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電力這麼緊缺,為什麼不大力發展核電?

電力這麼緊缺,為什麼不大力發展核電?

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隨着國際市場能源價格一再走高,國內煤炭電力供應持續偏緊,部分省份出現限電限產。近日國家發改委發文通知,完善主要由市場決定電價的機制,保障電力安全穩定供應。種種壓力交織,有人將希望的目光投向核電——最安全,最穩定的能源供應方式。而且,中國核電設備為全球最先進的第三代,安全性可以說全球領先。那麼,用核電取代火電,從此不懼能源危機,並順利完成碳中和的歷史宏願。這樣的可能性與操作性有多大?

這些天因為電力緊張,造成多處拉閘限電。很大的一個原因是煤價上漲,其中作為期貨的煤相關產品,價格今年已經翻了一倍,而且漲的還沒有停止的意思。

而相應的電價受發改委規定,使得上漲是有限制的,這就使得燃煤電廠陷入了一個尷尬境地,發電就賠錢,越發越賠。使得有很多電廠藉機檢修設備,降低損失,反正不會擴大產能,這就加劇了電力的供應不足。

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其實,中國的煤炭本身也不是特別足,有個數據叫煤炭儲產比,也就是按照現在這樣挖還能挖幾年。

美國作為全球煤炭儲量最高的國家,其煤炭已探明儲量為全球首位,煤炭儲產比上,2019年美國煤炭儲產比達390年,俄羅斯達369年,而中國僅為37年。中國煤炭已探明儲量在全球排行前列,但是儲產比遠遠低於其他國家,這樣下去,很快又得大規模進口煤炭了。

也就是中國的煤還能用不到40年,當然這話不是這麼絕對,因為每年中國煤炭新的探明儲量都不少,但是發現的煤礦越來越偏遠,運輸成本越來越大,電和蔬菜差不多,在當地便宜,輸送越遠越貴。

舉個最簡單的例子,在新疆和內蒙的部分偏遠發電廠,電價低到不到兩角,這也是為啥在國家大力整治區塊鏈挖礦之前,每年四川的枯水期,礦產會整個拆了運到那裏,用當地的便宜電挖礦。中國煤炭不足是事實。其中最主要的問題就是電煤消耗太大。

所以這是我們現在大力發展清潔能源的原因之一。

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清潔能源常見的有好幾種。相比起來,水電優勢最大,不但發電的價格便宜,同時電站建立的水庫還有調節水量和灌溉的效果,大型電站甚至可以改變地貌。

比如白鶴灘水電站,按照當地人的說法「把金沙江活活變成了一個湖泊連着一個湖泊」,金沙江是什麼地方?一向以地勢險峻水流湍急著稱,現在也温和多了。

但是水電站對選址有要求,對水量也有要求,北方的很多河流而且中國水電大多集中在西南地區,崇山峻嶺中電如何運輸也是個挑戰。所以「西電東送」是和「北煤南運」「南水北調」差不多的超級工程。

至於風電和光伏,同樣也對風量和陽光有要求,這些資源豐富的地區也大多都在比較偏遠的地方,而且本身有一定的風險。

比如德州停電那事大家記得吧,冰雪暴把風扇給凍住了,電力不足,整個州都停了。這也是為啥搞風電和光電,必須得規劃好如果發生一大片區域同時停電怎麼解決。

現在能想到的好的解決方案,就是發展儲能,把風電和太陽能發出來的電存起來,萬一發生斷電也可以及時頂上,所以儲電行業接下來是一個超級行業,將迎來大爆發。

炒股玩基金的小夥伴都知道,前段時間寧德時代搞出來了那個鈉電池後股價大漲,不僅僅是因為這玩意比鋰電池更便宜(但是比鋰電池重得多)。

更重要的是,將來新能源相關的儲能可能會用得着這個技術,到時候儲存兩三天的電量,萬一好幾天陰天或者沒有風不至於一度電都發不出來。

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在清潔能源中,按理說最得天獨厚的就是核能了。

但是核電站也很麻煩,選址就是個超級複雜的事:

首先要有大量水源,因為核電站的運行和冷卻需要大量的水,這也是為啥中國的核電站一般都在沿海,法國和德國他們一般都建在湖邊,或者為了建核電站乾脆搞個大壩。下圖是中國十四五規劃的大型能源基地佈局圖,核電都在沿海。

(智谷趨勢授權使用)

其次不能在地震帶上,這個大家都懂,不多說了。

接下來是最敏感的,民意問題,一般說「核電站很安全」,往往是因為深刻了解了核電站到底是怎麼運轉的,才會有這種感覺。

如果非常確信核電站非常安全,往往得有相關學歷才那麼言之鑿鑿,問題是老百姓又沒有核物理相關學位,他們怎麼會懂?

所以核電站選址向來非常麻煩,弄不好就會被抵制。

最後也是最麻煩的一個環節,也就是核廢料的問題,就跟煤燒完之後會有煤渣一樣,核電廠發完電也會產生大量的核廢料,那些帶着放射性的核廢料怎麼處理也是個大麻煩。

一般都是先回收一下可利用的成分,再裝進特製容器,掩埋到地下五百到一千米,這些核廢料的放射性會持續上萬年。

所以核廢料的掩埋場本身也極其昂貴,畢竟萬一出了事,污染了地下水可麻煩了,這方面法國作為核電方面的扛把子,研究非常深。

了解了這些,就知道發展核電這事本身需要考慮的事非常非常多,而且涉及社會輿論和群眾心態等問題,就更復雜了。

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至於核電的效果,就以中國最先進的自主發電機組,華龍一號為例。一台華龍一號機組,裝機量是120萬千瓦時,每年生產100億度電,這相當於每年節約350萬噸煤。每年減少了近千萬噸二氧化碳排放,相當於近億棵樹一年吸收二氧化碳的量。如果是火電,為了運這些煤,又要消耗大量資源,開採又要消耗,開採破壞環境修復又需要。

但是,核電在很多人眼裏卻有個不足:安全性。可以說自從美國最早開始使用核電,幾十年來核電的發展,被三次大事故拖了後腿。

如果深入地了解三次事故,其中技術問題不多,都是人的問題。

第一次大事故是美國1979年三里島事故,過程非常無語,過程不細說了,隨便搜一下都有,事後分析居然說應急設備指示燈被邊上一張檢修卡擋住了,使得操作人員操作失誤,差點出大亂子,不過萬幸沒爆炸,反應堆慢慢的降了温,雖然有少量泄漏通過冷卻水溢出,但是沒有大的泄漏。

這事對全世界的核電事業打擊很大,在此之前,按照宣傳的說法,對核技術的完全控制是可以實現的,美國政府更是宣佈核技術是一本萬利絕對安全的買賣。普通人覺得既然核潛艇和核動力航母帶着反應堆在海上四處顛簸都沒事,一個多重保護的核電站能有什麼問題?所以那些年美國的核電站開掛一樣,十幾年時間建了幾十個電站一百多台反應堆。到現在還是全世界核電站最多的國家,全美國20%電力來自核電。

但是問題就這麼發生了,三里島使得美國核電建設停滯了幾十年,很長時間美國核電公司要靠出口技術為生。直到多年以後才開始重新建設新的核電站。

如果小夥伴你看過美國著名動畫連續劇《辛普森一家》(這個被美國人評為最偉大動漫劇集),裏面的主人公——也是動漫界最著名的傻子霍默,工作就是個核電站的安全員,如果你看過他怎麼上班,就知道編劇在諷刺三里島核電站。

第二次就是1986年的切爾諾貝利核電站事故了,這次事故的主因一個是安全性的設計有瑕疵,還有就是操作人員嚴重的不規範。

儘管切爾諾貝利這事對蘇聯國力的影響並不大,不過輿論上的影響卻大的離譜,以至於不少人想論證蘇聯倒閉的必然性,到現在也會把這事拿出來。

第三次就是福島了,2011年日本福島附近海域發生了9級地震,地震發生後福島的機組自動停機,開始給反應堆降温。但是地震造成的海嘯使得電力中斷,沒有足夠水降温的核心温度不斷升高,最後發生了爆炸。但是最奇葩的是核電站所有者的日本東電公司,幾次「神操作」造成了事故不斷擴大,最終無法收拾。

一直到今年,足足弄了十年,按照國際原子能組織專家的說法,東電和日本政府,活活把一起還沒有三里島嚴重的4級事故,給拖成了和切爾諾貝利一樣的7級事故,而且福島的這個七級並不是因為危害到了七級,而是事故等級只有七級,他們頂格了。不僅如此,日本人還本着「我錯了我鞠躬可我就是不改」的躬匠精神,現在還在向全世界輸出傷害。

福島事故對核電的打擊很大,很多國家弄得「談核色變」,德國更是明確表示要全面關停核設施,改為從法國買電。而法國是全世界第二大核電國,核電佔到中國發電量的70%以上。

直到現在,全世界的核電都還是低潮期,尤其民主國家老百姓的態度對國家政策影響太大,用法國能源部部長的話說,一群博士們乾的事,卻需要普通人來決策。民眾不放心,導致這些年新增機組數量少,而上世紀建設的很多機組已經到了設計年限,要關閉了。

不過法國民眾整體對核電的態度非常寬容,切爾諾貝利和福島出事後,全世界都在擔憂法國會出問題,原因剛才也說了,法國的核電站實在是太多了。法國政府也擔心法國刁民們大規模走上街頭要求拆除核電站,那樣的話,法國政府都不知道去哪弄電了。

不過後來發現啥破事都要上街的法國老百姓對核電卻異常寬容,並且把核電和蘇菲瑪索一樣看做是他們的「自己人」,別人指責核電不安全的時候,法國民眾卻表示問題不是核電本身,而是操作核電的人有問題。所以當德國的核電全被拆了之後,法國還穩如老狗。

那為啥法國的核電這麼厲害呢?

主要是上世紀七十年代全世界都出現了能源危機,法國考慮到自己沒煤沒氣,政府卻非常強勢,準備以國家之力搞定這個困局。又考慮到自己是知名「非洲酋長」,去非洲看了一圈,發現非洲有不少鈾礦,於是開始搞核電大躍進,政府出錢搞定技術,從非洲挖礦,在法國發電,還出口創匯,核廢料再埋回非洲,非洲跟了法國真是倒了八輩子黴。不過客觀上法國的核電技術一日千里,成了世界第一梯隊,現在中國不少項目依舊在和法國合作。

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儘管現在是核電低潮,但是中國是全世界唯一的例外,中國的核電正在穩步發展。其中原因很多,但是最主要的是因為中國人的務實精神,對於一件事物不能盲目,美國20世紀70年代核電「大躍進」,出了事就30年不建立新機組,這種行為最是要不得。按照中國人想法,有問題就想辦法解決,有了方法就去實驗,別人有新技術就去學習,一步一步走一點一點試,才是真正做實事。

中國的核電裝機在福島事故之後,十年增加了4倍。2020年裝機達到了5000萬千瓦,世界第三,但是核電年發電量3600億度。這個數據已經是世界第二。最主要的是新開工了11台機組,這個數字多年來都是全世界第一。

並且可以確定,以後每年核電新機組都會在10台左右。

而且中國的核電設備是新式的第三代。具體原理我就不說了,儘管我大學學過核物理,不過現在也忘得差不多了,就算寫出來,大家看着也乏味,只需要知道第三代的安全性上和以前的二代設備比高兩個數量級,也就是我們常說的高了100倍!

更重要的是自有技術,中國的核電起步很晚,我們起步時候西方發達國家大規模建設都開始了20年。當時只能引進國外技術,其中的困難難以描述。

舉個近一些的例子,中國在十年前引進西方第三代設備。當年中國進行全球招標,最後決定引進美國西屋的AP1000,這是這套機組在全世界第一次實際建造。結果美國國會說裏面有一項關鍵設備,使用的和美軍核動力航母上的一樣,所以不許出口。

這就非常尷尬了,西屋公司倒還想做成買賣,就換了替代技術。因為是全球第一台,其中各種問題,從2013年開始活活拖了5年。一個電站工程,幾百億投資拖5年,不但一度電發不出來,還銀行的利息還不能停。按照相關專家的話就是「活活吃成了夾生飯,想想都窩囊。」

這也是中國對核電關鍵技術下大力氣的原因之一,然後就有了華龍一號的出現。

隨着國產的華龍一號第一批機組正式開始入網,中國已經實現了自有技術,按照官方說法關鍵部件全部國產,整體國產率90%。

而且不謙虛的說,華龍一號是現有全世界最安全高效的核電機組,沒有之一。舉個最明顯的數字,華龍一號因為增加了大量的安全冗餘,使得同樣發電能力的機組,造價比起第二代設備貴了60%。這在動不動把東西都做成白菜價的中國,屬於非常罕見了。

技術之外,還有就是人員的問題。三次事故都不是高技術故障處理不當,是很多小問題撞在一起,再加上操作人員處理不當,每個大事故背後都是N次小問題。按行業內小夥伴說的,國內0級事故都要上報,還要開會。各種操作規範細緻到了極點。

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至於中國核電的發展,現在中國核電發電量,佔全部發電量約是4%,而美國俄羅斯都是20%左右。中國如果按照這個標準,至少還需要150個機組,也就是25個6機組大型電站。

按照現在的建設速度,大約要15-20年。如果能達到這個值,到時候每年核電就可以至少代替7億多噸煤,也就是現在全國煤炭開採量的20%。

說到這裏,可能有小夥伴納悶,核聚變萬一實現了,是不是光伏、風電、核電就沒意義了?

這個問題我之前也說過,還專門找了個工程物理研究院的專家問了下,說是沒那麼簡單。

核聚變研究有點像我們上文說的火車發展史,先搞個鐵軌車廂出來,然後裝上火車頭,火車頭一開始跑得不如馬車快,然後改進火車頭,一直髮展到現在重載列車和高鐵。

核聚變也一樣,就算研究出來,一開始效果肯定太好,而且也不穩定,得迭代進化幾代,才能用作商用版本,最後才會鋪開,這個過程誰都說不準,可能需要幾十年,甚至一代人。

所以說,核聚變還早,接下來火電不會那麼快退出歷史舞台,但是今後會大幅放緩;光伏和風電肯定會大搞,不過儲能這事一天解決不了,新能源就一直處於「發展階段」,青黃不接這一段,主要是以水電和核電補充。

我找了下政府的十四五規劃,原文是「加快發展非化石能源,堅持集中式和分佈式並舉,大力提升風電、光伏發電規模,加快發展東中部分佈式能源,有序發展海上風電,加快西南水電基地建設,安全穩妥推動沿海核電建設」。

不用翻譯了吧,沿海核電還要繼續發展,不過安全這個問題對核電確實是關鍵中的關鍵,一兩次事,就足夠毀掉整個產業。

文末不得不感慨下,國家和個人是一樣的,要多和自己對比,才有前進的動力。

四十年前我們啥樣,那時候全國一個核電站都沒,再看看現在,中國核電技術都要在全世界領先了,那時候的發電量更是連現在零頭的零頭都趕不上,那麼艱苦的時期都挺過來了,今後又有什麼困難是挺不過去的呢。

本文由《香港01》提供

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