浅谈中国核电与煤电外部成本

朱小娟

摘要：中国的能源结构以煤为主，为减轻污染，以一定规模发展核电是现实可行的途径。应用影响路径分析方法建立了核电链与煤电链的外部成本计量框架，对中国煤电与核电的外部成本进行了初步研究。

关键词：核电；煤电；外部成本

中图分类号：F234.2文献标志码：A文章编号：1673-291X（2012）21-0114-02

引言

目前，人类利用的能源以煤炭、石油和天然气等不可再生能源为主。长期以来，中国的能源结构以煤为主，煤炭约占一次能源消耗的68%。中国能源和电力短缺形势严峻，已经成为经济高速发展的严重制约。如果按照党的十六大提出的走新型工业化道路，到2020年中国国内生产总值要实现比2000年翻两番的总目标。中国2003年的能源消费总量为16．78亿吨标准煤，如果能源消费也随之翻两番，到2020年中国能源消费总量将达到近60亿吨标准煤。中国常规能源（煤、石油和天然气）探明总资源量约8 200亿吨标准煤，探明剩余可采总储量1 500亿吨标准煤，按照2020年的能源消费总量计算，中国的常规能源仅能够满足中国二十五年的使用，也就是说，到2045年，中国的常规能源将消耗殆尽。因此，能源消费翻两番将令中国的国情难以承受。

而且，燃煤已成为大气污染的主要来源，对环保的压力已成为经济可持续发展中的重要制约因素。近些年来，为减轻污染和减排温室气体，以具有一定规模的其他燃料来替代煤燃料。所以生物质发电，风力发电，核电应运而生。有效弥补了资源短缺又保护了生态环境。发展核电是现实可行的途径。加之，中国经济发展与环境保护尚缺乏有效的联系和有效融合。只有把环境价值和经济价值融合起来才能实现中国的经济可持续发展。在此背景下，本文对中国核电与煤电的外部成本进行了初步研究，探讨了中国核电与煤电对环境的影响，和它们的外部成本。进而对能源的可持续发展提出建议。

一、能源外部成本和环境成本

1.能源外部成本分析的基本方法。本文研究的煤电链系统包括煤炭生产、煤炭运输、燃煤电力生产过程和煤自燃因素，核电链系统包括铀矿采冶、铀转换与浓缩、元件制造、核电站、后处理、废物处置和相关的运输过程。本文应用影响路径分析方法对中国核电能源链与煤电能源链的外部成本进行初步估算。在煤电链的外部成本计量框架和核电链的外部成本计量框架中都应考虑到环境负担的确定和计量以及影响优先级的确定和影响计量。

2.环境成本。在环境成本研究中，外部性通常是消极的，其计量涉及私人成本、外部成本和社会成本的概念。私人成本是单个企业或个人在经济活动中所消耗的各种成本的总和。然而，由于外部性的存在，私人成本小等于其经济活动所支付的全部成本，常常会给他人造成某种损失，这部分损失并不计在自己的成本中，即构成外部成本。私人成本与外部成本之和称为社会成本。只有部分环境影响目前能够进行货币化价值计量，煤电与核电的总的外部成本中，包括SO2导致酸雨对农作物、森林与生态系统、材料影响，PM10和SO2对人体健康影响，PM（降尘）造成清洗增加，放射性的辐射健康危险，CO2导致的全球变暖以及煤矿事故死亡影响的外部成本。燃煤的其他环境负担，如NOX引起酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏的环境影响等等都应包含在总的外部成本中。

二、煤电链的外部成本和核电链的外部成本

1.煤电链的外部成本。中国的煤矿按所有制分为国有重点煤矿、地方国有煤矿和乡镇矿三类。中国燃煤电厂主要的发电机组容量等级为60万kW，30万kW，20万kW及下。不同容量机组的煤耗有很大差别，与设计煤耗理论值相比，实际煤耗值都相对偏高。煤燃烧产生的主要污染物是SO2，NOX，CO2，以及大量的PM（烟尘）。除燃煤电力生产过程外，在煤炭開采、煤炭运输、电厂建设和运行、煤自燃等环节中都会对环境造成一定影响。而且计算煤电链的外部成本中还需考虑到环境影响的优先级。据此所总结的煤电链的优先环境影响为SO2和PM对人体健康效应、SO2和酸雨对农作物的影响、酸雨对森林与生态系统的影响、 SO2和酸雨对材料的影响、PM（降尘）造成的清洗增加、辐射健康危险、全球变暖、人为事故。需要指出，中国的SO2排放居世界第一位，当前最紧迫的环境问题是SO2及酸雨的影响，城市空气中的首要污染物是PM。以上所提到的影响因素引起的费用，都应加在煤电链的外部成本中。

2.核电链的外部成本。铀矿是核电中最重要的原料，常规的铀矿开采有露大开采法和地下开采法。目前，中国铀矿采冶已初步形成了以地浸、堆浸和原地爆破浸出工艺为主的生产体系。中国现已初步形成了浙江秦山、广东大亚湾和江苏田湾三个核电基地，目前又有一批新的核电站出现，比如大连红岩河核点、海南核电等。中国核电的主体堆型为压水堆。核电站后处理和废物处置是个很重要的问题。核电链的主要环境负担包括各环节的放射性流出物的排放以及在建设期间和生产运行期间由于建筑材料消耗、原材料消耗、工艺用煤消耗和其他燃料提供的能量消耗（如燃煤、燃油、电力等）而排放的非放射性大气污染物（如SO2、NO2、PM、CO2等）。同时优先级影响也得考虑，核电链中评价的优先影响主要是对工作人员和公众的辐射健康危险，包括致死性癌症、非致死性癌症和遗传效应。对于核电链的非放射性污染物，煤电链的分析中已经确定了一套环境影响路径的优先级，包括大气污染健康效应、农作物、森林与生态系统、材料、清洗增加、事故和全球变暖。以上影响因素也应加在核电外部成本中。中国核电链的外部成本为3.31 *10-3元/kWh，其中由于放射性所致的辐射健康危险为3.83*10-5元/kWh，仅占总的外部成本的1.2%，非放射性所致的大气污染健康效应、农作物、森林与生态系统、材料、清洗增加和全球变暖等影响共为3.27*10-3元/kWh，占总的98.8%。核电链本身并不产生这些大气污染物，而是主要取决于相关的其他行业的能耗水平和污染物排放，如建筑材料生产过程、工作过程中用煤、使用燃油燃煤提供能量等，大部分仍归结于燃煤污染。

三、核电与煤电外部成本比较

燃煤电厂每发1 kWh电力的环境影响外部成本为3.21 *10-1元，其中人体健康占46%，生态系统占32%，清洗增加、全球变暖、农作物、森林和材料分别占7%，6%，4%，3%和2%，辐射健康危险约占0.01%。核电站每发1 kWh电力的环境影响外部成本为1.43* 10-3元，其中直接排放的放射性所致辐射健康危险为7.81* 10-6元，约占0.6%；建设和运行维护期间间接排放的非放射性大气污染物SO2，NOX，PM和CO2对人体健康、农作物、森林与生态系统、材料、清洗增加和全球变暖等影响的外部成本为1.42 * 10-3元，占99.4%。总的来说，（1）燃煤发电消耗的燃料数量（重量）是核发电的几万倍，产生的废物也比核发电多几万倍。（2）燃煤发电与核发电的废物的种类各不相同，燃煤发电向大气中排放大量（几百万吨)的SO2、NOX、PM、CO2等气体，而核能电力生产不产生任何大气污染物，核电站向环境排放经审管部门批准的气态和液态放射性流出物产生数量很少（约几十m3）的固体废物作封闭处理没有向环境中排放；而燃煤发电也向大气中转移煤中存在的天然放射性核素。（3）燃煤电厂的外部成本是核电站的224倍。核发电的外部成本中99%来自间接排放的非放射性大气污染物的环境影响直接排放的放射性所致辐射健康危险仅占小到1%。燃煤电厂的辐射健康危险外部成本是核电站的3倍。可见，核电站比燃煤电厂更有利于环境。

总结

所以综上所述，综合节约资源、技术、经济、环保四方面的因素一定程度的发展核电是解决中国能源和电力短缺的最现实的战略选择。从20世纪90年代开始，世界能源电力市场发展最为迅速的已经不再是石油、煤和天然气，而是太阳能发电、风力发电等可再生能源异军突起。就能源、电力而言，21世纪将是可再生能源的世纪。实现能源可持续发展，在“能源消耗最少，环境污染最小”的基础上实现经济又好又快的发展。从外部成本看实现能源可持续发展，就是要发展一定规模的核电。核电成本更低，更安全，更环保。虽然近期出现了日本福岛核泄漏事件，但是这并不能否认核电的优越性，只是在发展核电同时，应该加强核电安全管理。发展与监管同步，实现能源可持续发展，为我们电力科技和工业发展作贡献才是核电发展的主要目的。

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Discussion of External Cost of Nuclear Power and Coal Power

ZHU Xiao-juan

（Shenyang institute of engineering，Department of Automatic Control，Shenyang 110136，China）

Abstract：Coal is main energy source in China.To reduce pollution ，developing some nuclear power is one practical and feasible approach.ApplingImpactPathwayAnalysis（IPA）approachframework of externalities of nuclear power and coal power were established，the external cost of coal power and nuclear power in China were preliminarily studied.

Key words:nuclear power； coal power； external cost[责任编辑 陈丹丹]