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分析世界能源替代与经济发展的历史经验对我国重启核电项目的重要启示

作者:2017-06-14 15:51阅读:文章来源:未知
  一、前言
  人类发展的历史伴随着人类对能源的持续的开发利用与替代的历程。人类从原始社会的钻木取火到核能等新能源的开发与利用经历了几次重大的替代过程, 其中主要包括火的使用,蒸汽机的发明与煤炭的使用,内燃机的发明与石油的使用,以及现阶段正在推广与普及的核能,太阳能,风能等新能源和可再生能源。其中每一次能源结构的变化与替代都伴随着人类生活习惯,社会结构,以及世界各国经济地位的巨大变化。从目前的经济发展对能源的消耗形势来看能源的供需缺口将越来越大且由于化石能源具有不可再生和污染物排放过多的特性, 人类对新能源和可再生能源的需求将越来越凸显。目前,在所有新能源中,核能是能源效率最高的一种能源, 但是由于福岛核电站事故等一系列安全问题, 世界各国对发展核能产业的态度一直变换不定。因此在这个世界能源转型与国际经济秩序重新建立的关键时刻,我国要如何选择,是否该能抓住核能产业发展机遇对于我国的经济发展具有十分重要的作用。
  二、世界能源替代与经济发展历史
  1. 火的使用与早期人类发展。火的发明与利用结束了原始人类茹毛饮血的生活,是将人类与动物区别开来的重要转折。人类通过摩擦取火不仅改变了饮食结构开吃加热之后的熟食,更为重要的是火种的普及为人类大范围使用自然界中的干柴等原始初级的生物质能源提供了可能。而这种初级能源的使用又使陶瓷,金属等材料的烧制与冶炼成为可能,进而逐步扩大了早期人类可使用工具的的范围,促进了人类社会经济的发展。此外,能源的使用也增强了人类对自然环境变化的适应性以及抵抗气温骤降等自然灾害的能力,为人口的稳定与经济增长提供保障。
  2. 煤炭的使用与英国经济的崛起。煤炭能源的开采与利用是人类历史上第二次对能源利用的飞跃。源于英国的第一次工业革命开启了人类使用蒸汽机的时代,但是由于木材等初级生物质能源的燃烧效率比较低无法满足人类对蒸汽机使用的需要,因此人类对一种新的更有效率的能源的需求变得十分迫切。煤炭的开采与利用就在这种背景下应运而生了。之后又以燃煤蒸汽机为基础,人类发明了蒸汽式火车,蒸汽式轮船等新式交通工具,改变了人类出行方式并且大幅度提高了人类出行与运输的便利程度。另外,燃煤蒸汽机还被用于矿物的开采与冶炼,纺织,造纸等不同的生产部门,极大的提高了劳动生产率,由于机器在一定程度上取代了人也导致社会结构发生巨大变革。英国得益于首先对燃煤式发动机的研发与利用在世界经济中的地位极速上升(潘荣成,2016),美国及欧洲其它国家也得益于技术扩散迅速发展成工业化国家。而当时中国与印度当时还处于农业社会,由于没有及时搭上第一次能源与工业革命的快车在世界经济中的地位迅速的衰落下去。在第一次工业革命与燃煤式发动机大规模利用之前的十八世纪中叶,中国还遥遥领先的占据着全球GDP 的三分之一还多,此时的印度也在世界经济舞台上占据重要的位置, 其GDP 约占全球总GDP 的四分之一, 而同一时期包括英国在内的欧洲主要国家的GDP 总和约占当时全球GDP 总和的五分之一略少。而到了第一次工业革命结束,燃煤式蒸汽机大量使用之后的十九世纪三十年代,在此消彼长的作用下,包括英国在内的欧洲主要国家GDP 总和已经与中国GDP? 基本持平,都各占全球GDP 的约三分之一,而此时的印度GDP 已下降到占全球GDP 五分之一还不到的程度。由此可见,能源产品及技术的替代与更新对一个国家经济发展的重要影响。
  3. 石油的使用与石油经济。石油的发现,开采与利用是人类历史上第三次对能源利用的飞跃。人类在1859 年首次发现石油这种能源产品,从此以后直至今天石油一直都是对全世界各个国家而言最重要的能源资源。石油被广泛的用于各行各业,比如被生产加工成汽油,煤油驱动以内燃机为动力的汽车,飞机,轮船等交通工具;再比如被加工合成各种化工原料用于制造纤维,塑料等有机化学材料。这些化工与运输材料的进步给人类生产与生活带来了巨大便利并且改变了人类的生产与生活习惯。虽然石油是一种极为重要的能源资源,但它在地球上的分布却极不均匀。以中东地区为例,富含石油资源,并在此基础上通过出口石油获得大量的石油美金为各产油国经济发展提供了足够的资金支持,改变了产油国及附近区域的经济结构。20 世纪70 年代,得益于石油经济,中东地区产油国平均年GDP 增长率都在接近10%的水平(黄民兴,1996)。此外,自20 世纪70 年代以来的几次石油危机均在不同程度上导致了世界经济危机和经济衰退。各个国家为了保证本国的能源安全也都运用过各种外交手段, 可见能源对一个国家经济发展的重要性是被全世界各国都有认可和重视的。
  三、核能的发展与地位
  根据2015 年统计数据, 核能, 约佔全球消耗量的4.4%,水能, 约佔全球消耗量的6.8%,风能,太阳能,生物质能总共约佔全球消耗量的2.8%。国际能源署预测到2030 年全球对能源的消耗量将更加剧烈, 其中对化石能源的绝对需求量在上升,但是从能源结构上来看全球对化石能源的需求比例是下降的。这部分对化石能源需求的下降要由其他能源来填补。
  1. 核能发展现状。全球拥有核电站数量最多的国家是美国,根据2015 年统计数据,其拥有99 座。而核电占国内发电份额最高的却是法国,约占75%。原本日本拥有的核电站数量也很多, 但是受到福岛核事故的影响其数量在陆续减少。除此之外以中国,印度,俄罗斯为代表的大型发展中国家也拥有一定数量的核电站,发达国家中加拿大与韩国也拥有一定规模的核电站。而除法国外,核电发电量占国内总发电量比较高的国家大多集中在北欧和东欧地区。其中北欧地区的国家包括比利时、瑞典、芬兰等国;东欧地区的国家包括捷克、斯洛伐克、乌克兰、匈牙利等国。总的来说,全球现存核电站数量大概在440 座左右,总发电量大概在2 346 193GWh。占世界新能源消费总量的70%左右。
  2. 其他新能源发展现状。风能,太阳能和生物能发电占全球总发电量的比例十分低,根据2015 年统计数据,这三种可再生能源发电量的总和大概占全球总发电量的7%。但是,风能发展速度却很快,据估计,在未来十年风力发电可为全球发电总量贡献越10%的电力。目前人类利用太阳能主要是通过光伏发电技术将太阳能转化成电脑进行利用。根据2015 年统计数据,全球累计光伏装机发电容量约为230GW,生物质能源是污染极少的可再生能源,它可以被转换成多种形态进行利用,其中包括泥煤,秸秆等能源产品。目前生物质能源发电在全球总发电量中所占比例较少,大概只有3%,乐观估计在未来十年内其所占比例至多增长至5%。
  3. 核能的优势与核电产业近年来遇到的挫折。通过对比可以看到,虽然新能源与可再生能源种类繁多,但在能源供给与消费上占主导的还是核能。高效能的核能提供了超过70%的新能源消费量,这大大超过了其他新能源的能源供给量。因此,把握好核能产业发展的先机对把握新一轮能源替代的世界潮流至关重要。
  就在世界各国都看到了核能带来的好处竞相发展核电站的时候,2011 年日本大地震却引发了福岛核事故。就在福岛核事故当年,日本即宣布要有计划制定政策进入零核电时代。2012 年日本颁布了《能源基本计划》和《原子能政策大纲》,计划在2050 年达到完全零核目标。然而作为能源匮乏的国家,核电的退出以及增加的能源进口也给日本经济带来了巨大的挑战。在2014 年,在进行抗震和抗海啸的技术改进后日本最终还是决定重启川内核电站的两个核能机组。然而在2015 年日本又关闭了五座正在运行的核电发电炉, 在民间呼声与政府政策博弈之后,日本政府暂时决定将核能供应比例定在占全部能源消耗的20%左右。
  由于日本福岛核事故,除日本外的其他核电大国的核电政策也都有短暂的动摇。欧盟在福岛核事故后立即启动了对欧盟地区核电站的抗地震, 海啸等自然灾害以及?抗恐怖袭击等人为灾害的检测, 但检测结果并不让人满意,因此在正式提交检测报告的2012 年6 月欧盟各国并未就是否继续发展核能发电产业达成一致。欧盟二十八个成员国中有十四个国家拥有核电站, 其中以拥有58 座核电站的法国为代表的大部分有核电站的国家支持继续发展核电产业。但德国、瑞典、比利时、捷克、瑞士一直以来都坚定的支持弃核计划。虽然矛盾重重,但是2016 年欧盟能源机构还是拟定了继续发展核电的计划,可见核能在经济发展中的重要作用和能源供应上的吸引力。除欧盟外,美国、俄罗斯、韩国、印度、加拿大等核电大国也都对本国的核电安全进行了细致的评估,在评估后这几个国家均表示会继续大力发展核电。
  四、我国能源利用现状
  1. 我传统能源的储采情况。以每平方公里土地蕴含能源的储量为标准衡量,跟据2015 年统计数据,中国比世界平均水平高出约六成,因此总的来说在世界范围内比较我国可以算是能源储量丰富的国家。相对优质的石油与天然气储量分别只占世界总储量的5.4%,煤炭占到了全球总储量的约50%。但是由于我国对能源需求量巨大,因此开采速度也高于世界平均水平。从改革开放之初的1980 年到2012 年,我国对煤炭石油天然气为主的一次能源的需求量平均年增长率达到50%以上。根据2015 年统计数据,我国煤炭的产量约为36.8 亿吨,石油的产量约为2.15 亿吨,天然气的产量约为1 344 亿立方米。因此,从可持续发展的角度来看我国还是需要积极开发和利用可以替代传统化石能源的替代能源,保证我国经济安全快速持续发展。
  2. 我国新能源产业发展现状。我国新能源和可再生能源的开发与利用还处于初级阶段。根据2015 年统计数据,我国新能源提供了全国一次能源供给量的9%。革开放之前, 但是核能发电真正商业化直到20 世纪90年代中期才开始。根据2015 年统计数据,我国大陆地区的在运核能发电站总数为30 座, 装机容量约26 849MW,并且正有另外24 座在建设中,全球在建的核电站总共66 座。
  (2)我国其他新能源发展现状。我国风能利用研发最早始于建国初期,但是直到改革开放初期才开始商业化运作。我国风力资源主要集中在北方地区以及南方沿海地区,发电量排全球风力发电量第一,约14 536 万千瓦时。在未来十年我国风力发电装机容量预计还将增长一倍。我国的地理位置决定了我国大部分地区太阳能资源丰富的现状,这些太阳能资源主要被用于光伏发电。我国对光伏发电的技术研究起始于改革开放初期且光伏产业发展速度极快, 到2007 年我国就已经成为光伏电池产量最高的国家。但是由于成本及需求方面的因素,我国2005 年之前大部分光伏产品都用于出口, 后来随着国家政策的变化我国国内光伏发电装机容量在逐渐增加,到2015 年我国光伏装机容量已达到4 318 万千瓦。我国地大物博生物质资源十分丰富, 我国可利用的生物质能源量大概包括主要产自广大农村地区的秸秆,沼气等以及主要产自城市的生活垃圾等。但是我国真正利用到的生物质能源还不到可利用量的0.5%,近些年来我国正在加快生物质能源的开发与利用。
  3. 核能在我国能源发展中的重要性。
  首先, 我国目前的能源消费结构与世界整体能源消费结构还是存在一定差异的。根据2015 年统计数据,我国一次能源的消费中占比最多的是煤炭,占比约为40%。这个比例远高于世界平均煤炭消费比例。我国消耗的这些煤炭中大概有一半用于发电,转化为电力消耗,另一半用于直接燃烧消耗。与其他化石能源相比较,煤炭燃烧所产生的环境污染物更多,再加上我国能源利用效率低下,导致了严重生态环境破坏。其次为石油,占比约为20%。从所占比例来看,我国消费石油与天然气的比例与世界平均水平还相差很远,虽然这两种能源的燃烧效率都比煤炭更好, 排放的污染也更少。从以上这些统计数据可以看出我国的能源消费结构很依赖煤炭, 这样的能源结构不利于环境保护与节能减排且不具有可持续性。因此我国能源结构面临着从化石能源尤其是煤炭向可持续利用低污染的新能源转变的问题。
  其次, 与世界整体情况类似, 我国虽然地大物博,风力,水力,太阳能等清洁能源资源丰富,但是其能源提供效率与经济发展整体对需求还是存在一定差距。而核能发电效率非常高,排放的温室气体只有煤炭发电排放温室气体的1/6。因此,核能高效低碳的特性决定了其在我国新能源发展战略中的重要地位。
  最后,核电产业的发展需要配套设施的建设,在一定程度上可以带动核电站所在地经济的发展。而我国现阶段仍面临?区域经济发展不平衡的问题,因此,内陆核电站的建立对于我国经济均衡发展有很大的好处。
  五、世界能源发展对我国重启新建核电项目的重要启示
  1. 继续发展核能发电产业。从能源发展与经济发展的历史过程中可以看到, 能源为经济发展提供了重要的支持,历次能源革新的过程都伴随着不同程度的生产力上升与世界经济格局变迁。对于一个国家而言,要想在世界经济舞台中脱影而出并保持不败的地位就需要抓住每一次历史的机遇。在世界能源短缺与转型的现阶段,传统的化石能源的不不可再生性以及我国缺少优质化石能源的特性都导致了我国对可替代传统能源的新能源的迫切的需要。人们对环境问题也愈发关注。传统化石能源在燃烧的过程中不可避免的会排放大量的温室气体与各种污染,因此,在全球节能减排的大环境下,核能发电低污染,高效能的特性使得发展核电产业变得更加符合经济发展与自然环境和谐共处的需要。大力发展新能源产业,抓住历史的机遇,是我国社会与经济发展的必然选择。
  2. 吸取其他核能发电的先进的经验和失败的教训,安全保障核能发电的安全性。人类历史上的发生过几次核电站事故, 其中切尔诺贝利事故主要是由于技术落后以及人为操作失误造成的, 福岛核事故是由于自然灾害造成的,给核电产业带来的经验教训表明核电。我国在发展核电产业的过程中需要从这些已经发生的事故中吸取经验教训,务必做到在核电站设计过程中充分考虑突发事件应急处置安全保障, 在核电站建立过程中严格论证评估地理位置的适应性,在核电站运行过程中严格按照安全生产规范操作。
  3. 大力投入核能发电技术的研发。世界各国大力发展核电产业的同时也在核电技术上相互竞争和学习,核电不只可以为我国经济增长提供充足的能源,同时它也可以通过核电技术的出口为我国创造直接的经济利益。核电技术作为核电产业的核心,对于我国核电产业的发展也至关重要。因此,在发展核电产业的时候,应该大力投入对核电技术的研发, 争取做到最基本的核电核心技术自主研发生产,并在此基础上引领世界核电技术的发展。
 

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