淺談中國核電與煤電外部成本

朱小娟

摘要：中國的能源結(jié)構(gòu)以煤為主，為減輕污染，以一定規(guī)模發(fā)展核電是現(xiàn)實可行的途徑。應(yīng)用影響路徑分析方法建立了核電鏈與煤電鏈的外部成本計量框架，對中國煤電與核電的外部成本進(jìn)行了初步研究。

關(guān)鍵詞：核電；煤電；外部成本

中圖分類號：F234.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1673-291X（2012）21-0114-02

引言

目前，人類利用的能源以煤炭、石油和天然氣等不可再生能源為主。長期以來，中國的能源結(jié)構(gòu)以煤為主，煤炭約占一次能源消耗的68%。中國能源和電力短缺形勢嚴(yán)峻，已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的嚴(yán)重制約。如果按照黨的十六大提出的走新型工業(yè)化道路，到2020年中國國內(nèi)生產(chǎn)總值要實現(xiàn)比2000年翻兩番的總目標(biāo)。中國2003年的能源消費總量為16．78億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，如果能源消費也隨之翻兩番，到2020年中國能源消費總量將達(dá)到近60億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。中國常規(guī)能源（煤、石油和天然氣）探明總資源量約8 200億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，探明剩余可采總儲量1 500億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，按照2020年的能源消費總量計算，中國的常規(guī)能源僅能夠滿足中國二十五年的使用，也就是說，到2045年，中國的常規(guī)能源將消耗殆盡。因此，能源消費翻兩番將令中國的國情難以承受。

而且，燃煤已成為大氣污染的主要來源，對環(huán)保的壓力已成為經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展中的重要制約因素。近些年來，為減輕污染和減排溫室氣體，以具有一定規(guī)模的其他燃料來替代煤燃料。所以生物質(zhì)發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電，核電應(yīng)運而生。有效彌補了資源短缺又保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。發(fā)展核電是現(xiàn)實可行的途徑。加之，中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)尚缺乏有效的聯(lián)系和有效融合。只有把環(huán)境價值和經(jīng)濟(jì)價值融合起來才能實現(xiàn)中國的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。在此背景下，本文對中國核電與煤電的外部成本進(jìn)行了初步研究，探討了中國核電與煤電對環(huán)境的影響，和它們的外部成本。進(jìn)而對能源的可持續(xù)發(fā)展提出建議。

一、能源外部成本和環(huán)境成本

1.能源外部成本分析的基本方法。本文研究的煤電鏈系統(tǒng)包括煤炭生產(chǎn)、煤炭運輸、燃煤電力生產(chǎn)過程和煤自燃因素，核電鏈系統(tǒng)包括鈾礦采冶、鈾轉(zhuǎn)換與濃縮、元件制造、核電站、后處理、廢物處置和相關(guān)的運輸過程。本文應(yīng)用影響路徑分析方法對中國核電能源鏈與煤電能源鏈的外部成本進(jìn)行初步估算。在煤電鏈的外部成本計量框架和核電鏈的外部成本計量框架中都應(yīng)考慮到環(huán)境負(fù)擔(dān)的確定和計量以及影響優(yōu)先級的確定和影響計量。

2.環(huán)境成本。在環(huán)境成本研究中，外部性通常是消極的，其計量涉及私人成本、外部成本和社會成本的概念。私人成本是單個企業(yè)或個人在經(jīng)濟(jì)活動中所消耗的各種成本的總和。然而，由于外部性的存在，私人成本小等于其經(jīng)濟(jì)活動所支付的全部成本，常常會給他人造成某種損失，這部分損失并不計在自己的成本中，即構(gòu)成外部成本。私人成本與外部成本之和稱為社會成本。只有部分環(huán)境影響目前能夠進(jìn)行貨幣化價值計量，煤電與核電的總的外部成本中，包括SO2導(dǎo)致酸雨對農(nóng)作物、森林與生態(tài)系統(tǒng)、材料影響，PM10和SO2對人體健康影響，PM（降塵）造成清洗增加，放射性的輻射健康危險，CO2導(dǎo)致的全球變暖以及煤礦事故死亡影響的外部成本。燃煤的其他環(huán)境負(fù)擔(dān)，如NOX引起酸雨、光化學(xué)煙霧、臭氧層破壞的環(huán)境影響等等都應(yīng)包含在總的外部成本中。

二、煤電鏈的外部成本和核電鏈的外部成本

1.煤電鏈的外部成本。中國的煤礦按所有制分為國有重點煤礦、地方國有煤礦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)礦三類。中國燃煤電廠主要的發(fā)電機(jī)組容量等級為60萬kW，30萬kW，20萬kW及下。不同容量機(jī)組的煤耗有很大差別，與設(shè)計煤耗理論值相比，實際煤耗值都相對偏高。煤燃燒產(chǎn)生的主要污染物是SO2，NOX，CO2，以及大量的PM（煙塵）。除燃煤電力生產(chǎn)過程外，在煤炭開采、煤炭運輸、電廠建設(shè)和運行、煤自燃等環(huán)節(jié)中都會對環(huán)境造成一定影響。而且計算煤電鏈的外部成本中還需考慮到環(huán)境影響的優(yōu)先級。據(jù)此所總結(jié)的煤電鏈的優(yōu)先環(huán)境影響為SO2和PM對人體健康效應(yīng)、SO2和酸雨對農(nóng)作物的影響、酸雨對森林與生態(tài)系統(tǒng)的影響、 SO2和酸雨對材料的影響、PM（降塵）造成的清洗增加、輻射健康危險、全球變暖、人為事故。需要指出，中國的SO2排放居世界第一位，當(dāng)前最緊迫的環(huán)境問題是SO2及酸雨的影響，城市空氣中的首要污染物是PM。以上所提到的影響因素引起的費用，都應(yīng)加在煤電鏈的外部成本中。

2.核電鏈的外部成本。鈾礦是核電中最重要的原料，常規(guī)的鈾礦開采有露大開采法和地下開采法。目前，中國鈾礦采冶已初步形成了以地浸、堆浸和原地爆破浸出工藝為主的生產(chǎn)體系。中國現(xiàn)已初步形成了浙江秦山、廣東大亞灣和江蘇田灣三個核電基地，目前又有一批新的核電站出現(xiàn)，比如大連紅巖河核點、海南核電等。中國核電的主體堆型為壓水堆。核電站后處理和廢物處置是個很重要的問題。核電鏈的主要環(huán)境負(fù)擔(dān)包括各環(huán)節(jié)的放射性流出物的排放以及在建設(shè)期間和生產(chǎn)運行期間由于建筑材料消耗、原材料消耗、工藝用煤消耗和其他燃料提供的能量消耗（如燃煤、燃油、電力等）而排放的非放射性大氣污染物（如SO2、NO2、PM、CO2等）。同時優(yōu)先級影響也得考慮，核電鏈中評價的優(yōu)先影響主要是對工作人員和公眾的輻射健康危險，包括致死性癌癥、非致死性癌癥和遺傳效應(yīng)。對于核電鏈的非放射性污染物，煤電鏈的分析中已經(jīng)確定了一套環(huán)境影響路徑的優(yōu)先級，包括大氣污染健康效應(yīng)、農(nóng)作物、森林與生態(tài)系統(tǒng)、材料、清洗增加、事故和全球變暖。以上影響因素也應(yīng)加在核電外部成本中。中國核電鏈的外部成本為3.31 *10-3元/kWh，其中由于放射性所致的輻射健康危險為3.83*10-5元/kWh，僅占總的外部成本的1.2%，非放射性所致的大氣污染健康效應(yīng)、農(nóng)作物、森林與生態(tài)系統(tǒng)、材料、清洗增加和全球變暖等影響共為3.27*10-3元/kWh，占總的98.8%。核電鏈本身并不產(chǎn)生這些大氣污染物，而是主要取決于相關(guān)的其他行業(yè)的能耗水平和污染物排放，如建筑材料生產(chǎn)過程、工作過程中用煤、使用燃油燃煤提供能量等，大部分仍歸結(jié)于燃煤污染。

三、核電與煤電外部成本比較

燃煤電廠每發(fā)1 kWh電力的環(huán)境影響外部成本為3.21 *10-1元，其中人體健康占46%，生態(tài)系統(tǒng)占32%，清洗增加、全球變暖、農(nóng)作物、森林和材料分別占7%，6%，4%，3%和2%，輻射健康危險約占0.01%。核電站每發(fā)1 kWh電力的環(huán)境影響外部成本為1.43* 10-3元，其中直接排放的放射性所致輻射健康危險為7.81* 10-6元，約占0.6%；建設(shè)和運行維護(hù)期間間接排放的非放射性大氣污染物SO2，NOX，PM和CO2對人體健康、農(nóng)作物、森林與生態(tài)系統(tǒng)、材料、清洗增加和全球變暖等影響的外部成本為1.42 * 10-3元，占99.4%。總的來說，（1）燃煤發(fā)電消耗的燃料數(shù)量（重量）是核發(fā)電的幾萬倍，產(chǎn)生的廢物也比核發(fā)電多幾萬倍。（2）燃煤發(fā)電與核發(fā)電的廢物的種類各不相同，燃煤發(fā)電向大氣中排放大量（幾百萬噸)的SO2、NOX、PM、CO2等氣體，而核能電力生產(chǎn)不產(chǎn)生任何大氣污染物，核電站向環(huán)境排放經(jīng)審管部門批準(zhǔn)的氣態(tài)和液態(tài)放射性流出物產(chǎn)生數(shù)量很少（約幾十m3）的固體廢物作封閉處理沒有向環(huán)境中排放；而燃煤發(fā)電也向大氣中轉(zhuǎn)移煤中存在的天然放射性核素。（3）燃煤電廠的外部成本是核電站的224倍。核發(fā)電的外部成本中99%來自間接排放的非放射性大氣污染物的環(huán)境影響直接排放的放射性所致輻射健康危險僅占小到1%。燃煤電廠的輻射健康危險外部成本是核電站的3倍?？梢姡穗娬颈热济弘姀S更有利于環(huán)境。

總結(jié)

所以綜上所述，綜合節(jié)約資源、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保四方面的因素一定程度的發(fā)展核電是解決中國能源和電力短缺的最現(xiàn)實的戰(zhàn)略選擇。從20世紀(jì)90年代開始，世界能源電力市場發(fā)展最為迅速的已經(jīng)不再是石油、煤和天然氣，而是太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等可再生能源異軍突起。就能源、電力而言，21世紀(jì)將是可再生能源的世紀(jì)。實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展，在“能源消耗最少，環(huán)境污染最小”的基礎(chǔ)上實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)又好又快的發(fā)展。從外部成本看實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展，就是要發(fā)展一定規(guī)模的核電。核電成本更低，更安全，更環(huán)保。雖然近期出現(xiàn)了日本福島核泄漏事件，但是這并不能否認(rèn)核電的優(yōu)越性，只是在發(fā)展核電同時，應(yīng)該加強核電安全管理。發(fā)展與監(jiān)管同步，實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展，為我們電力科技和工業(yè)發(fā)展作貢獻(xiàn)才是核電發(fā)展的主要目的。

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Discussion of External Cost of Nuclear Power and Coal Power

ZHU Xiao-juan

（Shenyang institute of engineering，Department of Automatic Control，Shenyang 110136，China）

Abstract：Coal is main energy source in China.To reduce pollution ，developing some nuclear power is one practical and feasible approach.ApplingImpactPathwayAnalysis（IPA）approachframework of externalities of nuclear power and coal power were established，the external cost of coal power and nuclear power in China were preliminarily studied.

Key words:nuclear power； coal power； external cost[責(zé)任編輯 陳丹丹]