最近筆者與一些電力公司的同行交流時，談到一個很有意思的問題。這就是核電機組能否參與電網(wǎng)調(diào)峰。特別是有的省份外向型經(jīng)濟(jì)成分較強，電力負(fù)荷的季節(jié)性差別很大，全省十多臺核電機組全部投運后調(diào)峰就有些新困難。他們覺得如果大容量核電機組能參與調(diào)峰就好了。目前我國11臺核電機組地處國內(nèi)經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的浙江、廣東和江蘇，電力需求大，全都用作電網(wǎng)的基荷機組。隨著核電向其他或內(nèi)陸省份的拓展，這個問題的討論總是要浮出水面。最近筆者專門調(diào)研了一下法國、日本等核電發(fā)達(dá)國家的情況，結(jié)合我國目前核電技術(shù)水平和我國電網(wǎng)狀況，提出以下想法，借以與電力同行研討。
眾所周知，與火電機組的建設(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%，運行和維修費占20%左右，燃料費不到20%?？偟恼f來，核電的固定資產(chǎn)成本總是比火電廠的要高，再加上建設(shè)周期長，其建設(shè)可行性研究都是在機組作為基荷運行的前提下進(jìn)行的，而且考慮到其運行時間也比火電機組高得多，即使如此，還貸壓力仍然很大，這是核電廠傾向用于基荷運行的根本性經(jīng)濟(jì)原因。
日、法等國家電網(wǎng)的調(diào)峰
日本和法國是西方世界核電發(fā)展相當(dāng)發(fā)達(dá)的國家。它們都是從美國引進(jìn)的核電技術(shù)，然后消化吸收再開發(fā)的?，F(xiàn)在日本的核電占全部發(fā)電量的35％，而在法國該比例更高達(dá)80％左右，位居世界第一。
日本的核電主力堆型為壓水堆和沸水堆兩種。據(jù)日本專家介紹，早在上世紀(jì)80年代，全部采用沸水堆的日本東京電力公司預(yù)計核電機組負(fù)荷跟蹤很快就會勢在必行，就已經(jīng)開展了大量的功率范圍在100%（運行14h）-75%（運行8h）-100%之間的日負(fù)荷跟蹤試驗?？赡芘c沸水堆可以較為容易地調(diào)節(jié)冷卻劑流量來調(diào)節(jié)功率有關(guān)，試驗結(jié)果顯示十分成功，所有運行參數(shù)均如預(yù)期落在限值以內(nèi)。但是后來核電發(fā)展放緩，直到今日也沒有實行日負(fù)荷跟蹤運行。另一家全部采用壓水堆的關(guān)西電力公司早期也曾計劃實施負(fù)荷跟蹤，但考慮到難以獲得公眾的接受，計劃也被擱置了。所有的核電機組絕大多數(shù)時間均為滿發(fā)，甚至在冬天由于冷卻水溫低而超發(fā)，只是在新年假期這樣負(fù)荷極低的特殊時刻才會降功率運行。夏季海水溫度太高時也會降低一些功率，但不是電網(wǎng)要求。電網(wǎng)的負(fù)荷跟蹤全部由火電與水電機組承擔(dān)。
法國的情況十分特殊。1983年，法國大多數(shù)核電機組均在滿功率運行，但一些核電廠有超過10%的時間降功率運行，以保證電力系統(tǒng)平衡之需。由于法國的電力市場開放緩慢，電力是分類計價?，F(xiàn)今法國核電裝機容量已達(dá)80%左右，大多數(shù)核電廠都必須有段時間降功率運行。一些機組必須有足夠負(fù)荷跟蹤的運行靈活性，以保證電網(wǎng)的穩(wěn)定。
現(xiàn)在法國正朝著更加靈活的能源市場邁進(jìn)。運行靈活性被視為一種高價值產(chǎn)品而經(jīng)常被利用。在這種情況下，運行靈活的核電廠既可以因其穩(wěn)定運行性而獲得恒定的收益，又可以因其相對靈活性而滿足系統(tǒng)的要求。靈活的運營管理可以帶來巨大的機遇。這就使得核電機組更加受到聯(lián)合投資方的青睞。在法國，當(dāng)電力需求不足時，法國電力公司挑選一些核電機組專門用于負(fù)荷跟蹤，滿足大的負(fù)荷變化。這樣做或許費用要增加一些，但燃料的燃耗降低了。用這種辦法可以使核電機組的換料時間更如人意地錯開用電高峰季節(jié)。
根據(jù)其他核電國家的經(jīng)驗，除了法國外，其他國家均用水、火電調(diào)峰，讓核電作為基荷運行，以保證核電的經(jīng)濟(jì)性和運行安全。這是值得我國考慮和借鑒的。
對我國局部地區(qū)電網(wǎng)調(diào)峰的思考
核電廠的運行模式取決于電力需求、科技水平、電力管制、售電合同機制與經(jīng)濟(jì)性分析等許多因素。如上所說，除了少數(shù)個別國家外，大多數(shù)國家的核電廠仍然是作為基本負(fù)荷電源點運行的，負(fù)荷跟蹤仍然是相當(dāng)特殊的運行方式。中國核電裝機容量很少，即使到了2020年估計核發(fā)電量比例也不會超過個位數(shù)。在如此大的減排溫室氣體壓力下，用水、火電機組來執(zhí)行電網(wǎng)調(diào)峰顯然更為妥當(dāng)。
由于一座核電廠的停止運行，特別是其非計劃停閉，會對電網(wǎng)運行產(chǎn)生沖擊。作為一個世界通行的經(jīng)驗規(guī)律，對任何電網(wǎng)均不建議其中的某一個核電電源點的容量超過該電網(wǎng)總?cè)萘康氖种?。過去有的省份如福建省是一個獨立電網(wǎng)，對大型核電機組的承受能力較弱?，F(xiàn)在我國電網(wǎng)已基本實現(xiàn)全國相連，電力調(diào)度遠(yuǎn)比過去容易。跨出省際界限，在地區(qū)范圍內(nèi)尋找合適的調(diào)峰機組應(yīng)當(dāng)不是個難事。
雖然各國國情不一樣，結(jié)論也可能會各不相同，但歸根到底還是在于經(jīng)濟(jì)利益。日本和法國的一大特點是其電力公司手中同時擁有核電和常規(guī)電源。從電力公司的角度來說，何種機組參與調(diào)峰無所謂，“手心手背都是肉”。中國情況不一樣，現(xiàn)有核電公司幾乎都不擁有常規(guī)機組，的確有個經(jīng)濟(jì)效益問題。根據(jù)我國《上網(wǎng)電價管理暫行辦法》的規(guī)定，“上網(wǎng)電價管理應(yīng)有利于電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行，有利于促進(jìn)電力企業(yè)提高效率和優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，有利于向供需各方競爭形成電價的改革方向平穩(wěn)過渡”。從這點講，可能按照不同負(fù)荷種類、不同時段計算其上網(wǎng)電價較為合理。
(作者系中核集團(tuán)科技委常委）
