能源轉型是應對氣候問題、落實可持續發展目標的關鍵性因素。在“六·五”環境日到來之際,結合“共建清潔美麗世界”主題,思考核能在實現碳達峰、碳中和目標中的作用,非常有意義。
截至2021年12月底,全球共有437臺機組并網運行、58臺機組在建。在過去的50年間,核能的應用使全球碳排放量減少了74吉噸,相當于近兩年的全球與能源相關的碳排放量。從我國當前的發展階段和能源稟賦來看,核能對于推進能源革命,構建以新能源為主體的新型電力系統,實現碳達峰、碳中和目標非常重要。
然而,2021年我國核電發電量占全國累計發電量的5.02%,遠低于世界發達國家水平(OECD,18%),甚至低于世界平均水平(10%),因此我國現有核電裝機規模與實現碳達峰、碳中和目標并不匹配。據中國核能行業協會預測,到2035年核電發電量約占全國發電量的10%。清華能源環境經濟(3E)研究所報告指出,中國的核電裝機容量將在2025年至2060年間增長3倍,達到約2億千瓦,是美國現有核電裝機容量的兩倍。
核能作為應對氣候問題的關鍵性措施,得到國際社會廣泛認可。政府間氣候變化委員會(IPCC)的評估報告指出,核能是全生命周期碳排放最小的發電技術之一。國際能源署的研究表明,核能是世界發達經濟體最大的低碳能源選項,在歐美等發達國家碳達峰過程中發揮了重要作用。聯合國歐洲經濟委員會(UNECE)2021年8月發布新版《核技術簡報》指出,核電在避免二氧化碳排放、實現碳中和方面能夠發揮重要作用。國際原子能機構(IAEA)在2021年發布的《核能在國家減緩氣候變化戰略中的潛在作用最終報告》中指出,核能在應對氣候相關挑戰方面可以發揮重要作用,不僅可以促進溫室氣體排放的減少,而且可以促進可持續能源發展的其他方面。
核能可作為清潔低碳、安全高效的基荷電源。核能在發電過程中,不向大氣排放二氧化碳等溫室氣體,不排放二氧化硫、氮氧化物等有害氣體;在其全生命周期,一臺百萬千瓦級核電機組全生命周期實際溫室氣體排放量為11.9克二氧化碳當量/千瓦時,低于光伏發電,與風電相當;年度發電量接近80億千瓦時,相當于減少二氧化碳排放640萬噸。同時,其一年所需燃料約為30噸,只需要一輛卡車就可以運輸,同樣級別的煤電機組則需要5萬節標準火車皮的運量。這一特點使得我國緊張的公路與鐵路運輸局面得到一定程度緩解,儲備燃料風險和成本大大降低。相比水電、太陽能、風電等清潔能源,核電站具有占地面積較小,年發電小時高、發電量大且穩定、對電網影響小等特點,是當前乃至未來一段時間內唯一可以大規模替代化石能源的基荷電源。
核能的多用途利用將為高碳排放提供脫碳方案。核能正在從原有單一電力供應轉向多領域多用途應用拓展。核反應產生的高品位熱能可以滿足稠油熱采、清潔供暖等高碳排放工業的需求。核能制氫可以替代焦炭用作煉鋼過程的還原劑。此外,核能可在制冷、海水淡化、同位素生產、空間電源、水下能源網、陸上移動電源、應急電源等多場景下應用。在碳達峰、碳中和背景下,通過與高碳排放行業耦合發展,核能的零碳價值將進一步凸顯。
核能是新型低碳電力系統的必要組成。核能是全天候能源,幾乎不受氣候、晝夜等因素的影響,出力穩定。以核電的穩定供應能力為基礎支撐,通過與風、光等可再生能源互為補充、協同發展,核能在低碳的電力系統中不可替代的地位和作用將更加彰顯,其占比越高,越有利于電網對風、光等間歇性可再生能源的大比例消納。
提升核能理性認知,共建清潔美麗世界。我國已經成為全球核電發展最快的國家,越來越多的公眾關注核安全,核安全公眾溝通工作長期面臨嚴峻挑戰,做好核科普宣傳,提升公民核科學素質,營造良好輿論氛圍是核能安全高效發展的重要基礎。
據2021年公布的第十一次中國公民科學素質抽樣調查結果,我國公民具備科學素質的比例達到10.56%,已超過科技先進國家在邁入創新型國家行列時10%的水平。這表明我國公民的理性有大幅度提升,在此基礎上開展科普、做好網絡輿論引導事半功倍。
《地球的法則:21世紀地球宣言》中有言,“關于氣候變化,知道得最多的人是最恐懼的。而對于核能源,知道得最多的人是最不恐懼的。”在碳達峰、碳中和目標下,深刻思考核能在應對氣候變化中所起的作用,講好核能環境友好的科普故事,提升公眾的理性認知,恰逢其時。
作者單位:生態環境部核與輻射安全中心
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