汪永平

中核工程咨詢有限公司研究員

2019 年 5 月發(fā)布的《國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)(海南)實(shí)施方案》提出將海南建設(shè)成為清潔能源優(yōu)先發(fā)展示范區(qū)，建設(shè)海南清潔能源島。2019 年 7 月，中國(guó)電力發(fā)展促進(jìn)會(huì)(核能分會(huì))受國(guó)家能源局核電司委托，開展了“海南高比例核電發(fā)展研究”課題。為積極推進(jìn)具有海南特色的清潔能源優(yōu)先發(fā)展示范區(qū)建設(shè)，并進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)核電事業(yè)發(fā)展，課題研究建議加強(qiáng)海南高比例核電發(fā)展，將海南建設(shè)成為以核電為主力電源的清潔能源優(yōu)先發(fā)展示范區(qū)。

1 以核電為主構(gòu)建海南清潔低碳電源結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)與面臨的主要問題分析

從海南省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、資源稟賦、電源發(fā)展方向與選擇、海南戰(zhàn)略定位要求等情況看，“十四五”及中長(zhǎng)期海南深入推進(jìn)實(shí)施高比例核電發(fā)展，對(duì)于海南建設(shè)清潔能源島和打造生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)，以及助力我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳排放早日達(dá)峰等具有重要意義。

從海南能源資源開發(fā)利用情況看，核電適合擔(dān)當(dāng)海南主力電源。從“十四五” 及中長(zhǎng)期發(fā)展角度看，海南省經(jīng)濟(jì)將快速發(fā)展，持續(xù)推動(dòng)海南能源、電力需求的增長(zhǎng)，海南未來(lái)甚至可能面臨局部電力供應(yīng)緊張。目前，海南省全省水電已基本開發(fā)完畢，后續(xù)開發(fā)潛力小;海南省煤炭資源貧乏，在“去油減煤”政策背景下，未來(lái)煤電在海南逐步退出已形成共識(shí);氣電成本較高且不低碳，規(guī)模應(yīng)適度;而風(fēng)、光資源豐富，風(fēng)、光等可再生能源，能否發(fā)展成為主力電源，值得深入研究。

風(fēng)、光等可再生能源能否發(fā)展成為主力電源，主要受制于儲(chǔ)能技術(shù)和自身發(fā)展條件。風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電屬于低密度新能源，研究表明海南當(dāng)?shù)乜衫觅Y源量難以獨(dú)立平衡區(qū)域社會(huì)發(fā)展對(duì)能源供應(yīng)的需求，而如果海陸大規(guī)模發(fā)展新能源，必將改變海南島生態(tài)環(huán)境、自然景觀現(xiàn)狀，激發(fā)土地利用矛盾，甚至帶來(lái)不可預(yù)見的新環(huán)境問題，這與海南生態(tài)旅游島的定位不符。因此，2020 年后海南風(fēng)電和光伏發(fā)電規(guī)模與現(xiàn)狀保持不變，是更合理選擇。

從我國(guó)及海南核電發(fā)展實(shí)際情況看，核電適合擔(dān)當(dāng)海南主力電源。我國(guó)核電技術(shù)成熟，運(yùn)行可靠，經(jīng)濟(jì)性高，海南省核電廠址豐富，也有在運(yùn)核電廠的社會(huì)基礎(chǔ)，具備發(fā)展核電的基本條件，核電承擔(dān)海南電力系統(tǒng)發(fā)展的主力電源角色是合適的。

當(dāng)前，海南電力系統(tǒng)總體規(guī)模小，電源布局不均衡，西部電源集中，北部及東部負(fù)荷中心電力供應(yīng)有限，分區(qū)間電力交換較大;海南電網(wǎng)結(jié)構(gòu)仍顯薄弱，抵御自然災(zāi)害能力較差;聯(lián)網(wǎng)二回路工程的建成使海南告別了長(zhǎng)期以來(lái)孤島運(yùn)行的歷史，增強(qiáng)了海南電網(wǎng)與南方電網(wǎng)電力交換能力，但“大機(jī)小網(wǎng)”現(xiàn)象仍然長(zhǎng)期存在，海南海底電纜容量太小，抽蓄電站等發(fā)展空間有限。

核電擔(dān)當(dāng)海南主力電源，有利于解決核電發(fā)展中面臨的問題。海南高比例發(fā)展核電，會(huì)面臨大容量核電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行安全、核電配合電網(wǎng)調(diào)峰、海南的源網(wǎng)荷儲(chǔ)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展，以及核電比例提高對(duì)全社會(huì)用電成本影響等一系列問題，這些問題需通過(guò)核電發(fā)展來(lái)解決。

2 關(guān)于構(gòu)建以核電為主力電源的清潔能源優(yōu)先發(fā)展示范區(qū)面臨主要問題的應(yīng)對(duì)思路分析

核電發(fā)電比例的合適大小，是由各國(guó)或地區(qū)的政策、技術(shù)、市場(chǎng)、資源能源供需、電力系統(tǒng)基礎(chǔ)條件等多種因素共同作用下的結(jié)果，并隨著外部條件動(dòng)態(tài)調(diào)整?？v觀各國(guó)核電發(fā)展歷程，發(fā)展核電的國(guó)家或地區(qū)，當(dāng)核電發(fā)展到較高水平時(shí)，核電所占比重會(huì)達(dá)到一個(gè)相對(duì)合理的區(qū)間，除法國(guó)及非常小的電力系統(tǒng)國(guó)家和地區(qū)外， 這一核電發(fā)展比例基本固定或變化不大，在 20% ～ 30% 的水平。由于我國(guó)的資源稟賦等特點(diǎn)，目前存在不同區(qū)域能源電力結(jié)構(gòu)不平衡的問題，在福建、廣東、浙江、海南等地核電發(fā)展較快，核發(fā)電比重已經(jīng)接近或達(dá)到 20% ～ 30% 的水平。

一個(gè)國(guó)家或地區(qū)在核能發(fā)電占比提高到一定比例(或區(qū)間)的過(guò)程中，或進(jìn)一步超過(guò)這一比例(或區(qū)間)后，可能會(huì)面臨一些突出問題，主要包括：核電調(diào)峰是否安全及會(huì)帶來(lái)什么影響，核電比例提高及其運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)安全性的影響，以及核電比例提高對(duì)全社會(huì)用電成本的影響等問題。為了應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，當(dāng)前核能發(fā)電已達(dá)到比較高比例的國(guó)家和地區(qū)，主要通過(guò)靈活性資源的快速、準(zhǔn)確調(diào)控等手段， 實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自身的供需平衡，進(jìn)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(tǒng)調(diào)峰。

為加強(qiáng)高比例核電發(fā)展，將海南建設(shè)成為以核電為主力電源的清潔能源優(yōu)先發(fā)展示范區(qū)，從“十四五”海南新增的電源看，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，海南省要構(gòu)建的以核電為主的電源結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)的電力結(jié)構(gòu)，對(duì)電網(wǎng)具有傳統(tǒng)電源的友好性，增加電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，能提高電網(wǎng)供電可靠性、加強(qiáng)系統(tǒng)擾動(dòng)恢復(fù)能力、降低諧波污染的可能性、便于能量管理。但是，目前看，海南可用于調(diào)節(jié)的靈活性電源資源有限，必須要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)源網(wǎng)荷儲(chǔ)資源發(fā)展，深入研究快速、準(zhǔn)確地調(diào)控使用各種靈活性資源。

根據(jù)海南實(shí)際，可考慮從電源側(cè)與負(fù)荷側(cè)同時(shí)發(fā)力，在充分考慮以核電為主構(gòu)建清潔低碳電源結(jié)構(gòu)，可能對(duì)海南電力、能源系統(tǒng)產(chǎn)生影響及對(duì)核電機(jī)組影響的同時(shí)，考慮海南三產(chǎn)及居民生活用電比重不斷上升等的影響，采取一系列源、荷資源協(xié)調(diào)控制措施，加強(qiáng)電源建設(shè)和需求側(cè)的統(tǒng)籌管理，充分挖掘系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。而期間，通過(guò)示范區(qū)建設(shè)，重點(diǎn)做好核電機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行、外部或內(nèi)部事件導(dǎo)致的機(jī)組和電網(wǎng)故障與擾動(dòng)對(duì)核電機(jī)組和電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響，以及高比例核電下海南清潔供能經(jīng)濟(jì)性等問題的研究與分析應(yīng)對(duì)，十分必要。

未來(lái)海南電網(wǎng)的規(guī)劃發(fā)展，要注意與以核電為主的清潔低碳電源結(jié)構(gòu)的相容性。目前研究表明，百萬(wàn)單機(jī)機(jī)組接入 220 千伏電壓等級(jí)的工程雖然在技術(shù)上應(yīng)該是可行的，但鑒于核電廠若采用 220 千伏電壓等級(jí)送出，在占用走廊資源等方面會(huì)成為制約，同時(shí)，考慮到由于 500 千伏系統(tǒng)安全穩(wěn)定性高，網(wǎng)損更低，對(duì)未來(lái)電源接入和電力系統(tǒng)的適應(yīng)性更強(qiáng)，結(jié)合海南電網(wǎng) 500 千伏遠(yuǎn)景規(guī)劃，未來(lái)百萬(wàn)千瓦核電機(jī)組更宜以 500 千伏電壓等級(jí)接入電網(wǎng)。

3 關(guān)于加強(qiáng)高比例核電發(fā)展，將海南建設(shè)成為具有海南特色清潔能源優(yōu)先發(fā)展示范區(qū)重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容的建議

核能是清潔低碳、安全高效的優(yōu)質(zhì)能源，在我國(guó)構(gòu)建現(xiàn)代能源體系、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，促進(jìn)科技進(jìn)步、提高國(guó)家綜合實(shí)力和保障國(guó)家安全等方面，發(fā)揮著重要作用。為實(shí)現(xiàn) 2035 年基本建成海南清潔能源島目標(biāo)， 根據(jù)《國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)(海南)實(shí)施方案》《海南能源綜合改革方案》等有關(guān)文件精神，有必要加強(qiáng)海南高比例核電發(fā)展，將海南建設(shè)成為具有海南特色的清潔能源優(yōu)先發(fā)展示范區(qū)。

建議“十四五”及未來(lái)中長(zhǎng)期時(shí)間里，通過(guò)加強(qiáng)海南高比例核電發(fā)展及其清潔能源優(yōu)先發(fā)展示范區(qū)，進(jìn)一步完善海南核電發(fā)展強(qiáng)化版的清潔能源島建設(shè)思路及中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃路徑;從源網(wǎng)荷儲(chǔ)各端，統(tǒng)籌開發(fā)利用海南省及周邊地區(qū)各種靈活性資源，開展高比例核電發(fā)展條件下源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)發(fā)展的電力、能源系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行的演示驗(yàn)證;開展適應(yīng)核電和電網(wǎng)相互影響的安全、經(jīng)濟(jì)核電機(jī)組的設(shè)計(jì)與示范工程建設(shè)，研究實(shí)施高比例核電發(fā)展下可行的核電機(jī)組配合調(diào)峰運(yùn)行方案及其運(yùn)行規(guī)范;通過(guò)示范區(qū)建設(shè)，探索適應(yīng)高比例核電發(fā)展的海南能源發(fā)展相關(guān)政策， 以及提高電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的基本問題與對(duì)策。

海南清潔能源優(yōu)先發(fā)展示范區(qū)建設(shè)，要走出一條具有海南特色的創(chuàng)新發(fā)展之路，需要通過(guò)海南高比例核電發(fā)展實(shí)踐，助力政府摸索出一套能統(tǒng)籌推進(jìn)高比例核電發(fā)展前提下的源 - 網(wǎng) - 荷 - 儲(chǔ)端配套項(xiàng)目建設(shè)與運(yùn)行管理的方法和政策路徑， 并對(duì)外可明確為：“十四五”海南開展高比例核電發(fā)展示范區(qū)建設(shè)，為“一帶一路”沿線一些國(guó)家和地區(qū)高比例核電發(fā)展，探索和提供中國(guó)方案;需要通過(guò)海南特色的清潔能源優(yōu)先發(fā)展示范區(qū)建設(shè)，助力電網(wǎng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)高效地提高電力系統(tǒng)平衡能力、完善高比例核電發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)對(duì)電網(wǎng)安全影響對(duì)策預(yù)案，以及海南聯(lián)網(wǎng)三回輸電系統(tǒng)建設(shè)及需求側(cè)的統(tǒng)籌管理的支持政策等，為合理優(yōu)先挖掘系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力提供依據(jù);需要通過(guò)構(gòu)建以核電為主力電源的清潔能源優(yōu)先發(fā)展示范區(qū)建設(shè)，助力核電企業(yè)開發(fā)利用先進(jìn)調(diào)節(jié)控制技術(shù)等，為實(shí)現(xiàn)核電安全前提下的靈活運(yùn)行，提供指南及標(biāo)準(zhǔn)。(本文刊載結(jié)束)