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研究背景

根據(jù)我國(guó)節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法，風(fēng)電、光伏發(fā)電調(diào)度排序在核電之前。廣東是我國(guó)核電裝機(jī)容量最大的省份，廣東海上風(fēng)電規(guī)劃裝機(jī)容量達(dá)6685萬(wàn)kW，預(yù)計(jì)不久將會(huì)面臨在負(fù)荷低谷期對(duì)風(fēng)電和核電的調(diào)度選擇問(wèn)題。本文通過(guò)分析2016—2017年我國(guó)棄風(fēng)、棄光及核電電量損失情況，以全社會(huì)效益最大化為出發(fā)點(diǎn)，從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、電網(wǎng)友好性、安全及國(guó)際經(jīng)驗(yàn)方面，對(duì)風(fēng)電、光伏與核電調(diào)度順序進(jìn)行分析，建議對(duì)現(xiàn)有發(fā)電調(diào)度順序進(jìn)行優(yōu)化，提出各地制訂清潔能源規(guī)劃時(shí)須考慮的問(wèn)題。

論文所解決的問(wèn)題及意義

風(fēng)能、太陽(yáng)能可開(kāi)發(fā)利用時(shí)間理論上與地球壽命相當(dāng)。天然鈾礦數(shù)量有限，僅可滿足全球430余臺(tái)機(jī)組135年的需求。核電不滿發(fā)導(dǎo)致全社會(huì)額外增加的費(fèi)用包括核電損失電量折算可再生能源補(bǔ)貼費(fèi)用與核燃料損失費(fèi)用。從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、安全角度，以及國(guó)際經(jīng)驗(yàn)看，核電機(jī)組適合作為基荷電源運(yùn)行。從電網(wǎng)友好性角度看，核電電能品質(zhì)優(yōu)于風(fēng)電、光伏發(fā)電。核電機(jī)組滿發(fā)運(yùn)行可降低全社會(huì)用電成本，符合全社會(huì)利益最大化原則。

論文重點(diǎn)內(nèi)容

自2015年起我國(guó)核電平均利用小時(shí)開(kāi)始下降，以2009—2015年平均利用小時(shí)數(shù)為基數(shù)測(cè)算核電損失電量，2016年我國(guó)核電損失電量為208億kW·h，2017年為230億kW·h。2016年、2017年核電損失電量折算風(fēng)電、光伏加權(quán)補(bǔ)貼分別為55億元和60億元。

表1 核電損失電量折算可再生能源補(bǔ)貼金額測(cè)算



核電機(jī)組無(wú)論滿發(fā)、降功率或停機(jī)備用，一個(gè)燃料循環(huán)周期結(jié)束后都要更換核燃料，核燃料燃燒不充分將造成鈾資源浪費(fèi)。根據(jù)研究，我國(guó)核電平均核燃料度電成本為0.057元/(kW·h)。核燃料損失費(fèi)用=核電損失電量×度電核燃料成本。



經(jīng)濟(jì)角度。核電不滿發(fā)導(dǎo)致全社會(huì)額外增加的費(fèi)用=核電損失電量折算可再生能源補(bǔ)貼費(fèi)用+核燃料損失費(fèi)用。其中，可再生能源補(bǔ)貼費(fèi)用由全體電力用戶承擔(dān);核燃料損失費(fèi)用屬于資源浪費(fèi)，由核電企業(yè)承擔(dān)。經(jīng)計(jì)算，2016年上述費(fèi)用為66.9億元，2017年為73.1億元。風(fēng)能和太陽(yáng)能可以零成本獲得，棄風(fēng)、棄光不會(huì)增加額外成本，核電不滿發(fā)會(huì)增加核燃料損失，另外還會(huì)增加額外的廢液處理成本，因此，從經(jīng)濟(jì)性角度看核電機(jī)組應(yīng)滿發(fā)運(yùn)行。

環(huán)保角度。核電機(jī)組帶基荷運(yùn)行有利于促進(jìn)減排。核電機(jī)組調(diào)節(jié)功率運(yùn)行時(shí)，除控制棒調(diào)節(jié)外，反應(yīng)堆硼濃度調(diào)節(jié)也是調(diào)整功率的重要手段。在硼濃度稀釋過(guò)程中會(huì)從一回路釋放出一定量的放射性廢液，稀釋越多，釋放廢液量就越大。

電網(wǎng)友好性。風(fēng)電、光伏發(fā)電有間歇性、波動(dòng)性特點(diǎn)。風(fēng)電通常在高峰負(fù)荷時(shí)段出力較小,低谷負(fù)荷時(shí)段出力較大,對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生反調(diào)峰效應(yīng)，需要電網(wǎng)配備備用及調(diào)峰電源。光伏出力受光照、溫度等天氣及環(huán)境因素的影響，但與用電負(fù)荷基本保持一致，不屬于逆調(diào)峰電源。核電機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定且可預(yù)測(cè)，適合作為基荷電源運(yùn)行。

安全角度。法國(guó)核電機(jī)組參與負(fù)荷調(diào)節(jié)較多，平均年非計(jì)劃性停堆小時(shí)數(shù)比美國(guó)、韓國(guó)核電機(jī)組高出很多，在一定程度上說(shuō)明頻繁調(diào)節(jié)負(fù)荷會(huì)增加非計(jì)劃停機(jī)停堆概率。

從國(guó)際經(jīng)驗(yàn)看，美、英、韓等核電比重較大的國(guó)家，核電機(jī)組一般保持帶基荷運(yùn)行。法國(guó)由于核電裝機(jī)比例較高，在滿足安全前提下，少量核電機(jī)組經(jīng)過(guò)改造后，在核燃料壽期的前中期適當(dāng)參與電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)節(jié)。核電機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)峰在技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn)，但須付出高昂代價(jià)，包括降低核電廠安全性、運(yùn)行壽命以及運(yùn)行可靠性等。核電機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)峰不是一種安全、經(jīng)濟(jì)的選擇。

研究結(jié)論

核電機(jī)組滿發(fā)運(yùn)行符合全社會(huì)利益最大化原則，建議政府相關(guān)部門對(duì)現(xiàn)行發(fā)電調(diào)度順序進(jìn)一步優(yōu)化，將核電機(jī)組調(diào)度順序安排在風(fēng)電之前。建議核電省份在制定清潔能源規(guī)劃時(shí)，根據(jù)清潔能源消納能力確定風(fēng)電開(kāi)發(fā)規(guī)模，合理控制風(fēng)電開(kāi)發(fā)節(jié)奏，以實(shí)現(xiàn)我國(guó)政府提出的基本解決清潔能源消納問(wèn)題目標(biāo)。

原標(biāo)題：可再生能源發(fā)電與核電協(xié)調(diào)調(diào)度及發(fā)展