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主题:【原创】未来电费到底能有多低 -- 大漠西风

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家园 电费到底能有多低(4)

最后我们再来看核电。

一般人可能以为核电的成本很高,其实不然。2010年有个对秦山核电原董事长的采访,里面提到核电站的发电成本:

主持人:比风电成本要低多少?

李永江:我估计低一半左右。

主持人:相比光伏发电是不是更要低了?

李永江:更低了。当然比火电还是要高的,但是这个高其中有两个成本,一个是建造成本,核电的建造成本高,可能是火电的两倍到三倍,同样比如说一百万千瓦的机组,可能火电一个千瓦5千块钱就下来了,但是核电就得1万2甚至到1万4,包括更新引进的可能比1万4还要多。

主持人:对。

李永江:这是它的建造成本,但这个建造成本只是影响前期资金的投入,投入的资金量很大,这个可能要对一些行业受到影响。但它运行成本比较低,比火电要低得多。其中主要是燃料成本低,跟煤来比燃料成本低,核电是核燃料,就是燃料成本,火电有可能达到3毛钱左右。

主持人:核电的综合成本?

李永江:指的燃料成本可能就一毛钱左右。

上面的访谈里李永江的原话中没有给出核电综合成本的具体数据,但从“比火电高”和“比风电低一半左右”推测,当时核电综合成本可能在0.5/KWH左右(风电现在是0.6-0.7,但李取的数据未必是这个,而且风电2010年的成本可能比现在高)。而2013年,国家发改委改变核电一厂一价的政策,核定全国核电标杆上网电价为每千瓦时0.43元,可见目前核电成本已经与火电成本持平,下降的趋势非常明显。

核电和火电一样,具有发电功率大,占地少(相对于功率),输出稳定的优点,而没有火电污染大的缺点,非常适合作为取代火电作为基荷电力。

而且,因为核电成本主要来自建造成本,随着技术进步和规模扩大,这部分的成本未来还有不小下降的空间。另外,核电站建造资金是以还贷的形式体现在成本里的,也就是说有一部分成本是给银行的利息,如果核电企业壮大后采取自有资金投资逐年摊提的话,这部分成本还能减少。

乐观估计,核电成本在不远的将来能降到RMB 0.2/KWH以下(其中0.1是核燃料的成本)。

说到核电,还有一个我们热烈期待着的终极能源——可控核聚变。大家都知道可控核聚变还没有成功,最终核聚变电站的形式、规模、效率等等都还没有确定,因此估算它的成本还比较难。核聚变相对于目前的核裂变电站,技术难度更大,设备成本显然也会更昂贵,但发电功率也会更大,因此运行成本应该比核裂变还要低。很重要的一点是,最具有实现可能的核聚变方式——氘氚反应,直接材料氘和间接材料锂(用于和中子产生氚)用量都非常低,地球储量丰富,价格也不贵,因此核聚变的燃料成本几乎可以忽略不计。

非常非常粗略地估算一下,假设一个聚变发电站,发电功率是500万千瓦,假设平均开机率为80%,一年的发电总量是500x24x365x80%= 3,504,000万千瓦时=350亿千瓦时,假设电站运行年限是30年,那么总共可发电350x30=10500亿千瓦时。

那么这样的一个聚变电站,建设和运行费用会是多少呢?

先来参照一下多国参与的国际热核聚变实验堆(ITER)计划的投资,ITER在98年时计划投资50亿美元,运行费用(含拆除费用)也是50亿美元,总共100亿美元,不过显然这个费用是低估了,其后预算一直追加,目前有数据是说要200亿美元,按现在汇率算,大约1200亿RMB。

当然,这个ITER的设计只是50万千瓦的聚变功率,而且还不含发电部分,但研发初期各种设备材料成本到真正量产都会大幅度下降,而且ITER的运行成本还包含了大批科学家高昂的人工成本和各种实验成本,建造地又在物价较高的法国,因此不能简单地按输出功率乘以十来计算,未来500万千瓦电站的成本,可能200亿美元就足够建造和全部30年运行了。

再拿国内商用核裂变电站的费用来比较一下:

大亚湾核电站是我国大陆首座大型商用核电站,拥有两台装机容量为 98.4万千瓦的压水堆核电机组,总投资46亿美元,年发电能力近150亿千瓦时;1987年开工,1994年并网。

秦山核电二期工程是继秦山核电站和大亚湾核电站投产后,由我国自主设计、自主建造、自主管理、自主运营的首座装机容量为2×65万千瓦的商用压水堆核电站。工程总投资148亿元,设计寿命为40年,于1996年6月2日开工建设。

大亚湾核电站200万千瓦发电功率,投资46亿美元(按1987年汇率3.7大约170亿RMB),每百万千瓦投资约85亿RMB,而9年后的秦山核电站为每百万千瓦114亿RMB(这段时间国内经历了史无前例的通胀,其实核电建设成本下降了很多)。

核聚变虽然技术复杂,但输出功率也高,因此假设到完全大规模商用阶段,聚变电站建设费用为100亿RMB/百万千瓦是完全有可能的(目前的核裂变电站成本潜力也还没挖尽),再假设全寿命维护费用也是这个数字(实际应该比建设费用低),那么500万千瓦聚变电站建设和运行费用总共是1000亿RMB。

前面说了,这样一个电站30年发电10500亿千瓦时,因此发电单位成本大约会是RMB 0.1/KWH,这个数字比核裂变电站又低了一半左右

综上所述,未来我国合理的电能结构应该是以核电为主要基荷电力(期待核聚变发电早日商业化!如果核聚变发电在200年内铀235消耗完之前不能成功的话,就要期待经济有效的地热利用方式了),水电配合储能电站为腰荷和峰荷电力,风力和太阳能作为补充。

算一下这样的电力结构的电价,如果是核裂变电站为主,0.2以下的发电成本加上0.08的电网运行成本,电价会在 RMB 0.25-0.30/KWH之间(以2014年不变价格计),相当于目前电价的一半;如果以核聚变为主,则是大约RMB 0.18/KWH,是目前的三分之一!

电力是社会经济活动,特别是工业的一项重要成本,大约占到工业品售价的12%左右,如果电价降低一半,意味着工业品成本降低6%,下降到三分之一,则工业品成本降低9%。

另外,电费的大幅度降低会刺激企业推动用电能取代燃料的生产技术改进,不仅进一步降低成本,还将大大降低工业生产中的污染排放。

再进一步,如果电能的储存技术有了革命性的突破,电动车将可以取代一切化石燃料车,甚至空运、海运也以电为主要能源的时候,那么大气污染将几乎成为历史,我们这个星球会变得更加美好。


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