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核电机组无论满发、降功率或停机备用,一个燃料循环周期结束后都要更换核燃料,核燃料燃烧不充分将造成铀资源浪费。根据研究,我国核电平均核燃料度电成本为0.057元/(kW·h)。核燃料损失费用=核电损失电量×度电核燃料成本。
表2 核电电量损失造成的核燃料损失费用
经济角度。核电不满发导致全社会额外增加的费用=核电损失电量折算可再生能源补贴费用+核燃料损失费用。其中,可再生能源补贴费用由全体电力用户承担;核燃料损失费用属于资源浪费,由核电企业承担。经计算,2016年上述费用为66.9亿元,2017年为73.1亿元。风能和太阳能可以零成本获得,弃风、弃光不会增加额外成本,核电不满发会增加核燃料损失,另外还会增加额外的废液处理成本,因此,从经济性角度看核电机组应满发运行。
环保角度。核电机组带基荷运行有利于促进减排。核电机组调节功率运行时,除控制棒调节外,反应堆硼浓度调节也是调整功率的重要手段。在硼浓度稀释过程中会从一回路释放出一定量的放射性废液,稀释越多,释放废液量就越大。
电网友好性。风电、光伏发电有间歇性、波动性特点。风电通常在高峰负荷时段出力较小,低谷负荷时段出力较大,对系统产生反调峰效应,需要电网配备备用及调峰电源。光伏出力受光照、温度等天气及环境因素的影响,但与用电负荷基本保持一致,不属于逆调峰电源。核电机组负荷稳定且可预测,适合作为基荷电源运行。
安全角度。法国核电机组参与负荷调节较多,平均年非计划性停堆小时数比美国、韩国核电机组高出很多,在一定程度上说明频繁调节负荷会增加非计划停机停堆概率。
从国际经验看,美、英、韩等核电比重较大的国家,核电机组一般保持带基荷运行。法国由于核电装机比例较高,在满足安全前提下,少量核电机组经过改造后,在核燃料寿期的前中期适当参与电网负荷调节。核电机组参与电网调峰在技术上可以实现,但须付出高昂代价,包括降低核电厂安全性、运行寿命以及运行可靠性等。核电机组参与电网调峰不是一种安全、经济的选择。
研究结论
核电机组满发运行符合全社会利益最大化原则,建议政府相关部门对现行发电调度顺序进一步优化,将核电机组调度顺序安排在风电之前。建议核电省份在制定清洁能源规划时,根据清洁能源消纳能力确定风电开发规模,合理控制风电开发节奏,以实现我国政府提出的基本解决清洁能源消纳问题目标。
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