我国核电经济性分析及提高方法

(西华大学经济学院 四川 成都 610039)

一、研究背景

原子核结合或分离时释放出的核能是一种新能源，而核电站就是和平利用核裂变链式反应产生的热能，将热能转换为电能的场所。自从1954年6月27日世界上第一座核电站诞生之后，经历了几十年的发展，核电已被证实是一种可以大规模使用的安全、清洁、经济的能源[1]。目前，我国实行低碳经济发展政策，核电产业从而得到了快速的发展，其经济性也越来越受到重视。因此，本文通过实例分析了影响核电经济性的因素，并讨论了提高核电经济性的具体方法和路径。

通常情况下，衡量核电经济性的标准主要分为两部分：一个是比较具有相同电力及建设周期内核电厂及煤电厂发电成本差异；另一个是以某一地区为参照，比较电价和平均发电成本差异[2]。都需要计算核电的发电成本，从而总结了国内学者的一些结论。

罗安仁学者指出由于核电建设周期长，存在许多不可预测的因素，所以不可预测费用也是核电发电成本的组成项[3]。苏宁和耿志成指出,分析核电经济性时,应充分考虑电力系统的生产链，即核电发电成本的计算应从铀矿开采阶段开始到核设施的退役管理阶段[4]。刘江华和邹树良也指出，影响中国核电发电成本的重要因素还包括规模效应和学习效应[5,6]。

通过以上的总结，核电经济性分析的中心就是发电成本的计算，同时需要找到一个全面准确的计算方法来进行分析，并就其影响因素讨论提高核电经济性的途径。

二、核电的经济性分析

核电的发电成本通常以两种方式计算：一种是计算运行期间的平均发电成本(PGC)，另一种是计算运行期间的平准化平均发电成本(EGC)。PGC表示静态平均成本，不考虑资金的时间价值，这种计算结果难以真实反映核电的经济性。EGC利用贴现率考虑资金的时间价值，其结果更能说明核电的经济性，因此本文采用EGC计算方法[7]。

(1)

上式中，EGC是全寿期平准化贴现发电成本；It是在第t年的投资支出；Mt是在第t年的运营和维护费用；Ft是第t年的燃料费用；Et是第t年的供电量(即扣除厂用电后的上网电量)，r是折现率。

秦山核电站二期工程是中国第一座独立设计、独立建设、独立管理和独立运行的2×65万千瓦商用压水堆核电站，由中国核工业总公司、浙江电力开发公司承建。本文以其为例，计算它的发电成本，并讨论核电发电成本的影响因素。原始数据如表1所示。

表1 秦山核电站原始数据

根据以上方法计算得出秦山二期的EGC值是0.0244美元/千瓦时。一般来说，核电站的发电成本主要由建设总投资以及运营期间的燃料成本和运行与维护成本等组成，再由全寿期平准化贴现发电成本的计算公式可以看出建设周期、运营时间与负荷因子对核电成本有着重要影响，具体表现在：

(1)单位千瓦造价高、投资成本高。核电作为民用核技术，需要国家核安全监管机构在全世界商业化和推广过程中加以严格监督。核电建设项目在设计，采购，施工，调试等方面都有严格的质量保证要求，与传统发电技术不同。以二代加改进型机组为例，预期的单位造价约13000元/kW，投资成本约105元/(MW·h)；而同期建设的百万千瓦级燃煤电厂的单位造价约3500～4000元/kW，投资成本约40元/(MW·h)[8]。

(2)核电的长周期经济效益往往会被低估。由于核电的主要成本来自于初始建设投资，这部分资金中很大一部分(尤其是贷款)一般要求在建成10～15年内回收。一旦这部分资金被回收，每年核电的投资成本就大大减少或基本没有。因此，核电的成本在15～20年后将会呈明显下降趋势。由于核电的设计运行的技术寿命是40～60年，因此还贷后核电将有20～40年时间长期运行在原来成本的40%～50%上。核电厂收益将会在第20～60年间有一个显著的提高。

(3)核电的发电成本受年负荷因子(capacity factor)影响很大。由于核电成本的50%～60%是投资成本，这部分成本每年是固定的，而随发电量的不同而不同的燃料成本只占约25%，因此核电的年运行率越高，其单位发电成本就越低。与燃煤及天然气相比较，该特点尤其明显。

三、提高我国核电经济性的途径

(一)大力推进设计自主化和设备制造本地化

设计自治不但有利于国内人力资源成本优势的发挥，还有利于设计成本与技术服务成本的降低，更关键的是，利用高度自制，掌控关键设备、系统以及工程设计的中心技术，能够推动原设计方案的改善，增强对采购主动权的控制。借助该措施，能够对设计方案进行合理调整与优化，可以通过合适高效的采购模式，大力培育和发展我国的制造能力，进一步拓展我国的采购范围，创设一个极富竞争力的市场环境，继而更好地降低核电项目成本。

(二)选择技术成熟的大容量机组

比例效应，即类型保持相同的发电技术。就理论层面而言，在一定规模内，随着单机容量的持续上升，单位项目成本会按一定指标不断降低。因为我国现存的核电厂相对较少，且施工经验不足，所以国内产业并未对规模效应进行足够丰富和深入的研究。

部分国际核大国以及原子能机构，经合组织/国家能源机构等权威国际组织，在这一领域进行了一系列研究，并得出了附有一系列附加条件的研究结论。比如美国能源部所公示的有关报告，其研究结果证实：当单位容量自600MW升至900MW时，单位千瓦成本的降幅达到了13%左右。当单位容量自900MW升至1200MW，单位成本将继续下降近10%。

大容量机组的优先发展已成为核电行业的发展趋势。世界上新一代核电站的设计能力大多为1000～1500兆瓦。西屋公司已将AP600升级为AP1000作为其全球主打产品，也适用于此。趋势的最佳例证。

(三)缩短建造工期

整个核电站的设计和建设主要分为土建、设备系统安装两部分。选址、系统设计经过国家监管部门的批准，然后才能进入建设阶段，这个通常需要花5～10年的时间。土建部分由于施工标准较高(核安全考虑，高于一般的房屋和道桥建设标准)，而且考虑到核电站厂房内部复杂的电子线路布置，所以施工复杂度也比较高。因此，核电站的建设周期是相当长的。除却优良管理之外，施工等技术的调整和进步，能够进一步缩短项目建设周期。

四、结语

与广大发达国家相对比，我国核电产业还有很大的发展和进步空间，产业不够发达，发电成本处于较高水平，过于依赖政策的帮扶，且核电的经济性亟待改善。可是，中国核电的工程设计水平、建造安装水平、营运管理水平等均在不断提高，在这个过程中，发电成本可以得到较好地管控，有所降低，与此同时，核电的经济性会逐渐凸显出来，竞争力也会得到强化。