出版时间:2011年11月 |
核能是无碳的能源,是应对气候变化实现碳减排的重要可选方案。2011年3月11日在日本东海岸发生了里氏9级的大地震,超出预期的强地震和大海啸叠加的外部事件,造成福岛核电站发生了严重的核事故。堆芯中燃料元件发生熔化,其放射性大量释放到环境中。4月12日,日本经济产业省原子能安全保安院与原子能安全委员会根据国际核事件分级表,将福岛第一核电站事故的严重程度提高至最高级别7级,与苏联切尔诺贝利核电站事故级别相同。对世界未来核能发展产生了重大的影响。
一 世界核电发展的概况和展望
目前世界上29个国家共有441座核电厂,总装机容量为375GWe,2009年总发电量为25580亿度,核电的发电量大约占各类发电总量的14%,占一次能源总消费量的5.7%。此外,还有60个新的机组正在建造之中,总容量为58.6GWe。
表1给出了2009年世界各地区核电装机容量和发电量。世界上运行的核电站大多数是在20世纪六七十年代建造的,图1给出了目前运行的核电站机组中不同运行年限(以开始并网发电开始计算)的电站机组数目。目前所有运行的核电站中三分之一的运行年限已超过20年,四分之一的运行年限超过30年。也就是说,到2030年前后,目前运行的三分之一核电站届时都将达到原设计寿命。一些国家打算实施核电站的延寿计划,将原先设计的40年寿命延长到60年。
表1 2009年世界各地区核电装机容量和发电量
图1 世界上核电站不同运行年限的机组数
几年来根据国际原子能机构对其成员国的调查,29个有核电站的国家对未来核电的发展有不同的计划,大体可以分成几类(见表2)。未来计划大规模发展核电的国家主要集中在中国、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国。其他一些国家也打算建造新的核电站,但是已经开始建造的新核电站还很少。此外,还有一些尚未有核电站的国家也计划引进和建造核电站,在2030年很可能有25个国家将抽有首座核电站。
表2 有核电站的国家未来核电发展的态势
推动世界未来核电发展的主要因素包括:能源需求的增长;对能源供应安全的关注;应对全球气候变化碳减排的制约,以及对环境保护的关注;化石燃料价格的上涨和波动等。
根据国际原子能机构与其他机构在2009年提出的对世界未来核电发展的估计,低方案估计到2030年总装机容量将达到511GWe,高方案的估计为807GWe(见表3)。
表3 世界核电装机容量发展的估计
可以看出高方案和低方案相差是很大的,这是由于考虑到一些不确定的因素:环境保护主义势力的影响,主张以其他清洁能源代替核能;核电前期建设费用很高,经济上风险较大;核电基础设施建设的费用很高,需进行长期的努力;核电产业的全球化,需要国际合作的条件;对于恐怖袭击的顾虑等。
上述对于世界未来核能的发展是在日本福岛核事故发生之前提出来的。当时基于对未来能源需求增长的考虑、对能源供应安全的关注,特别是应对全球气候变化对于碳减排制约的考虑等因素,总体上对于未来核能的发展给予了相当大的期望。
二 长期稳定大气温室气体浓度的减排情景与核能的发展
核能是无碳的能源,是应对气候变化实现碳减排的重要可选方案。
IPCC第三工作组2007年发表的第四次“气候变化减排”评估报告,采用了IEA依据于2004年对全球人口、经济增长、能源状况,以及其他相关的假设,提出了2030年能源供应的基准情景(见表4)。按照这个基准的情景,全球一次能源的总量为660EJ,相当于225亿吨标煤,其中核能仅为19.2EJ,占一次能源总量的2.9%。核电的发电量为29290亿度,占总发电量的9.2%,比目前25580亿度的核发电量高出14.5%,2030年核电的装机容量大约为424GWe。
表4 2030年能源供应的基准情景
根据2009年底哥本哈根气候变化大会确定的稳定大气碳浓度的目标,21世纪全球平均温升不超过2℃。为了实现这个目标,大气中碳的浓度应稳定在450ppm内,而且全球温室气体的排放量应在2020年前后达到峰值之后逐渐下降。
IPCC第三工作组第四次气候变化评估报告是在哥本哈根气候变化大会之前发表的,其第3章“与长期减排相关的问题”也讨论了长期稳定大气温室气体浓度的减排情景,收集了四个模型(IMAGE、MESSAGE、AIM、APAC)对长期稳定情景的分析结果(见图2)。