汪永平:海南主力電源建設不妨試試核電

發布時間: 2021-01-20 09:38:53   來源:中國能源報  作者:汪永平

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  基于海南的資源稟賦,發展高比例核電,并將其作為海南主力電源,雖然會面臨一些問題,但仍極具可行性。如果將核電作為海南主力電源,需要統籌協調源、網、荷、儲資源,調控使用各種靈活性資源,并做好大規模發展核電對電網安全及電力系統經濟性影響的預判。

  2019年5月發布的《國家生態文明試驗區(海南)實施方案》提出將海南建設成為清潔能源優先發展示范區,建設海南清潔能源島。2019年7月,中國電力發展促進會(核能分會)受國家能源局核電司委托,開展了“海南高比例核電發展研究”課題。相關企業、科研院所初步研究認為:要加強高比例核電發展,將海南建設成為以核電為主力電源的清潔能源優先發展示范區。

  核電適合擔當海南主力電源

  從“十四五”及中長期發展角度看,海南省經濟將快速發展,推動能源電力需求持續增長,未來可能面臨局部電力供應緊張局面。海南全省水電已基本開發完畢,后續開發潛力較小;煤炭資源貧乏,在“去油減煤”政策背景下,未來煤電在海南逐步退出已成共識;氣電成本較高且不低碳,發展規模應適度;風、光資源雖然豐富,但能否發展成為主力電源,仍待深入研究。

  風、光等可再生能源能否發展成為主力電源,主要受制于儲能技術和自身發展條件。風電、太陽能發電屬于低密度新能源,研究表明,海南當地風、光可利用資源量難以獨立滿足該省社會發展對能源的需求,而如果大規模發展新能源,必將改變海南島生態環境、自然景觀現狀,激發土地利用矛盾,甚至帶來不可預見的新環境問題,這與海南生態旅游島的定位不符。因此,2020 年后海南風電和光伏發電規模保持不變,是更合理選擇。

  從海南省經濟社會發展、資源稟賦、電源發展方向與選擇、戰略定位要求等情況看,“十四五”及中長期海南深入推進實施高比例核電發展,對于海南建設清潔能源島和打造生態文明試驗區,以及助力我國早日實現碳達峰等具有重要意義。實踐表明,我國核電技術成熟、運行可靠、經濟性高,海南省核電廠址豐富,也有在運核電廠的社會基礎,具備發展核電的基本條件,核電適合承擔海南電力系統發展主力電源的角色。

  當然,海南電力系統總體規模偏小,電源布局不均衡,西部電源集中、北部及東部負荷中心電力供應有限,分區間電力交換較大;電網結構仍顯薄弱,抵御自然災害能力較差;聯網二回路工程的建成雖使海南告別了長期以來孤島運行的歷史,增強了海南電網與南方電網電力交換能力,但“大機小網”現象仍長期存在;海南海底電纜容量太小,抽蓄電站發展空間有限。

  當然,海南高比例發展核電,會面臨大容量核電機組并網運行安全、核電配合電網調峰、源-網-荷-儲統籌協調發展,以及核電比例提高影響全社會用電成本等一系列問題。

  以核電為主同時要統籌靈活性資源

  核電比例的大小是由當地的政策、技術、市場、資源能源供需、電力系統基礎條件等多種因素共同作用的結果,并隨著外部條件動態調整。縱觀各國核電發展歷程,當核電發展到較高水平時,核電所占比重會達到一個相對合理的區間。除法國及電力系統非常小的國家和地區外,核電比例基本固定或變化不大,約為20%-30%。由于我國的資源稟賦特點,目前存在不同區域能源電力結構不平衡的問題,福建、廣東、浙江、海南等地核電發展較快,核電比重已接近或達到20%-30%的水平。

  在一個國家或地區核能發電占比提高到一定比例(或區間)過程中,或進一步超過這一比例(或區間)后,可能會面臨一些突出問題,主要包括:核電調峰是否安全、核電運行對電網安全性的影響,以及對全社會用電成本的影響等。為應對上述挑戰,當前核能發電已達到較高比例的國家和地區,主要通過靈活性資源的快速、準確調控等手段,實現電力系統自身的供需平衡,以進一步滿足多元化的能源供需要求。一般都是在靈活性資源缺乏等特定前提下,才考慮核電配合電力系統調峰。

  為加強高比例核電發展,將海南建設成為以核電為主力電源的清潔能源優先發展示范區,“十四五”海南的新增電源,要以核電、氣電和光伏為主,“十四五”后至2035年,新增電源以核電為主。雖然,以核電為主的電源結構是傳統電力結構,對電網具有友好性,可增加電力系統的轉動慣量,提高電網供電可靠性、加強系統擾動恢復能力、降低諧波污染、便于能量管理,但目前來看,海南可用于調節的靈活性電源資源有限,必須統籌協調源、網、荷、儲資源發展,深入研究快速、準確地調控使用各種靈活性資源。

  建議從電源側與負荷側同時發力,在充分考慮以核電為主構建清潔低碳電源結構,可能對海南電力、能源系統及核電機組產生的影響的同時,考慮海南三產及居民生活用電比重不斷上升的現實情況,采取一系列源、荷資源協調控制措施,加強電源建設和需求側的統籌管理,充分挖掘系統調節能力。通過示范區建設,重點做好核電機組調峰運行能力、機組和電網故障與擾動對核電機組和電網安全運行的影響,以及高比例核電背景下海南清潔供能經濟性等問題的研究與分析。

  未來海南電網的規劃發展,也要注意與以核電為主的清潔低碳電源結構的相容性。目前的研究表明,百萬千瓦級單機機組接入220千伏電壓等級的工程雖然在技術上可行,但核電廠若采用220千伏電壓等級送出,在占用走廊資源等方面會成為制約。同時,由于500千伏系統安全穩定性高,網損更低,對未來電源接入和電力系統的適應性更強,結合海南電網500千伏遠景規劃,未來百萬千瓦核電機組更宜以500千伏電壓等級接入電網。

  四措并舉推進海南核能建設

  核能是清潔低碳、安全高效的優質能源,在我國構建現代能源體系、保護生態環境、應對氣候變化、實現“碳中和”目標、促進科技進步、提高國家綜合實力和保障國家安全等方面,發揮著重要作用。為實現2035年基本建成海南清潔能源島目標,根據《國家生態文明試驗區(海南)實施方案》《海南能源綜合改革方案》等有關文件精神,有必要加強海南高比例核電發展,將海南建設成為清潔能源優先發展示范區。

  為實現上述目標,建議:一是“十四五”期間通過示范區建設,進一步完善強化海南核電發展的清潔能源島建設思路及中長期發展規劃路徑;二是從源-網-荷-儲各端,統籌開發利用海南省及周邊地區各種靈活性資源,開展高比例核電發展條件下源-網-荷-儲協調發展的電力、能源系統建設和運行的演示驗證;三是開展適應核電和電網相互影響的安全、經濟核電機組的設計、建造和運行示范工程建設,研究實施高比例核電發展下可行的核電機組配合調峰運行方案及運行規范;四是通過示范區建設,探索適應高比例核電發展的海南能源發展相關政策,以及提高電力系統經濟性的基本問題與對策。

  希望通過加強海南高比例核電發展,將海南建設成為清潔能源優先發展示范區,助力政府摸索出一套統籌推進高比例核電發展前提下的源-網-荷-儲端配套項目建設與運行管理的方法和政策路徑:“十四五”期間開展海南高比例核電發展示范區建設,為“一帶一路”沿線一些國家和地區高比例核電發展,探索和提供中國方案;助力電網企業經濟高效地提高電力系統平衡能力、完善高比例核電發展的風險對電網安全影響對策預案,以及海南聯網三回輸電系統建設及需求側的統籌管理的支持政策等,為優先挖掘系統調節能力提供依據;助力核電企業開發利用先進調、前提下的靈活運行,提供指南及標準。

  (作者供職于中國電力促進會核能分會,本文僅代表作者個人觀點)

      關鍵詞: 核電
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