，并在1995年建成最后一座核電站，Sizewell B壓水堆核電站。隨著英國電力市場改革，英國因?yàn)榇笠?guī)模開采北海油田實(shí)現(xiàn)能源自給。核電由于投資大、時(shí)間長，又無政府主導(dǎo)規(guī)劃，核電發(fā)展被擱置。2000年開始，英國能源供給形式發(fā)生變化，石油和天然氣產(chǎn)量下降，2005年，英國從能源出口國變成能源進(jìn)口國。同時(shí)，為了應(yīng)對氣候變化和核電站的退役產(chǎn)生的能源缺口，英國計(jì)劃重啟核電[2]。

隨著英國電力市場改革，英國能源公司（British Energy）成立并擁有了7座AGR（先進(jìn)氣冷堆）核電站和一座PWR（壓水堆）核電站。2009年EDF-Energy（法電能源公司）收購British Energy之后，成為6大電力生產(chǎn)企業(yè)之一，擁有目前在運(yùn)15座核電站，供應(yīng)英國約20%的電力。8個(gè)核電廠分別是位于蘇格蘭的Hunterston、Torness電廠和英格蘭的Heysham1/Heysham2、HPB、Hartlepool、Sizewell B、Dungeness B。除Sizewell B是PWR單機(jī)組（1個(gè)反應(yīng)堆帶2個(gè)汽輪機(jī)）外，其余7個(gè)電廠均是2個(gè)AGR（Advanced Gas-cooled Reactors，先進(jìn)氣冷堆）機(jī)組配置，石墨做慢化劑，CO2做冷卻劑。2012年法電能源公司宣布Hinkley Point B和Hunterston延期7年，2015年宣布Dungeness B項(xiàng)目延期10年至2028年，2016年宣布Heysham 1和Hartlepool延期5年至2024年，Heysham 2和Torness電站延期7年至2030年。

2003年，英國發(fā)布的能源白皮書中提到，核能將有助于英國實(shí)現(xiàn)碳排放目標(biāo)，但是其在經(jīng)濟(jì)性上不具有吸引力，需要做進(jìn)一步的調(diào)研。2006年，《能源述評(píng)》中研究專家提出，未來二十年英國將需要新增25GWe的電力裝機(jī)容量，以應(yīng)對火電關(guān)停和核電退役。核電將在英國能源供應(yīng)中扮演重要角色，政府需要做好規(guī)劃，并應(yīng)發(fā)布白皮書公布發(fā)展工作流程和時(shí)間表。2008年，英國政府發(fā)布《核電白皮書》，宣告英國重啟核電。報(bào)告中指出：英國面臨氣候變化挑戰(zhàn)，核電作為一種低碳發(fā)電技術(shù)，在后續(xù)的二十年中絕大部分核電站將到期退役。這段時(shí)期，英國將更多依賴于石油和燃?xì)獾倪M(jìn)口，會(huì)面臨全球需求和價(jià)格增加、能源供應(yīng)政治化的形勢。因此，英國將需要應(yīng)對氣候變化和能源安全兩大挑戰(zhàn)。根據(jù)經(jīng)濟(jì)性模型測算比較，為達(dá)到碳排放目標(biāo)，核電是必選項(xiàng)。該白皮書全面闡述了核電的幾大特點(diǎn)：

①低碳。

②經(jīng)濟(jì)性。核電屬于低碳發(fā)電中經(jīng)濟(jì)性較好的技術(shù)。

③可靠性。技術(shù)成熟可靠。

④安全性。有一整套的審查監(jiān)管運(yùn)作流程。

⑤保障能源供應(yīng)多樣性。

國會(huì)于2011年7月批準(zhǔn)的《國家核政策聲明》中，明確了適于在2025年底之前建設(shè)新核電站的8個(gè)廠址，并引入旨在允許加速電站建設(shè)的規(guī)劃改革。根據(jù)2011年英國發(fā)電成本模型報(bào)告，核電可能會(huì)是低碳能源中成本較低的能源，期望在2025年前新增16GW核電裝機(jī)容量，現(xiàn)在這一目標(biāo)已經(jīng)推遲至2030年。2012年11月26日，英國核監(jiān)管辦公室向法電能源公司（EDF-Energy）發(fā)放了在欣克利角C建設(shè)核電站的廠址許可證，這是英國近25年來首次頒發(fā)核電廠址許可證，開啟了英國新一輪核電建設(shè)的序幕。

2013年3月，英國政府公布了一份名為《英國核未來》的業(yè)界戰(zhàn)略性文件，在其中明確了政府的“明確預(yù)期，即核電將在英國未來能源結(jié)構(gòu)中發(fā)揮重要作用”，確保2030年16GW的核電裝機(jī)容量順利交付，并介紹了2020、2030、2050時(shí)間點(diǎn)的民用核能規(guī)劃和一系列推動(dòng)核工業(yè)發(fā)展的舉措。這份文件涉及核能行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，包括新核電建設(shè)、廢物管理與退役、燃料循環(huán)服務(wù)以及運(yùn)行和維護(hù)。2015年，國務(wù)大臣在演講中指出，英國9座核電廠提供了20%的電力，英國政府完全接受核電并認(rèn)為核電是未來電力供應(yīng)中非常重要的一部分。

4 新建核電項(xiàng)目

根據(jù)英國之前的規(guī)劃，計(jì)劃在5個(gè)廠址建設(shè)至少建設(shè)11座核電站，包括EDF子公司NNB Genco的Hinkley C和Sizewell C，Horizon核電公司的Wylfa Newydd 和Oldbury，以及NuGen公司的Moorside。2018年，東芝公司在未能找到Moorside核電項(xiàng)目的合作伙伴或買家后，計(jì)劃清算其英國核電資產(chǎn)NuGen公司。2019年，Horizon公司宣布凍結(jié)其在英國的核電項(xiàng)目。因?yàn)閺?qiáng)化安全對策，該項(xiàng)目費(fèi)用預(yù)計(jì)增長至280億美元左右，為原計(jì)劃的1.5倍。而后新增的布拉德韋爾B項(xiàng)目，計(jì)劃采用中國華龍一號(hào)技術(shù)。根據(jù)英國監(jiān)管要求，HPR1000技術(shù)正在進(jìn)行GDA（通用設(shè)計(jì)審查），目前已經(jīng)進(jìn)入第三階段，預(yù)計(jì)在2021年完成。塞茲韋爾C項(xiàng)目計(jì)劃在2021年作出最終投資決定。欣克利角C項(xiàng)目預(yù)計(jì)在2025年發(fā)電。這些項(xiàng)目均為法電集團(tuán)與中國廣核集團(tuán)合作建設(shè)項(xiàng)目。

根據(jù)前述英國政府關(guān)于能源政策的導(dǎo)向以及對核電發(fā)展的支持，英國核電將會(huì)得到大力發(fā)展，在2050年的長遠(yuǎn)規(guī)劃中，核能發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到70GWe。

【參考文獻(xiàn)】

【1】伍浩松.英國核電現(xiàn)狀[J].國外核新聞，2013（12）：21-26.

【2】韓舒淋.英國核能發(fā)展啟示錄[J].南方能源觀察，2014.