丁贝德,丁黎黎,郭 越
(1.中国海洋大学 经济学院,山东 青岛 266100;2.国家海洋信息中心,天津 300171)
随着全球经济的快速发展,传统化石能源的储量不断减少,大量消耗化石能源带来的环境问题也日益突出。为了应对环境问题引发的社会和经济危机,各国积极调整能源战略,寻求能源新动力。核能以其安全、清洁、经济且可以大规模利用的特点在全球范围内逐渐被认可。我国作为能源消耗大国,也将发展核电作为改善能源结构,减少污染排放、优化电力布局和推进经济发展的重要动力。2017年,我国陆续发布《“十三五”核工业发展规划》《“十三五”核能开发科研规划》《“十三五”军工核安全规划》《“十三五”国家核应急规划》等一系列规划文件,提出保障核电安全高效,优化核电产能布局的要求。
目前有关核电区位的文献以核电布局和选址要素为主。黄发明等分析了核电项目对海洋环境的影响,提出核电项目建设在依托海岸空间资源的同时,要维护近岸生态环境[1];许英明通过对比法国、美国和俄罗斯的核电产业布局特征,根据我国核电站布局演进历程,提出与区域发展、能源流动方向和产业配套相协调的布局思路[2];黄杰分析了核电发展对海洋环境及区域社会经济发展造成的直接和潜在影响,提出统筹规划、集中布局的发展策略[3];李如琦从博弈论的角度,以经济性、安全性、环保性和社会性4项指标为标准,提出了核电厂选址的博弈优化数学模型和算法,为核电建设的协同优化提供了借鉴[4];任德曦从核事故爆发的危害性出发,概括了核电站布局、选址的八大原则,提出东部滨海地区应是我国核电发展的重点[5];吴开通过区位商模型发现我国沿海地区发电量与经济发展不匹配,为核电工业滨海布局提供了理论支持[6]。
已有研究表明,我国核电工业滨海布局主要依托沿海地区的地理位置、社会经济和自然资源等地区要素,然而在这种布局下,核电工业借助区位优势产生的区位价值尚不明确,未有学者对其进行讨论。因此,本文在分析我国核电站布局演进和驱动力的基础上,剖析滨海核电工业的区位价值,并探讨海洋要素在区位价值中的综合贡献度,以期为核电工业优化布局提供一定参考。
现阶段,我国核电站主要集中在东部沿海地区,“滨海式”布局特征明显。国务院批准的核电站总共有54个,其中已运营的核电站有15个,全部位于滨海地区;建设中的核电站有11个,筹建中的核电站有28个,大部分集中在东部地区。我国东部沿海地区经济发展水平高,人口密集,用电需求日益提升,推动了核电产业的滨海布局规划。
图1 我国核电站布局现状图Fig.1 Current layout of nuclear power plants in China
随着我国推进“一带一路”战略,平衡地区间发展,深化西部开发与建设,核电布局向内陆延伸将是必然趋势。我国安徽、湖北、湖南、江西、河南、山西等省份地处经济腹地,发展空间广阔,受制于能源限制,电力储备严重不足,除山西、河南有煤炭资源外,其余四省缺少煤碳和油气资源,也无法利用水电弥补电力不足的问题。这种资源限制已经成为制约内陆地区可持续发展的“瓶颈”。中部崛起要以能源、电力为先行,在内陆地区发展核电工业是改善内陆能源、电力结构,节约运力,减少电网损失,发展清洁能源的重要环节,对推进经济可持续发展具有重要意义。
核电工业布局驱动力是推动核电工业在滨海布局并发展演化的各种力量的总和。这些力量被称为驱动力因子,是产生区位价值的前提,包括政策、要素、产业、市场、社会文化等。根据驱动力因子的不同性质,可以将核电工业滨海布局驱动力划分为内生驱动力和外生驱动力,二者相互联系,相互作用,共同为我国滨海核电工业的发展提供动力。
要素驱动是核电工业滨海布局的基本动力。核电工业需要大量的资本、劳动力、设备、土地以及相关的基础设施配套。首先,完善的基础设施配套可以改善投资环境,逐步吸引外资;其次,滨海地区经济发达,汇集劳动力、科研与技术资源,为核电工业提供智力保障;此外,海水资源丰富,为核电生产提供丰富的廉价冷却用水,最后,沿海地区发达的融资渠道和金融市场为核电工业提供资金支持。
产业驱动是核电工业滨海布局的主要动力。从整个电力行业来看,核电作为未来供电方式的一种必然趋势,是电力行业优化结构的必然选择。清洁环保要求催生了核电产业的发展,而核电规模扩大又会派生出新的产业活动,通过产业间的联动效应再次推进核电工业发展,一方面借助乘数效应影响核电上下游相关产业,惠及更多产业部门,另一方面创造新需求,带动核电周边地区发展。在经济水平较高的沿海地区,这种产业联动更易产生辐射作用和规模经济效应。
效益驱动是核电工业滨海布局的直接动力。核电厂的基建投资较大,与同容量的火电站相比,初期建设成本高,但运行后的维修和燃料费远低于火电站,在安全生产的前提下,环境成本低,符合环保法规的要求。与传统能源相比,核能价格稳定,不易受外界因素干扰,对企业控制生产成本,提高经济效益具有积极作用。
创新驱动是核电工业滨海布局的提升力。核电工业属于技术密集型产业。我国东部沿海地区凭借技术、人才、资金优势,可以推动核电产业创新发展战略,一方面创新核电技术,另一方面创新核电管理,借助开放的市场环境,核电企业将不断吸纳新理念和新模式。
政策驱动是核电工业滨海布局的初始动力。大力发展清洁能源迎合我国低碳发展的政策走向,因而政策驱动成为发展核电工业的初始动力。新世纪以来,国家出台《能源发展“十二五”规划》《关于加大工作力度确保实现2013年节能减排目标任务的通知》《“十三五”核能开发科研规划》等多项政策,倡导发展低碳工业、低碳产业、低碳城市,逐步减少传统工业对化石能源的依赖度,大力发展核能、风能、太阳能等清洁能源,可以说滨海核电工业的发展在一定程度上是政策驱动的产物。
市场驱动是滨海核电工业增长的直接动力。我国核电工业呈现“滨海式”布局,其主要原因是东部地区电力需求旺盛,近几年我国沿海地区用电量占全国比例一直保持50%以上,存在明显的市场优势。由于我国能源地区分布不均衡,沿海地区严重缺能,可开发的水能资源也不足,电力市场尤其是沿海地区电力市场供求矛盾突出,加速了滨海核电工业的发展。
自然环境驱动是核电工业滨海布局的基本引力。在核电工业的发展过程中,海洋能够发挥其特有的热污染处理效应,实现环境保护价值,因而,自然环境保护效应价值驱动核电工业在滨海地区布局及发展。我国沿海地区海岸线绵长,海域开阔,蕴藏着丰富的海水资源,相较于内陆地区的火力发电站而言,核电站运行时,基本不会产生二氧化碳等温室气体,能够有效减排。
社会文化驱动是核电工业滨海布局的有效助力。我国滨海地区经济发达,地区生产总值约占全国57%以上,资本市场活跃,海洋相关科研居全国前列,高技术人才集聚,为核电工业的发展提供源源不断的财力和智力支持。
地理交通驱动是核电工业滨海布局的重要引力。我国滨海地区交通发达,具备海陆空一体化交通网络系统,为核电工业的发展提供了交通支持。核电工业发展所需的核原料,以及核电站建设中所需的大型设备大多采取海运方式,相较于陆空运输等方式,海运可以有效降低运输成本,提高核电企业的经济效益。
图2 我国滨海核电工业驱动力因子关系图Fig.2 The diagram of coastal nuclear power′s driving force in China
滨海地区具有明显的资金、技术、市场等方面的优势,对核电工业的发展具有促进作用。区位本身是具有价值的,不同的区位具有不同的价值。对核电工业而言,由于受到不同的影响因素的作用,不同布局下区位价值也不相同。滨海核电工业区位价值是指滨海核电工业所产生的区位价值,反映了布局在滨海地区的核电工业对相关资源及经济活动的吸引力与竞争力。按照滨海核电工业区位价值的影响因素,将其归纳为经济价值、社会价值和生态环境价值三个部分。
滨海核电工业区位的经济价值部分主要包括实物性可开发资源价值和非实物性可开发资源价值。实物性可开发资源价值包括滨海地区的土地资源、水资源等的开发价值或潜在价值及其与临近区域之间的互补性强度;非实物性可开发资源价值资源主要是滨海区位作为一种特殊的空间,凭借其优势吸引资源集聚,产生“产业集聚效应”和资源利用效率价值,具体以下面三种形式体现:
(1)自然资源利用价值。即充分利用滨海地区海水等资源所产生的经济价值。核电站运营过程中会消耗大量的水资源进行冷却或者循环,我国滨海地区岸线绵长,海水资源丰富,海水取用便捷,核电工业布局在滨海地区能够节约用水成本,提高运行效率,从而产生区位的经济价值。
(2)产业集聚价值。即滨海地区核电工业集聚发展,实现规模效应从而产生经济价值。我国核电工业集中分布在沿海地区,产业集聚能够充分利用滨海地区的基础设施、实现资金、人才和技术共享,避免重复建设,节约成本,有利于发挥产业的规模效应,而规模效应能够实现规模经济,从而实现经济价值。
(3)社会资源利用价值。即充分利用滨海地区的社会资金、技术和人才优势所产生的经济价值。核电工业发展之初就需要大量的资金投入,资金获取的途径及难易程度对核电工业的发展有重要影响。在核电工业运营过程中,需要不断进行科技创新,而人才是技术创新的基础,只有不断提高人才的质量和数量,核电工业才能实现长远的发展。我国滨海地区经济发达,技术储备处于全国领先水平,高质量人才集聚,滨海核电工业充分利用了滨海地区的资金、技术和人才优势,实现了经济价值的提高。
滨海核电工业区位的社会价值主要是指产业发展遵循“与市场需求相近或相结合”的原则,满足滨海地区的用电需求,调整能源供应结构,缓解社会矛盾,从而产生社会效益。日益扩张的用电需求是推动核电站建设的重要原动力,我国滨海地区经济发展水平较高,工商业及居民生活用电量需求大,根据“核电产业与需求接近或结合”的原则,核电站在滨海布局能够发挥滨海的地理优势,补充电力供给,缓解东部沿海地区电力供求紧张的状况,从而产生滨海核电区位的社会价值。
滨海核电工业区位的生态环境价值主要包括两个方面,其一,核电本身的清洁环保价值,即核能作为一种清洁能源,有利于降低滨海地区的环境污染;其二,滨海区位的污染处理价值,滨海地区的污染处理条件优越,能够有效降低生态环境污染,实现生态价值。
(1)清洁环保价值,即核电本身作为清洁能源所产生的生态环保价值。创新驱动下,可持续的经济发展模式深入人心,核电是一种清洁能源,极少排放温室气体,有利于环境保护。根据“环境保护”原则,滨海布局的核电工业能够降低环境污染,提高环保质量,从而实现滨海核电工业区位的生态环境价值。
(2)污染处理价值,即滨海地区优越的污染处理条件所产生的生态环保价值。核电工业生产过程中除核泄漏外,主要的污染源是携带大量热能产生的热污染。在内陆地区,携带高热能的废水会严重破坏地下水资源的生态平衡,危机内河及农林地的生态安全,而沿海地带临近海洋,可吸纳热量相比地下水和内河更大,可以大幅减少热能对淡水生态资源的破坏。
相比内陆而言,海洋在“滨海式”布局中扮演着重要角色,对滨海核电工业区位价值的贡献不容忽视。这种贡献具有综合性,内涵丰富,外延广阔,是一种或多种海洋因素在经济、环境等方面对核电工业的发展提供的支撑和贡献作用。
经济效应价值贡献反映核电工业利用海洋资源产生的经济价值。核电工业在运行过程中对海水资源、海洋交通运输以及海洋空间资源均有依赖,主要体现在以下三方面:
(1)海水资源利用效应价值贡献
①海水冷却。我国滨海核电厂在运行过程中由于其冷却塔的设计特点,冷却过程均使用水作为冷却剂,通过冷却水的循环流动带走核能发电过程中的大部分热量。为保护核电站发电设备,冷却过程中所使用的冷却水都是淡水,但核电工业对冷却水的需求量很大,而一般核电厂所在地的淡水资源很难满足核电工业的需求。如今,越来越多的核电站选择以海水为原料,通过海水淡化系统将海水进行淡化处理,把淡化后的海水作为冷却水。
表1 海洋对滨海核电区位价值的综合贡献核算指标Tab.1 Accounting index of the comprehensive contribution of the ocean to the locational value of coastal nuclear power industry
②海水淡化。核电厂运行时需要大量的循环冷却水和必要的生产、生活用水。自辽宁红沿河核电站海水淡化系统正式投入使用后,我国核电工业在节省淡水的同时,丰富了海水利用途径。
(2)海洋交通运输效应价值贡献
我国核电行业经过长久的发展,在核燃料循环前端已具备一定研发技术和规模生产能力,但部分原料仍然依赖进口。2014年5月,中广核开始涉足核燃料前端产业,在纳米比亚正式开工建立湖山铀矿,希望能通过国际海洋货物运输满足我国核电工业对铀资源的需求,这种国际运输离不开海洋对运输通道的贡献。
(3)海洋空间资源利用效应价值贡献
海洋空间资源指与海洋开发利用有关的海岸、海上、海中和海底的地理区域的总称,将海面、海中和海底用作生产、储藏、居住和娱乐场所等的空间资源,包括海岸工程、海洋工程、临海工业场地、海流仓库等。我国建成并运行的核电站中,福建省宁德市的宁德核电站是中国第一座在海岛上建设的核电站,其余核电站均位于近海岸地区,从海洋空间资源定义来看,核电站建设用地、生产用地及部分运输路径都依赖海洋空间的贡献。
海洋对滨海核电站的环境效应价值贡献是指在核电站的建设、生产、养护、应急处理、退役报废等过程中,由于海洋资源的使用与利用,而产生的对环境的保护作用。现阶段,海洋的贡献主要在于处理废水热能。在良好的设计、制造和严格管理下,核电安全可靠,空气污染小。然而核电转化效率有限,大部分核能以废热形式存在于核电系统内,如果核电废热不能及时挥散,将会影响到核电设备的正常运行。目前,我国核电站主要以冷却水排放废热能,如果直接向内陆排放热废水,有限的淡水资源将受到严重破坏。得益于临海优势,我国滨海核电站全部采取向海洋排放热废水的方案,海洋对保护内陆淡水和生态环境的贡献不言而喻。
为改善能源结构,减少环境污染,必须发展清洁新型的电力工业。本文回顾了我国核电工业布局的演进历程,从核电工业滨海布局驱动力的角度,分析滨海核电工业的区位价值,并进一步探讨海洋对滨海核电工业区位价值的综合贡献,为促进区域协调,优化能源布局,发掘核电产业的深层价值提供了一种新思路。