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俄乌冲突下 欧洲多国对核能发展有了新思路
2022-05-10 16:45:59 中国核工业

2021年年初,欧洲极寒天气叠加三季度风力不足,下半年欧洲天然气、电力、碳排放价格飙升至历史新高,引发了欧洲各国对能源安全的担忧。大部分欧洲国家对俄罗斯天然气的依赖程度较高,2022年俄乌冲突之后,欧盟天然气、电力价格持续攀升,进一步为能源安全敲响了警钟。近期,欧盟多个组织和国家提出重新重视核电发展,或将迎来核能新发展机遇。

欧洲能源发展现状及碳中和目标

在一次能源生产方面,2020年,欧盟能源产量总计为24027PJ,其中可再生能源占比最大(40.8%),核能贡献位居第二(30.5%),固体化石燃料占比第三(14.6%),天然气占比7.2%,原油占比3.3%左右。相比于2010年,欧盟可再生能源的产量增加了39.2%,而其他能源产量下降,其中,天然气的产量下降62.4%,煤炭产量降低了43%,原油产量下降了35.1%,核能产量下降了20.2%。

欧盟对能源进口依赖程度较高,自2013年以来,欧盟所有27个成员国都是能源净进口国。2020年,欧盟57.6%的一次能源来自进口,一次能源总进口量为31724PJ,其中,最高进口依赖率为原油(97%),其次为天然气(83.6%),煤炭进口依赖率为35.8%。俄罗斯是欧盟能源的主要供应国,原油进口占比25.7%,煤炭进口占比49.1%,天然气进口占比38.2%。

欧盟的目标是2050年实现碳中和。2021年7月,欧盟进一步提高碳减排目标,承诺到2030年温室气体减排量在1990年的基础上减少55%,到2050年在全欧盟范围内实现碳中和,到2050年之后实现负排放的目标。

在过去的10年内,欧盟大幅度增加可再生能源的部署,特别是太阳能和海上风电。为实现碳中和目标,欧盟指出,对能源进口的依赖要从目前的55%降低至2050年的20%。根据欧委会的预测,到2050年,超过80%的电力将来自可再生能源(海上风电为主),核电份额占比要达到15%以上。

俄乌冲突下,欧盟多国

重新审视核能

俄乌冲突引发了欧盟对能源安全的关注,欧洲多个国家和组织纷纷表示将调整政策,加大核能发展力度。

国际能源署制定《减少欧盟对俄罗斯天然气依赖的10项计划》,以尽可能将来自俄罗斯的天然气进口量减少三分之一以上,同时满足碳排放的要求;核电是欧盟最大的低碳电力来源,暂时推迟原定于2023年关停的反应堆,欧盟每月的天然气需求将减少近10亿立方米。

欧洲原子能论坛(Foratom)呼吁欧盟考虑增加对核电的依赖,从而解决当前面对的能源危机。Foratom指出,在俄乌冲突爆发后,欧盟尽快向清洁能源转型的需求更加迫切和清晰,核电在欧盟电力结构中的占比达到1/4,将核能和可再生能源相结合是欧盟地区能源安全和稳定的关键。

德国经济部部长哈贝克表示,在今年2月22日宣布暂停德俄天然气项目“北溪2号”评审程序后,面对俄罗斯天然气供应的不确定性,德国正在考虑延长其目前在运核电机组的运行寿期,以保障能源供应。

法国政府计划在2023年提交新的核电站建设计划,并希望新的核电站能够在2035~2037年间投入使用。此前,法国总统马克龙公布了“法国2030”投资计划,提出了要重塑核电,宣布法国将重新启动境内的核反应堆建设,以应对全球变暖。

比利时宣布,出于对俄乌冲突导致能源价格大幅攀升,打乱了能源供应的考虑,将2025年废除核能的计划延后10年。

核能在保持能源安全和实现

碳中和目标中发挥的作用

欧洲原子能论坛(Foratom)按照核能发展的低情景和高情景两种情景对电力结构、电力价格、电网成本、电网安全和环境友好等方面进行了评估,以分析核能在保持能源安全和实现碳中和目标中发挥的作用。

低情景下,现在在运核电站逐渐关闭,且新建核电站数量较少的情况下,预计到2050年,欧盟地区核电装机容量为28GW;高情景下,目前在运的核电站能够维持长期安全稳定运行,且按照计划新建核电站,预计到2050年,欧盟地区核电装机容量为132GW。

1. 高情景发展核电有助于维持合理电力结构

根据预测,按照2050年欧盟地区实现碳中和的目标,在低情景下,核电发电量仅占总发电量的4%,而与此同时,可再生能源的发电量占总发电量的83%,储能占13%。在高情景下,核电发电量占总发电量的19%,可再生能源的发电量占总发电量的69%,储能占12%。若需要替代100MW的稳定装机容量,往往需要3倍的可再生能源装机容量。

2. 高情景发展核电有利于维持电价

根据预测,在高情景下,欧盟电价将在2030年前处于稳定状态,2030年后受加大可再生能源投资力度的影响逐渐上升。在低情景下,受核电厂关闭影响,2020年起,电价开始上涨。总体而言,2020~2050年间,低情景下发展核电将比高情景下发展核电电价增加3939亿欧元,占总电价的5%。

3. 高情景发展核电能够有效降低电网成本

高情景下,新建核电项目随着技术的成熟、标准化设计、数字化技术的运用和模块化、批量化建设,成本会逐渐降低。且受电力系统输配成本影响,在低情景下,可再生能源上网比例大,需要更多的电网平衡成本。总体而言,高情景下发展核电将使电网成本和平衡成本减少1680亿欧元,占2020~2050年间累计输配电网成本的17%。

4. 高情景发展核电能够有效提高电网安全

低情景下,在短中期内关闭核电站将会增加对天然气的依赖,且核电在能源结构中所占份额降低将大幅增加电力系统对大规模但尚不成熟的储能技术的依赖。而随着核能在能源结构中占比的增加,对储能技术的依赖性会有所降低。

5. 高情景发展核电有利于保护环境

相比于高情景,在低情景下提前关闭核电站将需要发展新的火电或天然气发电以确保供应安全,将导致2020~2050年间空气中污染物排放增加,其中二氧化硫新增2.4Mt,氮氧化物新增1.6Mt,颗粒物排放量新增1650kt。

欧盟能源走向分析

欧洲对核能的依赖会逐渐增强。欧盟的资源禀赋决定了其对域外资源的依赖是一个越来越大的问题,发达国家能源的需求是硬道理,所不同的是种类的选择。俄乌冲突爆发前的十余年,以德国为代表的欧盟国家曾准备弃核,而转向更多对俄罗斯天然气的依赖。现在这个风险浮出了水面,使其陷入了两难境地。即使俄乌冲突解决之后,欧盟也要解决对外天然气的大量依赖问题。在核聚变能利用成为现实之前的几十年间,预计欧盟对核裂变能的依赖会再次提升,更安全、更大功率的核电需求会上升。

后俄乌冲突时代,欧盟核能需求的形式可能从核电需求向电、热并举转变。欧洲中、北部国家冬季漫长,对热能需求很大,天然气供热的缺口可能相当一部分需要低温核能供热补上。核能与可再生能源和天然气的耦合发展将可能是欧盟后俄乌冲突时代的一种新趋势。在可再生能源发电的峰谷时段,核能以核电为主进行补充;而在可再生能源发电的波峰期,核能以发电为辅、以供热为主,这期间,以天然气等低碳化石燃料补充。

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