理论教育 核电发电成本分析

核电发电成本分析

时间:2023-06-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:计算结果显示,在3%的贴现率下,核电与燃煤电厂和燃气电厂相比较,具有较强的竞争力。由于核电站隔夜成本大,建设期和贴现期长,核电的成本对贴现率特别敏感,随着贴现率的提高,成本上升较快。由于美国核电建设早,机组都过了折旧期,因此核电发电成本低。考虑到法国电力推出了多项成本削减计划,累计减少3欧元/MWh的费用,预计未来的核电机组的发电成本约为33欧元/MWh。

核电发电成本分析

1)平准化发电成本

IEA和NEA联合发布的《发电技术成本预测——2015年版》报告基于22个国家的181个机组的数据(包括3个非经合组织国家),针对不同发电类型的平准化成本进行对比分析。假设CO2的排放价格是30美元/t,燃料成本在一定区域内变动,各类型发电机组负荷因子均为85%,在贴现率分别为3%,7%,10%的条件下,分别计算燃气轮机联合循环发电(CCGT)、煤电和核电的平准化发电成本。计算结果显示,在3%的贴现率下,核电与燃煤电厂和燃气电厂相比较,具有较强的竞争力。由于核电站隔夜成本大,建设期和贴现期长,核电的成本对贴现率特别敏感,随着贴现率的提高,成本上升较快。在7%的贴现率下,核电全寿期平准化发电成本(LCOE)样本中位数接近于燃煤电厂,低于燃气电厂;在10%的贴现率下,核电LCOE样本中位数高于燃煤和燃气电厂(见图3—2)。

图3-2 不同发电技术的平准化发电成本比较

[来源:NEA/IEA发电成本预测(2015)]

由于多种原因,新建核电机组的造价不断走高,新建核电的发电成本也在不断提高(见表3—4、表3—5),但是已投运的核电机组,尤其是已过完还贷期和折旧期的机组,经济性优于带有碳捕捉与封存(CCS)的煤电、风电和太阳能发电。随着三代技术机组的批量化生产、建造工期的进一步缩短、融资通道的拓宽、工程投资成本的进一步降低等,新建核电机组的发电成本也将逐渐下降。

欧盟研究表明,在计入碳排放成本前,核电成本优势不明显,与煤电的平准化发电成本相差较小,但由于核电清洁低碳的特点,当各种能源电力技术在计入碳排放成本后,核电的平准化发电成本相较于其他能源优势较为突出,例如煤电由于其外部成本较高,外部环境成本大大拉升了煤电的总体成本,经济性下降。

表3-4 核电的平准化发电成本(2015年)

表3-5 我国各发电技术的平准化发电成本

(续表)

核电与间歇性可再生能源相比,受外部环境条件影响较小,能够持续供电,在电网的加固和灵活性改造等方面存在的问题也较少,因此供电安全可靠,也大大降低了其系统成本。不同的发电技术之间的系统成本相差很大,核电的系统成本主要是由于需要备用电源来应付计划内以及计划外的周期性停电所产生的费用,而间歇性可再生能源的系统成本涉及增加备用电源容量、满足峰值需求、电网改造等多个方面,但是目前间歇性可再生能源发电成本并不包括间歇性的系统成本。图3—3为不同生产技术的LCOE成本以及加入系统性成本后的成本比较,结果显示,各个国家的风电和太阳能发电等间歇性能源的系统成本较高,当系统成本增加到不同发电技术的平准化发电成本上时,核电作为低碳能源的竞争力将进一步提升。

最新研究表明,碳税价格在30美元/tCO2,贴现率为3%的情况下,核电的平准化发电成本(26~64美元/MWh)将低于煤电(65~95美元/MWh)和天然气发电(61~133美元/MWh);在贴现率为7%的情况下,大部分地区的核电和煤电成本相当,为75~100美元/MWh。除了美国和新西兰外,燃气轮机发电成本超过100美元/MWh,可再生能源的发电成本虽然在持续下降,但是仍然显著高于以上成本。并且核电在电网层次的系统成本(即确保以既定载荷和可靠性水平供电所需的投资)相当低,为1.4~3.1美元/MWh(略高于煤电和天然气发电等其他可调峰能源),而间歇性可再生能源在电网层次的系统成本是核电的10~20倍。虽然核电的造价在不断上升,但是在政策稳定、监管适宜以及风险分配合理的前提下,新建核电的融资还是具有可行性的。(www.daowen.com)

图3-3 不同国家不同生产技术的LCOE成本和系统性成本对比

[来源:世界核能协会(WNA),核电的经济性]

2)各核电大国的核电成本比较

(A)美国核电成本

根据美国核能研究所报告显示,2016年美国核电平均反应堆的年度支出成本约为33.93美元/MWh,单个机组发电平均年度支出成本约为41.39美元/MWh(见表3—6)。由于美国核电建设早,机组都过了折旧期,因此核电发电成本低。年度支出包括运维成本、燃料成本,不含折旧费用。近几年美国的平均发电成本呈下降趋势,成本下降的原因主要有两方面,一是燃料成本的下降,铀价格下跌超过一半,铀浓缩价格下降2/3以上;二是公用事业公司减少了资本支出。但是考虑到核电机组运营期的增加,每年的设备更新、延寿相关的资本投资也将相应增加(见图3—4)。

表3-6 2016年美国核电发电成本统计

图3-4 美国历年核电各成本费用变化趋势

(B)法国核电成本

法国的电价在欧洲一直具有竞争优势,居民电价约为40欧元/MWh,比德国居民电价低40%,法国的工业用电的电价也比欧洲的平均价格低25%,法国能够维持全欧洲最低电价得益于核电占比大,发电成本低。根据2014年法国审计法院出示的研究报告,法国所有的核电生产成本,包括早期核电站建设成本、现阶段核电站的运营维护成本、核电站退役成本、放射性废物处置成本等,2011—2025年期间现役核电生产成本约为36欧元/MWh(燃料成本、备品备件人工成本税收、运行维护费用以及与核电站安全运行相关的费用等)。考虑到法国电力推出了多项成本削减计划,累计减少3欧元/MWh的费用,预计未来的核电机组的发电成本约为33欧元/MWh。

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