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研究背景

根據我國節(jié)能發(fā)電調度辦法，風電、光伏發(fā)電調度排序在核電之前。廣東是我國核電裝機容量最大的省份，廣東海上風電規(guī)劃裝機容量達6685萬kW，預計不久將會面臨在負荷低谷期對風電和核電的調度選擇問題。本文通過分析2016—2017年我國棄風、棄光及核電電量損失情況，以全社會效益最大化為出發(fā)點，從經濟、環(huán)保、電網友好性、安全及國際經驗方面，對風電、光伏與核電調度順序進行分析，建議對現有發(fā)電調度順序進行優(yōu)化，提出各地制訂清潔能源規(guī)劃時須考慮的問題。

論文所解決的問題及意義

風能、太陽能可開發(fā)利用時間理論上與地球壽命相當。天然鈾礦數量有限，僅可滿足全球430余臺機組135年的需求。核電不滿發(fā)導致全社會額外增加的費用包括核電損失電量折算可再生能源補貼費用與核燃料損失費用。從經濟、環(huán)保、安全角度，以及國際經驗看，核電機組適合作為基荷電源運行。從電網友好性角度看，核電電能品質優(yōu)于風電、光伏發(fā)電。核電機組滿發(fā)運行可降低全社會用電成本，符合全社會利益最大化原則。

論文重點內容

自2015年起我國核電平均利用小時開始下降，以2009—2015年平均利用小時數為基數測算核電損失電量，2016年我國核電損失電量為208億kW·h，2017年為230億kW·h。2016年、2017年核電損失電量折算風電、光伏加權補貼分別為55億元和60億元。

表1 核電損失電量折算可再生能源補貼金額測算



核電機組無論滿發(fā)、降功率或停機備用，一個燃料循環(huán)周期結束后都要更換核燃料，核燃料燃燒不充分將造成鈾資源浪費。根據研究，我國核電平均核燃料度電成本為0.057元/(kW·h)。核燃料損失費用=核電損失電量×度電核燃料成本。



經濟角度。核電不滿發(fā)導致全社會額外增加的費用=核電損失電量折算可再生能源補貼費用+核燃料損失費用。其中，可再生能源補貼費用由全體電力用戶承擔;核燃料損失費用屬于資源浪費，由核電企業(yè)承擔。經計算，2016年上述費用為66.9億元，2017年為73.1億元。風能和太陽能可以零成本獲得，棄風、棄光不會增加額外成本，核電不滿發(fā)會增加核燃料損失，另外還會增加額外的廢液處理成本，因此，從經濟性角度看核電機組應滿發(fā)運行。

環(huán)保角度。核電機組帶基荷運行有利于促進減排。核電機組調節(jié)功率運行時，除控制棒調節(jié)外，反應堆硼濃度調節(jié)也是調整功率的重要手段。在硼濃度稀釋過程中會從一回路釋放出一定量的放射性廢液，稀釋越多，釋放廢液量就越大。

電網友好性。風電、光伏發(fā)電有間歇性、波動性特點。風電通常在高峰負荷時段出力較小,低谷負荷時段出力較大,對系統(tǒng)產生反調峰效應，需要電網配備備用及調峰電源。光伏出力受光照、溫度等天氣及環(huán)境因素的影響，但與用電負荷基本保持一致，不屬于逆調峰電源。核電機組負荷穩(wěn)定且可預測，適合作為基荷電源運行。

安全角度。法國核電機組參與負荷調節(jié)較多，平均年非計劃性停堆小時數比美國、韓國核電機組高出很多，在一定程度上說明頻繁調節(jié)負荷會增加非計劃停機停堆概率。

從國際經驗看，美、英、韓等核電比重較大的國家，核電機組一般保持帶基荷運行。法國由于核電裝機比例較高，在滿足安全前提下，少量核電機組經過改造后，在核燃料壽期的前中期適當參與電網負荷調節(jié)。核電機組參與電網調峰在技術上可以實現，但須付出高昂代價，包括降低核電廠安全性、運行壽命以及運行可靠性等。核電機組參與電網調峰不是一種安全、經濟的選擇。

研究結論

核電機組滿發(fā)運行符合全社會利益最大化原則，建議政府相關部門對現行發(fā)電調度順序進一步優(yōu)化，將核電機組調度順序安排在風電之前。建議核電省份在制定清潔能源規(guī)劃時，根據清潔能源消納能力確定風電開發(fā)規(guī)模，合理控制風電開發(fā)節(jié)奏，以實現我國政府提出的基本解決清潔能源消納問題目標。

原標題：可再生能源發(fā)電與核電協(xié)調調度及發(fā)展