英国核电发展趋势

董冬冬

（中广核核电运营有限公司，广东 深圳518124）

1 英国能源结构发展趋势

根据英国政府2008年的《气候变化法》，到2020年温室气体（CO2、CH4、N2O、HFCs、PFCs、SF6）排放相对于1990年水平降低26%，到2050年至少降低80%，在2009年的变更中将2020年26%目标调至34%。同时还提出成立气候变化委员会，为执行此法案提供支持和建议。英国公布的首批3 个五年计划目标如表1所示。

表1 英国公布3 个减排五年计划目标

2009年7月，英国依据《气候变化法》制定了《英国低碳过渡计划》，从电力行业、家庭社区、工作场所和交通系统四大方面详细描述了碳排放规划和一系列实现减排目标的举措。其中，计划在电力行业调整电力结构：

①可再生能源：总能源需求包括电力、取暖和交通，预计其中15%来自可再生能源。预计在2020年，电力的40%来自低碳能源，其中30%来自可再生能源。

②核能：新建核电计划，并在2025年投运。

③碳捕获及埋存技术：通过碳捕获及埋存技术，应用于燃煤电站减少碳排放。

同时，英国还提出了三个配套计划《可再生能源战略》《低碳工业战略》及《低碳交通计划》。《可再生能源战略》中指出，到2020年可再生能源在总能源供应中的比例达到15%，并且提到：

①可再生能源占电力供应的30%。

②可再生能源占取暖供应的12%。

③可再生能源占交通能源供应的10%。

2011年7月，为满足电力需求、应对气候变化、降低能源价格，政府发布了电力市场改革白皮书。主要有如下目标：

①通过多样化的能源分配，确保电力安全供应，防止电力短缺。

②满足减排目标，确保针对低碳技术的有效投资。

③消费者的利益最大化和支出最小化。

通过下述措施来实现：

①碳底价。碳底价实际上是一个碳税，被视为是确保新核电站长期经济性的基础，而欧盟碳排放贸易体制产生的碳价不够高，不足以驱使市场转向发展低碳电力。

②排放绩效标准。为有效遏制新化石燃料电站设立的碳排放标准。

③降低电力需求。

④建立机制，支持电力容量市场流动性及独立发电厂接入市场。

⑤实施有效的过渡计划。

为实现电力市场低碳化和无碳化目标，遏制高污染高排放的能源供应，英国将不断提高碳底价，2013年4月碳底价为每吨二氧化碳17.5 英镑，到2020年将增至30 英镑，2030年达到70 英镑。同时，为限制净容量不低于50 兆瓦的新建火电排放量，设置了碳排放标准。为鼓励大规模低碳发电，政府建立差价合同补贴机制，发电商将签订基于日前竞价价格的长期合同，当市场价格低于竞价价格时提高发电商的收入，保证发电商的利润。这一机制对于投资周期长、金额大的核电来说给予了充分保证。英国国家电网公司负责监管上网电价补贴差价合同和装机容量机制[1]。

2 英国电力结构变化

根据英国官方公布的数据显示，英国进行电力市场改革及低碳过渡计划以来，能源结构有较大变化。表2列举了英国2009年至2018年的发电量数据。

从图中的数据对比分析可以看出，2018年煤炭的发电量占到5.16%，从2009年至2018年煤炭发电量下降约83%，来源于石油的发电只占0.14%，可见已经基本关停。燃气发电量在2012年至2015年有明显的大幅下降，而后又回升，这一变化与燃气的价格变化密切相关，影响到发电的利润。由于核能发电技术成熟，成本也相对稳定，发电量已基本稳定，变化不大。可再生能源比例逐年大幅提升，从2009年到2018年的发电量占比提升6 倍，达到近24%。按照英国规划到2020年可再生能源发电量要占总发电量的30%。2018年净进口电力为19TWh，相比前两年有增加，但比2014年和2015年要少。与2009 比较，2018年净进口电力提高了6 倍。同时，从自动发电系统购买的用于公共设施供应电力也在逐年增加，近三年每年都超过20TWh。从这些数据可以看出，英国能源结构正在不断朝着规划的目标进行调整，以实现其碳排放和低碳能源目标。在未来的能源结构中，核能也将扮演十分重要的角色。

3 英国核电发展历史

20世纪中期，英国民用核能处于世界前列。1953年开始建设Calder Hall 核电站，1956年并网。为应对苏伊士危机引起的石油供应影响，在60年代一共建成了14 个反应堆。在第一代Magnox 技术的基础上，继续研发出了第二代先进气冷堆（AGR），从1976年到1985年，英国建成了14 台AGR 技术核电机组。随后英国引进压水堆技术，并在1995年建成最后一座核电站，Sizewell B 压水堆核电站。随着英国电力市场改革，英国因为大规模开采北海油田实现能源自给。核电由于投资大、时间长，又无政府主导规划，核电发展被搁置。2000年开始，英国能源供给形式发生变化，石油和天然气产量下降，2005年，英国从能源出口国变成能源进口国。同时，为了应对气候变化和核电站的退役产生的能源缺口，英国计划重启核电[2]。

随着英国电力市场改革，英国能源公司（British Energy）成立并拥有了7 座AGR（先进气冷堆）核电站和一座PWR（压水堆）核电站。2009年EDF-Energy（法电能源公司）收购British Energy 之后，成为6 大电力生产企业之一，拥有目前在运15座核电站，供应英国约20%的电力。8 个核电厂分别是位于苏格兰的Hunterston、Torness 电厂和英格兰的Heysham1/Heysham2、HPB、Hartlepool、Sizewell B、Dungeness B。 除Sizewell B 是PWR 单机组（1 个反应堆带2 个汽轮机）外，其余7 个电厂均是2 个AGR（Advanced Gas-cooled Reactors，先进气冷堆）机组配置，石墨做慢化剂，CO2做冷却剂。2012年法电能源公司宣布Hinkley Point B 和Hunterston 延期7年，2015年宣布Dungeness B 项目延期10年至2028年，2016年宣布Heysham 1 和Hartlepool 延期5年至2024年，Heysham 2 和Torness 电站延期7年至2030年。

表2 英国2009年至2018年发电量数据

表3 英国在运核电站项目列表

2003年，英国发布的能源白皮书中提到，核能将有助于英国实现碳排放目标，但是其在经济性上不具有吸引力，需要做进一步的调研。2006年，《能源述评》中研究专家提出，未来二十年英国将需要新增25GWe 的电力装机容量，以应对火电关停和核电退役。核电将在英国能源供应中扮演重要角色，政府需要做好规划，并应发布白皮书公布发展工作流程和时间表。2008年，英国政府发布《核电白皮书》，宣告英国重启核电。报告中指出：英国面临气候变化挑战，核电作为一种低碳发电技术，在后续的二十年中绝大部分核电站将到期退役。这段时期，英国将更多依赖于石油和燃气的进口，会面临全球需求和价格增加、能源供应政治化的形势。因此，英国将需要应对气候变化和能源安全两大挑战。根据经济性模型测算比较，为达到碳排放目标，核电是必选项。该白皮书全面阐述了核电的几大特点：

①低碳。

②经济性。核电属于低碳发电中经济性较好的技术。

③可靠性。技术成熟可靠。

④安全性。有一整套的审查监管运作流程。

⑤保障能源供应多样性。

国会于2011年7月批准的《国家核政策声明》中，明确了适于在2025年底之前建设新核电站的8 个厂址，并引入旨在允许加速电站建设的规划改革。根据2011年英国发电成本模型报告，核电可能会是低碳能源中成本较低的能源，期望在2025年前新增16GW 核电装机容量，现在这一目标已经推迟至2030年。2012年11月26日，英国核监管办公室向法电能源公司（EDF-Energy）发放了在欣克利角C 建设核电站的厂址许可证，这是英国近25年来首次颁发核电厂址许可证，开启了英国新一轮核电建设的序幕。

2013年3月，英国政府公布了一份名为《英国核未来》的业界战略性文件，在其中明确了政府的“明确预期，即核电将在英国未来能源结构中发挥重要作用”，确保2030年16GW的核电装机容量顺利交付，并介绍了2020、2030、2050 时间点的民用核能规划和一系列推动核工业发展的举措。这份文件涉及核能行业的各个领域，包括新核电建设、废物管理与退役、燃料循环服务以及运行和维护。2015年，国务大臣在演讲中指出，英国9 座核电厂提供了20%的电力，英国政府完全接受核电并认为核电是未来电力供应中非常重要的一部分。

图1 英国核电装机容量规划

4 新建核电项目

根据英国之前的规划，计划在5 个厂址建设至少建设11座核电站，包括EDF 子公司NNB Genco 的Hinkley C 和Sizewell C，Horizon 核电公司的Wylfa Newydd 和Oldbury，以及NuGen 公司的Moorside。2018年，东芝公司在未能找到Moorside 核电项目的合作伙伴或买家后，计划清算其英国核电资产NuGen 公司。2019年，Horizon 公司宣布冻结其在英国的核电项目。因为强化安全对策，该项目费用预计增长至280亿美元左右，为原计划的1.5 倍。而后新增的布拉德韦尔B 项目，计划采用中国华龙一号技术。根据英国监管要求，HPR1000 技术正在进行GDA（通用设计审查），目前已经进入第三阶段，预计在2021年完成。塞兹韦尔C 项目计划在2021年作出最终投资决定。欣克利角C 项目预计在2025年发电。这些项目均为法电集团与中国广核集团合作建设项目。

根据前述英国政府关于能源政策的导向以及对核电发展的支持，英国核电将会得到大力发展，在2050年的长远规划中，核能发电装机容量将达到70GWe。