不能滿發(fā)成常態(tài)，參與調(diào)峰或成現(xiàn)實(shí)

當(dāng)前國(guó)內(nèi)在運(yùn)核電機(jī)組達(dá)到34臺(tái)，另有20臺(tái)機(jī)組尚在建造中，在建機(jī)組達(dá)全球第一，我國(guó)已成為名副其實(shí)的核電大國(guó)。

中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)公布的今年上半年國(guó)內(nèi)核電運(yùn)行情況顯示，雖然核能發(fā)電量比2015年同期增長(zhǎng)了26.58%，累計(jì)上網(wǎng)電量也比2015年同期增長(zhǎng)了26.02%，但上半年的核電設(shè)備平均利用小時(shí)數(shù)及核電設(shè)備平均利用率，分別只有3335.35小時(shí)和76.36%，與去年同期分別減少了183.8小時(shí)和4.74個(gè)百分點(diǎn)。據(jù)福建核電消納困局調(diào)查：在運(yùn)機(jī)組設(shè)備利用率均未超75%。核電發(fā)展陷入尷尬困境。

核電的定位是“基荷”能源，一般不參與調(diào)峰，但是隨著核電裝機(jī)的比重越來(lái)越大，如今的核電也許要同其他電源一同承擔(dān)調(diào)峰的義務(wù)。

什么是調(diào)峰

首先，什么是調(diào)峰。電能不能儲(chǔ)存，電能的發(fā)出和使用是同步的，所以需要多少電量，發(fā)電部門就必須同步發(fā)出多少電量。電力系統(tǒng)中的用電負(fù)荷是經(jīng)常發(fā)生變化的，為了維持功率平衡，保持系統(tǒng)頻率穩(wěn)定，需要發(fā)電部門相應(yīng)改變發(fā)電機(jī)組的功率以適應(yīng)用電負(fù)荷的變化，這就叫做調(diào)峰。

對(duì)核電而言，從經(jīng)濟(jì)角度講，基荷運(yùn)行可以提高燃料利用效率。核電的換料周期相對(duì)固定，一般都是連續(xù)運(yùn)行12個(gè)月或18個(gè)月?lián)Q一次料。在這個(gè)周期中，無(wú)論機(jī)組滿發(fā)、降功率運(yùn)行或停機(jī)備用，到期后都要更換核燃料。在運(yùn)行過程中頻繁降升功率會(huì)導(dǎo)致燃料燃耗不充分而產(chǎn)生棄料，進(jìn)而增加了后端乏燃料處理的難度和成本。

從環(huán)保角度講，基荷運(yùn)行有利于促進(jìn)節(jié)能減排。1臺(tái)百萬(wàn)千瓦核電機(jī)組每年可以替代標(biāo)煤240萬(wàn)噸，相當(dāng)于減排二氧化碳585萬(wàn)噸。

但是，眾所周知，與火電機(jī)組的建設(shè)相比，核電因其核安全和高質(zhì)量引起的核電廠資本投資大約占總平正化成本的60%，運(yùn)行和維修費(fèi)占20%左右，燃料費(fèi)不到20%?？偟恼f來(lái)，核電的成本比火電的要高，再加上建設(shè)周期長(zhǎng)。核電上網(wǎng)價(jià)格高，因此核電目前在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)。

國(guó)外核電機(jī)組調(diào)峰情況如何？

1.法國(guó)

法國(guó)在運(yùn)機(jī)組58臺(tái)，截至2015年,法國(guó)核電發(fā)電量達(dá)416TWh,占全系統(tǒng)發(fā)電量的76.34%。

法國(guó)核電的建造始于20 世紀(jì) 50 年代，早期建設(shè)的核電站均為 GCR（氣冷堆）類型核電機(jī)組，不具備負(fù)荷調(diào)節(jié)能力。隨著法國(guó)核電所占比例不斷上升，到20世紀(jì)80年代電網(wǎng)調(diào)峰問題開始逐步顯現(xiàn)，電網(wǎng)調(diào)峰日益困難，而受資源、地理?xiàng)l件等的限制，法國(guó)氣電、抽水蓄能電站的建設(shè)均受到了一定的制約。在此情況下，法國(guó)在80年代初開始研究對(duì)原有核電機(jī)組進(jìn)行技術(shù)改造，到90年代初法國(guó)核電機(jī)組法國(guó)核電機(jī)組從設(shè)計(jì)角度，在燃料的前65%壽期內(nèi)，最低可降出力至27%額定功率；在燃料前65%～90%壽期內(nèi)，機(jī)組可調(diào)范圍呈線性減小趨勢(shì)，最小技術(shù)出力逐步增大；到90%～100%壽期和燃料延伸運(yùn)行階段，機(jī)組已不具備調(diào)節(jié)能力，一個(gè)壽期內(nèi)機(jī)組調(diào)峰能力變化情況詳見下圖。

法國(guó)核電機(jī)組調(diào)峰性能圖

盡管目前法國(guó)絕大多數(shù)核電機(jī)組均具備日調(diào)峰能力，但基于機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、安全性等方面考慮，仍首先將煤電、氣電、水電等作為優(yōu)先調(diào)整的手段，核電機(jī)組盡量保持基荷運(yùn)行，通過提前做好核電機(jī)組的檢修安排，有計(jì)劃地參與電網(wǎng)的季節(jié)性調(diào)峰。

總體而言，由于法國(guó)電網(wǎng)調(diào)峰手段較為有限，在結(jié)合電網(wǎng)年負(fù)荷特性，充分做好核電機(jī)組檢修計(jì)劃之外，法國(guó)核電機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行過程中，均不同程度的參與了電網(wǎng)的調(diào)峰運(yùn)行。

2.美、加、日、韓等國(guó)核電帶基荷運(yùn)行情況

從法國(guó)情況來(lái)看，由于電網(wǎng)中核電所占比例較高，除核電之外，電網(wǎng)其余調(diào)峰手段較為有限，因此，核電機(jī)組需直接參與電網(wǎng)的調(diào)峰運(yùn)行。而對(duì)美國(guó)、加拿大、日本、韓國(guó)電網(wǎng)而言，其核電所占比例相比法國(guó)要低，且電網(wǎng)中調(diào)峰電源配置較為充足，能有效緩解了電網(wǎng)調(diào)峰壓力。日本電網(wǎng)調(diào)峰任務(wù)主要由油、氣電和抽水蓄能電站承擔(dān)，核電機(jī)組均處在基荷工作位置。韓國(guó)電網(wǎng)與日本類似，核電、煤電機(jī)組主要承擔(dān)基荷，油電、氣電、水電以及抽水蓄能承擔(dān)核電機(jī)組承擔(dān)基荷運(yùn)行，雖有效提高了核能利用率、降低了系統(tǒng)總的發(fā)電成本，但同時(shí)也擠壓了其他類型電源的發(fā)電空間，影響發(fā)電主體的收益率，對(duì)上述四國(guó)而言，主要依靠相對(duì)成熟的輔助服務(wù)機(jī)制來(lái)對(duì)其他類型電源給予相應(yīng)的補(bǔ)償，以此來(lái)調(diào)節(jié)各類電源發(fā)電收益。
 

中國(guó)核電該不該參與調(diào)峰？

核電機(jī)組是否需要參與系統(tǒng)調(diào)峰運(yùn)行，是由所在電力系統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu)等諸多特性決定的。核電機(jī)組是否參與系統(tǒng)調(diào)峰主要有兩大類：法國(guó)作為世界上核電裝機(jī)比例最大的國(guó)家，其電網(wǎng)中核電裝機(jī)比例超過50%，發(fā)電量比例超過75%，由于系統(tǒng)中調(diào)峰手段較為有限，法國(guó)核電機(jī)組需直接參與電網(wǎng)的負(fù)荷跟蹤運(yùn)行；其他如美國(guó)、加拿大、日本、韓國(guó)，核電裝機(jī)比例相對(duì)法國(guó)為低，同時(shí)調(diào)峰電源配置較為充足，基于核電運(yùn)行安全性、經(jīng)濟(jì)性的考慮，這些國(guó)家的核電機(jī)組均以帶基荷運(yùn)行為主，一般不參與電網(wǎng)負(fù)荷跟蹤，而是通過電力市場(chǎng)手段，為其他參與調(diào)峰的機(jī)組提供經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。

目前我國(guó)正步入核電快速發(fā)展期，隨著核電裝機(jī)規(guī)模的不斷上升，建議充分重視其對(duì)系統(tǒng)調(diào)峰的影響，借鑒國(guó)外核電運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，提前做好核電機(jī)組在系統(tǒng)中運(yùn)行方式的規(guī)劃，盡早提出對(duì)核電機(jī)組負(fù)荷跟蹤能力的要求，做好后續(xù)核電機(jī)組的設(shè)備選型，合理配置調(diào)峰電源，加快開展配套機(jī)制研究，以促進(jìn)核電的健康發(fā)展。