北極星碳管家網(wǎng)訊:核能具有清潔低碳、出力穩(wěn)定、邊際成本低等特征，且發(fā)展沿海核電的部署與我國經(jīng)濟(jì)布局深度契合，是能源供給側(cè)尤其是新增非化石能源中最有望兼顧“低碳、經(jīng)濟(jì)、安全”矛盾三角的能源形式，能通過規(guī)模化發(fā)展替代化石能源，并與新能源形成強(qiáng)互補(bǔ)發(fā)展。本文以“雙碳”目標(biāo)（碳達(dá)峰、碳中和）及“兩個構(gòu)建”（構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系、構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)）為準(zhǔn)繩，總結(jié)提出核能在未來“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)下的挑戰(zhàn)和對策建議，以期促進(jìn)未來核能高質(zhì)量發(fā)展。

一、引言

2020年9月22日，國家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論會上做出“碳達(dá)峰、碳中和”鄭重承諾，首次提出了我國“二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)。該戰(zhàn)略目標(biāo)體現(xiàn)了我國將攜手世界積極應(yīng)對全球氣候變化這一巨大挑戰(zhàn)的堅定決心，也彰顯了我國在構(gòu)建人類命運(yùn)共同體上的大國責(zé)任與擔(dān)當(dāng)，這些都為新冠肺炎疫情后的全球綠色發(fā)展和協(xié)調(diào)共贏注入強(qiáng)大信心。已有研究指出，中國“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)，將有效推動全球溫升趨勢的改變，使得全球溫度將比預(yù)期降低0.3℃甚至更高[1]。

自進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國的碳排放量也在快速攀升。相關(guān)研究數(shù)據(jù)[2]顯示，2019年我國碳排放量約115億噸，約占全球總排放量的30%，位居全球第一，較2000年我國碳排放量提高約168%。21世紀(jì)以來我國的碳排放量和GDP增長情況見下圖1。

目前我國相關(guān)研究領(lǐng)域總體上對2060年“碳中和”背景下的碳排放限值已達(dá)成一定共識[3]。據(jù)有關(guān)研究機(jī)構(gòu)的預(yù)測[2]，我國若要實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)的“1.5℃情景”下的減排目標(biāo)，2050年后允許碳排放值僅為當(dāng)前碳排放量的15%～25%，即使在“退而求其次”、可行備用的“2℃情景”下，允許碳排放值也僅為當(dāng)前碳排放量的40%～50%，并低于2000年我國碳排放量。而目前，我國經(jīng)濟(jì)仍處于中高速、高質(zhì)量發(fā)展階段，能源消費(fèi)量還在增長，碳排放量還有增加的可能，需要經(jīng)歷2030年前“碳達(dá)峰”，才能走向2060年的“碳中和”。相比發(fā)達(dá)國家，我國“碳達(dá)峰”到“碳中和”間隔僅有30年時間，減排強(qiáng)度及困難程度在全球范圍首屈一指。未來我國碳的達(dá)峰和減排情景設(shè)想見下圖2。

而實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)首當(dāng)其沖的就是能源產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，2019年我國能源供給側(cè)的碳排放量約46億噸，占比約40%；能源消費(fèi)側(cè)（僅工業(yè)領(lǐng)域）的碳排放量約33億噸，占比約30%，合計貢獻(xiàn)已達(dá)70%，是我國二氧化碳排放的主要來源[3]。構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系、構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能源產(chǎn)業(yè)“低碳”甚至“零碳”轉(zhuǎn)型發(fā)展，是我國實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的重要保障和前提，也是未來能源產(chǎn)業(yè)適應(yīng)我國新時期高質(zhì)量發(fā)展目標(biāo)的重大要求和長久研究方向。

二、核能是我國能源和電力統(tǒng)籌發(fā)展的戰(zhàn)略性保障

近年來，隨著我國穩(wěn)步實(shí)施“兩個構(gòu)建”，我國風(fēng)能和太陽能等可再生能源成為增速最快的能源。2020年，我國風(fēng)能發(fā)電裝機(jī)容量約2.82億千瓦，太陽能發(fā)電裝機(jī)容量約2.53億千瓦，較2015年分別增長約1.2倍和4.8倍；預(yù)計2025年、2030年、2035年，我國風(fēng)能發(fā)電裝機(jī)規(guī)模有望達(dá)到4億、6億、10億千瓦，太陽能發(fā)電裝機(jī)規(guī)模有望達(dá)到5億、9億、15億千瓦[3][5]。

但是，過往數(shù)十年來世界各國能源和電力發(fā)展實(shí)踐和研究成果均表明，能源結(jié)構(gòu)的低碳化是一個漫長、復(fù)雜、曲折的過程。可再生能源固有的能量密度低、發(fā)電不穩(wěn)定等特征，使其在大規(guī)模發(fā)展下仍將面臨一些短時期內(nèi)無法回避的現(xiàn)實(shí)瓶頸或問題。如新能源大發(fā)時段需要大量可控電源深度調(diào)節(jié)以保障消納，在熱潮、寒潮等特殊天氣需要電力穩(wěn)定供應(yīng)時往往又出力下降，甚至出現(xiàn)如2021年7月28日東北電網(wǎng)風(fēng)電的短時最低出力不足網(wǎng)內(nèi)風(fēng)電裝機(jī)千分之一的極端情況。

而從全球尤其是發(fā)達(dá)國家過往發(fā)展經(jīng)驗和未來發(fā)展策略等來看，能源和電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)多種能源形式并存的局面，可再生能源、核能、儲能等新型能源形式與必要的化石能源等不同能源并存互補(bǔ)，各自發(fā)揮自己的優(yōu)勢，為全球和各國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展提供充足的能源和電力保障。全球及典型地區(qū)能源消費(fèi)和電力供應(yīng)情況及未來預(yù)測[6]見下圖3～圖6。

目前，全球GDP前15強(qiáng)國家基本均已明確2050年前后實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)，除意大利和澳大利亞外，核能在其能源和電力系統(tǒng)中均占有一定比重[6]（見圖7），在GDP前10強(qiáng)國家尤其是聯(lián)合國5大常任理事國中，我國核電所占比例相對較低（見圖8）。

鑒于其具有的清潔低碳、出力穩(wěn)定、邊際成本低等特征，且發(fā)展沿海核電的部署與我國經(jīng)濟(jì)布局深度契合，核能是我國能源供給側(cè)尤其是新增非化石能源中最有望兼顧“低碳、經(jīng)濟(jì)、安全”矛盾三角的能源形式，可規(guī)模化發(fā)展替代我國沿海負(fù)荷中心周邊的化石能源。核電與可再生能源技術(shù)特征對應(yīng)互補(bǔ)，可實(shí)現(xiàn)電力電量時空匹配度更高的互補(bǔ)型發(fā)展，共同成為未來能源和電力系統(tǒng)非化石能源的重要組成部分。

三、“雙碳”目標(biāo)下我國核能行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

（一）核能要應(yīng)對能源電力市場化及未來“碳市場”建立的競爭挑戰(zhàn)