世界核电的经济性和前景

2012-11-21温鸿钧

中国三峡 2012年3期

温鸿钧

目前世界能源发展面临供求紧张和减排二氧化碳、缓解全球变暖等严重问题，迫切要求核电复苏和发展。上世纪60～70年代，核电对煤电、油电的经济竞争力的强大优势，成了核电大发展的强大驱动力。在长期的二代和二代改进机型发展时期，核电保持了对煤电的竞争优势，但近几年世界主要核电机型开发商推出的高造价的三代机型，建设造价大幅提高，奇高的比例投资对世界核电的复苏将产生严重影响。本文试图从核电造价大幅攀升情况入手，分析其对核电发展的对策，展望核电发展的前景。

2011年7月19日，哈尔滨电气集团公司哈尔滨汽轮机厂有限责任公司车间，工人正在对世界首台AP1000三代核电130万千瓦等级汽轮机低压内缸进行加工，这是世界最先进的核电汽轮机组。摄影/小刚/CFP

一、在役二代核电的经济性

目前世界上运行的核电机组，运行特性如发电效率、负荷因子等较前有大幅改进，负荷因子达到90%以上，与常规能源发电的经济竞争力大幅提高。

1、美国核电生产成本只有煤电的3／4，比气电油电低很多

由美国能源研究所提供的核电对煤、气、油电的电力生产成本参见下图。

美国核电对常规能源的煤、气、油电的经济竞争能力不断提升，近几年保持继续提升的趋势。

2、西欧几国要对核电收核燃料税，理由是核电利润太高，认为是暴利

西欧几国核电的经济运行情况很好。最能说明问题的是德国、荷兰、瑞典、芬兰对核电要征收核燃料税。征收的理由是暴利。征收暴利税，按使用的核燃料量计征，称为核燃料税。有的国家征税真实的目的，是要限制核电发展，但也说明现在役核电站的经济效益是非常好的。而且像芬兰是积极发展核电的国家，也要征收。

3、延寿增容经济性好，被人喻为银行的ATM机

以美国为代表，世界各国都在积极推进在役二代核电的延寿增容，取得了很大的成绩。在福岛核电事故后的这段时间内，延寿增容工作异常活跃，进展很快，活力强劲。

延寿增容得到重视的原因是经济效益太好。以新泽西州萨利姆核电站延寿增容为例，2011年7月1日NRC批准两台压水堆机组延寿。投资5.25亿美元，把两台110.6万千瓦机组寿命由40年延长到60年，并各增加容量6.9万千瓦，使每台机组增至117.5万千瓦。又据世界核新闻2011年8月16日消息，美国最大的核能发电公司Exelon计划到2017年前增容150万千瓦，预算投资35亿美元，折合边际造价每千瓦2300美元／千瓦，不到新建核电厂的一半，还未计延寿的效益。真像世界核协会副主席核能发展战略家斯蒂夫•基德（S·Kidd）在2011年5月9日《国际核工程网站》上发表“核电厂如何突破，成为自动取款机”一文中说的，简直像自动取款机。

4、世界核电机组延寿增容迅速发展

20世纪50年代，美国宾夕法尼亚州希平港（Shippingport）核电站。摄影/文仕工作室/FOTOE

1955年，日内瓦国际和平利用原子能会议上，前苏联展示的核能设备模型。摄影/文仕工作室/FOTOE

2011年3月，美国核管会（NRC）批准福蒙特州扬基核电站延寿20年。2011年4月27日，NRC批准亚利桑那州帕洛弗迪核电站3台系统80型压水堆核电机组延寿20年。2011年6月29日，NRC批准Xcel能源公司在明尼苏达州的草原岛核电站容量分别为56万千瓦和55.4万千瓦的两台双回路压水堆机组各延长寿命20年。2011年7月1日，NRC批准新泽西州萨利姆（Salem）核电站两台压水堆机组延寿20年。2011年7月20日，NRC批准纽约州希望河（HokeCreek）核电站一台沸水堆核电机组延寿20年，延寿至2046年4月。截止2011年7月20日，NRC先后批准了9台核电机组延寿20年，使延寿至60年的机组数量达到71台。

世界核新闻2011年7月29日消息，韩国月城核电厂1号机组（67.9万千瓦）经由加拿大AECL翻新后全面启动，可再运行25至30年。

据世界核新闻2011年8月25日报道，阿根廷决定对Embasle核电厂自主进行翻修，反应堆堆内构件全部由国内制造，预算总投资13.66亿美元。翻修后延长寿命25～30年，增加发电容量5%，约3.5万千瓦。计划在5年内完成。

又据世界核新闻7月27日消息，瑞士的Leibstadt核电厂由法国Areva帮助完成更新设备增容，由1165万千瓦增容至120.5万千瓦。

1992年，建设中的深圳大亚湾核电站。摄影/黄欣提供/FOTOE

二、新建核电的造价

1、复建项目造价较低，在新建与复建的选择中，往往成为首选

美国即将建成的沃茨巴2（Watts Bar2）复建工程，比投资仅2000美元/千瓦。据世界核新闻2011年8月9日消息，美国核管会NRC已颁发核燃料装料许可证，运行许可证预计于2012年10月发出。新燃料组件已开始运抵现场。2012年将进入服役，2013年开始商业运行。沃茨巴2号机组于1985年因电力市场不景气工程暂停。2007年10月恢复建设，静电功率增至127万千瓦，总投资25亿美元，比投资约2000美元/千瓦。沃茨巴2机组复建中技术上有改进，属二代改进的先进机型，比投资比新建机组低得多。工程进展顺利，是美国唯一的在建核电工程。

美国TVA决定恢复建设贝尔丰特1号机组，预计造价3900美元/千瓦。据国际核工程2011年8月19日消息，田纳西流域管理局TVA董事会授权继续完成在阿拉巴马州的贝尔丰特核电厂1号机组的建设。贝尔丰特1号机组是B & W公司压水堆，126万千瓦，1988年已完成55%工程量，因电力销售无市场而停建，部分设备已被拆除。停建后，TVA曾计划在此厂址上新建2台AP1000机组，并向NRC申报了建造运行许可证的申请。后TVA经复建和新建的可行性对比研究，预算复建需投资49亿美元，比投资约3900美元/千瓦，在经济上显著优于新建方案，工程实施方案可行，决定采用复建方案，计划于2018～2020年完成，现正式授权实施。

斯洛伐克的莫西霍夫3、4号机复建工程，造价3153欧元/千瓦。建设两台俄罗斯44万千瓦的VVER440型机组，增加1.5米厚混凝土的安全壳。2009年6月恢复建设，计划于2012、2013年建成，总投资27.75亿欧元，比投资3153欧元/千瓦（3950美元/千瓦）。

以上几个二代机型的改进升级复建项目，造价与原有基础有关，但一般造价较低。其原因一是属二代改进机型，二是利用原有基础。条件好的复建项目，由于其造价低，经济性好，往往优先。

2、二代改进机型

中国在建二代改进核电机组，造价在2000美元/千瓦左右。

加拿大CANDU6的造价，据世界核新闻2010年2月9日消息，罗马尼亚切尔纳沃达核电站准备新建2台72万千瓦的CANDU6重水堆机组，向加拿大AECL咨询中估计总造价40亿欧元（50亿美元）估计比投资3570美元/千瓦。

3、二代改进达三代的AES造价在3000～3500美元/千瓦

俄罗斯2008年和2009年先后开工的AES-2006型两个项目4台机组，沃罗涅日二厂和列宁格勒二厂各两台，总承包合同价分别为50亿美元和58亿美元（1360亿卢布），分别折合2341和2480美元/千瓦。据上述两个项目看，加上业主的前期工作费、厂址工程费和建设期间的利息，估计建成价比投资约为3000～3500亿/千瓦。

4、上世纪末完成整体验证的ABWR、System80+(APR1400)

美国南得克萨斯州(STP)3号和4号两台135.8万千瓦的ABWR机组。比投资低，一直被认为在美国新建项目中经济上居于领先地位。2009年11月，东芝测算总投资增加40亿美元。投资由3700美元/千瓦增加到5000美元/千瓦。2010年10月，由于美国政府贷款担保条件不能接受，宣布推迟。日本福岛事故后，持有18%的东京电力公司资金无保证，项目主持者NRG能源公司宣布退出。

阿联酋核电项目的招标，最后韩国电力公司（KEPCO）联队以APR1400击败美国Areva的EPR和美国GE-H的ABWR中标，价格200亿美元，建设4台APR1400机组，固定价比投资约3500美元/千瓦。招标过程中Areva一直以他的“先进”处于优势地位，最后阿联酋选择了价格相对较低的APR1400。阿联酋是个非常富裕的国家，往往容易产生追求“先进”、“时尚”，但最后还是讲究经济、实效，选择了价格相对较低的机型。

5、正在整体验证中的AP1000、EPR

佛罗里达州利维项目，据世界核新闻2010年5月7日消息，进展能源公司重新测算总投资增加约50亿美元，由原来的172亿美元（包括30亿美元输变电工程）增加到225亿美元，比投资由7700美元/千瓦提高到10000美元/千瓦以上，因造价过高，筹资困难而决定推迟。其扣除输变电工程后的比投资约为7400美元/千瓦。

佛罗里达州土耳其点的6号、7号机组，2008年2月测算基础价比投资2444～3582美元/千瓦，加上冷却塔、土地、风险金等，增加到3108～4540美元/千瓦，再加上财务费用为5780～8071美元/千瓦。为筹措资金，争取州政府CWIP（在建设过程中向用户回收建设资金）优惠政策未取得满意的结果而推迟。

美国佐治亚州Vogtle项目是奥巴马总统特别支持、前期工作进展最顺利的项目。拟建造2台110万千瓦AP1000机组，项目主导者测算比投资6360美元/千瓦。

据2011年7月20日国际核工程消息，法国弗拉芒维尔3号EPR工程因工程事故等调整计划，建成时间再推迟2年，工程投资由2005年估计的33亿欧元增加到60亿欧元（85亿美元），固定价比投资高达5200美元/千瓦，加上建设期利息和业主费，将高达6500～7000美元/千瓦左右。

英国计划2025年建成2500万千瓦新核电，估计新建电厂总投资1100亿英镑（1700亿美元），采用EPR和AP1000机组，框算综合比投资6800美元/千瓦。

这类机组造价大致在6000～8000美元/千瓦范围内，其中AP1000更高一些，与西屋公司一贯宣传的AP1000是造价低经济性最好的机型相反，是所有机型中造价最高的一种机型。

6、新建核电造价的总体情况

复建项目一般地说，比新建要便宜，造价较低。但与停建前的工程状况有关，相互间差别也较大。

对新建项目，世界各国各种机型的造价，大致可划分为四个档次，见世界各种机型造价情况表。

世界各种机型造价情况

2004年，秦山核电二期工程，是我国自主设计、自主建造、自主管理、自主运营的首座2×60万千瓦商用压水堆核电站，使中国实现了由自主建设小型原型堆核电站到自主建设大型商用核电站的重大跨越。摄影/史训锋/CFP

三、新建核电造价过高的影响

1、核电造价过高的直接经济影响

造价过高的直接经济影响，一是造价过高造成资金筹措量大，投资风险大，资金筹措困难成为新建核电项目要首先克服的困难。二是由造价过高必然造成发电成本过高，造成电厂经营生存能力和市场竞争能力低下。

关于美国新建核电的造价和发电成本，美国一些大学和金融法律咨询机构作了研究。2010年6月出版的《核电和可再生能源电力经济学》一书中作了综合评论。2003美国麻省理工MIT学院测算，假定基础价造价（未计建设期间物价浮动和利息）为2000美元/千瓦，核电发电成本为6.7美分/千瓦时，可以同化石燃料发电竞争。2007年Key-stone能源环境科学与公共政策中心测算，造价3600～4000美元/千瓦，发电成本为8.1～11.1美元/千瓦，发电成本提高到8.4美元/千瓦时。2009年C.A.Severance测算，造价为7400～10500美元/千瓦时，发电成本提高到25～30美分/千瓦时。从以上测算結果看出，新建核电造价迅速上涨，发电成本跟着成倍的提高。这样核电厂盈利能力低到可能是负的，电厂难于生存，在同其他发电能源技术的市场竞争中，缺乏竞争能力，投资者失去投资核电的动力，这就造成了新建核电的又一个障碍。

2、美国新建核电计划受挫

从2005年起，美国掀起了新建核电的高潮，先后有18个项目28台机组，向美国核管会NRC申请建造运行许可证。自2009年9月开始，由于经济原因，连续发生多米诺式的倒塌。①因研发验证审批太慢、经济性差，以Exlon公司带头，一批ESBWR项目宣布推迟或退出。②密里州卡拉威项目因造价过高，筹资困难，申请CWIP（在建设期间向用户回收建设资金和利息）优惠政策遭拒，或批准额度太低，一批US-EPR和AP1000项目宣布推迟或退出。③在美国能源部批给5个项目作联邦贷款担保后，在签署担保协议时只见到一个项目签字的报导，而有2个项目，因造价高无偿还能力，无法保证贷款的偿还，而拒绝签字。最近美国核能研究所总裁在世界核协会2010年年会上说，到2020年美国有4～8个机组在建就很好了。新建核电计划受挫的主要原因是造价太高，资金筹措困难。人们担心美国这轮新建核电计划，会不会像本世纪初的“2010核能”计划（2010年前建设18台机组无一台动工）那样夭折。

3、引起了对核电发展前景的担忧而改变对核能发展的态度

密苏里州卡拉威核电项目建设一台160万千瓦的US-EPR机组，比投资6125美元/千瓦，计划筹资高达90～120亿美元。筹资量大，投资风险高，向州政府CWR申请（Constructionn work in progress）优惠政策，在建设期间向用户回收资金，遭议会否决，电力公司AmerenUE 2009年4月23日宣布筹建工作暂停，并通报NRC停止建造运行许可证的审批。此事社会反映强烈，美联邦能源管理委员会主席J·Wellinghoff在能源协会记者招待会上说，建造新的煤电、核电厂是不必要的，因为核电和煤电的成本太高。这个主管美国能源的高官，由于美国当前新建核电造价太高，而采取了否定发展核电的立场。

2010年12月3日，正在建设的秦山核电一期扩建工程——方家山核电，装机容量为两台百万千瓦级压水堆核电机组。摄影/汪开敏/CFP

据世界核新闻2011年8月16日消息，美国最大核能公司Ex-elon董事长兼首席执行官约翰·罗维在美国核学2011年工作会议上，就美国核能发展前景从“技术、市场、核废物、经济”四个方面的分析后作出比较悲观的结论，认为核电发展面临的挑战，“不是技术，而是经济”。他说，国家需要核能，解决气侯变化问题，调整能源结构，提高整体安全性和可靠性，这些核能需求均属时代的原因，但我们是企业，不是宗教，不能按时代的信仰办。他从企业的立场出发，不能办没有经济效益的事。他这个美国最大核能公司的掌门人，一贯积极推动核能的建设和发展，但因新建核电经济性的恶化，而改变了对核能的态度。

4、引起了世界核电市场竞争形势的变化

核电市场的热点，已由追求“先进”转变为经济上的“承受”。上世纪九十年代起，追求“先进”是市场竞争的焦点。由于一些先进机型造价过高，超过了买方的资金筹措和电价承受能力，经济上能否承受成了项目能否成功的关键。追求先进变为了追求经济实效。如南非2007～2008年庞大发展计划的招标，起初追求“先进”，找到了当时最强势的法国Areva和东芝西屋公司。但在遇到资金困难时便停止招标。可是，核电还是要发展的，于是提出了走“低成本”的发展道路，决定要加强与中国、韩国合作。又如土耳其第一核电项目的第4次招标，因缺乏资金而推迟。后俄总理普金以“俄造价只有美国、法国的一半”为由，说服了土总统，获得单独议标权，重开谈判，最终达成一致。再如2009年底阿联酋的核电招标，法国EPR因高价败于韩国的APR1400之手。由这些招标项目的结果看出，招标成败的关键，不是技术的先进与否，而是经济上能否承受。

2011年12月28日，海南昌江核电工程1号机组比计划提前28天完成穹顶吊装，标志着1号机组核岛土建施工阶段全部结束，转入全面安装阶段。摄影/白羽/CFP

5、双雄争斗时代已经过去，其他三代机型逐步兴起

在2005至2008年的核电国际市场招标竞争中，EPR和AP1000是两大明星，那里有招标，他们就会在那里出现，呈双雄争斗的态势。但这几年市场竞争的结果显示，双雄争斗的时代已经过去。而其他三代机型，如早期三代机型东芝、日立的ABWR、韩国的APR1400；“二代改进达三代”机型俄罗斯的AES-92、AES-2006逐步被人们重新认识，在市场竞争中逐步兴起。其中俄罗斯AES业绩尤为优秀，取得多个项目的胜利。

四、核电发展的出路和对策

核电只能在同时满足安全和经济这两个约束条件才能发展。目前高造价的三代机型，似已踩了经济这条底线，进展困难。为此，世界各国正采取措施，设法克服这个困难。

1、美国贷款担保政策希望能帮助解决资金筹措困难

为支持核电新建项目建设，美国奥巴马政府扩大了对核电新建项目政府贷款担保的额度，由185亿美元扩大到540亿美元。2010年2月16日奥巴马总统宣布，对佐治亚洲的Vogtle核电项目（建设两台AP1000机组）给予83.3亿美元的政府贷款担保，支持该项目的建设。由于奥巴马总统对Vogtle核电项目的支持，使其成为美国新建核电中最为顺利的一个，有可能在2011年内获得NRC颁发的建造运行许可证。

政府贷款担保支持电力公司可提高项目的信誉，帮助解决筹资问题。但它仅是担保，不是贷款，仍要有电力公司偿还本息，而且还增加11.6%担保费的负担。但这些项目因造价高，发电成本高，无盈利能力，早发电早赔本，多发电多赔本，电厂难以生存。政府贷款担保不能解决电厂的生存能力和市场竞争能力的问题。因而几个批准给予政府贷款担保的项目，拒绝签署担保协议，并宣布项目推迟或停止。

2、美国“四连锁”市场政策机制改革，有助于解决成本过高的经济生存能力和市场竞争能力

美国复苏核电，决定在EPR和AP1000两种机型中选择，造价和发电成本均太高，经济性成为美国核电复苏的屏障。英政府提出要建立“四连锁政策机制”（four interlocking policy instruments），进行能源市场改革，让未作减排处理的碳基能源增加成本，让低碳能源的优势体现出来。要求以白皮书的方式拿出咨询报告，再由政府决策。

能源市场改革白皮书四点建议是：①制订碳排放的楼板价格；②制定一个“差价合约”（Contract for difference）以便稳定金融和从低碳发电中回收；③建立禁止高碳发电的机制，制定碳排放限额标准；④确保足够的发电能力。碳排放楼板价格，是英国新建核电经济的根本，建议2013年每吨二氧化碳16英镑（25.7美元），以后逐步提高，2020年上升为30英镑（48.2），2030年上升到70英镑（112.5美元）。碳排放限额标准作为市场监管的逆止阀，每发千瓦时电最多排放450克二氧化碳。这样，燃煤电厂不装CCS（碳收集贮存系统）就不能生存。

对此市场改革，人们态度不一。由于电价将大幅提升，对经济社会发展和人民生活将会产生重大影响。金融危机冲击下的美国，已在紧缩开支下发生了社会动乱，能源市场改革的可行性和时机，必须慎重对待。

3、法国通过机型设计改进，降低造价，降低成本，是解决核电发展经济屏障的正确方向

法国在阿联酋核电项目招标中败给韩国，EPR机型头两个在建项目（芬兰奥尔基洛托3号、法国本土弗拉芒维尔3号）工程遇到严重困难，促使法国核工业决定进行一系列重大改革。EPR安全冗裕度过高，过于复杂，是工程建设问题多、造价过高和经济竞争力低的重要原因。于是决定发展简单、优化的低成本廉价核电机型；由EdF对现在的EPR设计，吸取反馈经验和英国核安全评审机构提出的意见，作优化修改，在修改完成后，再建设朋利（Penly）3号机组，真正完成首堆工程的整体验证和示范；确定由EdF带领法国核电产业进军世界核电市场，并进一步推进法国核电产业的整合。法国现在的EPR造价高，仅次于AP1000，要通过设计改进降低造价、降低成本，方向是正确的，是明智的决定，但改进设计能否达到预期目标，人们拭目以待。

4、建设造价低经济性好的成熟机型是当前核电建设的正确选择

要在当前新建核电，实行产业发展，应作何选择？

有核电国家现役机组的延寿增容和有复建条件的恢复建设，是一些有核国家的首选，但受条件限制，规模较小；新建安全性经过考验的造价低经济性好的成熟机型，是近期要求发展核电国家的首选；建设三代核电机型，要量力而行，要选择经济上能承受的三代机型，只要经过工程整体验证，在安全上都不会有问题。

5、走二代改进达三代的核电技术改进发展道路

法国佛雷蒙核电中心(Flamanville)。法国是世界上核技术的发达国家，拥有多个核电中心。摄影/CFP

要克服发展核电的经济屏障，不能光靠经济环境的政策调整，主要还应从自身的改进着手，在确保核电安全条件下，降低造价、降低成本。

三代机型特别是高造价三代机型应在确保安全条件下，作降低造价、改善经济性的改进，像法国EPR正要做的那样。高造价三代机型，如不把造价降下来是没有前提的。二代改进机型应继续改进，以达到三代的要求（URD、EUR），像俄罗斯已做到的那样。二代改进达三代机型要充分利用已有的经过考验的技术和经验作为基础，要保持和发挥经济性好的优势，采用能动与非能动优化结合的理念，把引进的先进技术嫁接到原有基础上。走二代改进达三代的改进发展道路，可以开发出一种既满足三代核电的安全要求，在经济上又能为广大第三世界国家所承受的优秀机型。