核能的低碳绿色属性探讨

　　2020年9月22日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳的碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取到2060年前实现“碳中和”。“30·60”双碳目标是为了应对气候变化、适应我国经济高质量发展的必然要求。生态环境部部长黄润秋曾表示，“中国的生态环境问题，根本上还是高碳的能源结构和高耗能、高碳产业结构的问题。”目前在全社会中排放的主力军主要集中在电力能源、工业、交通运输等领域。而在我国的温室气体排放中，能源领域占最主要的贡献，因此能源领域的双碳目标达成对总目标的达成非常重要，而能源领域双碳目标达成过程中，核能可以也应该能够发挥更大的作用。

• 温室气体的概念

　　《联合国气候变化框架公约》对温室气体的定义为：“温室气体”指大气中那些吸收和重新放出红外辐射的自然的和人为的气态成分。简言之，一部分气体组分会阻碍地球的长波辐射向外释热，在地球上方和外层空间之间形成一个隔热罩，构成了“温室”，这种可以产生温室效应的气体就叫做温室气体。根据相关国际标准和文件，常见的温室气体包括二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟化碳和六氟化硫等六类。其中尤以二氧化碳的贡献最大。据相关研究，二氧化碳对温室效应的贡献高达60%，在大气中的含量也最高，因此成为了温室气体控制的重点。二氧化碳排放的一个主要来源是化石燃料的燃烧和使用。　

• 核能的低碳属性

　　核能是非常典型的低碳能源，在某些研究甚至认为核能属于“零碳”能源，这可以从核电厂本身、核电厂全生命周期和核电厂上下游全产业链角度考虑。

　　据政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布的报告数据显示：每生产1千瓦时电力，煤炭需要排放820克碳当量，光伏需要排放48克，水力需要排放24克，而核能和风能只需要排放12克。

　　相比于燃煤电厂、燃气电厂，核电厂的二氧化碳排放可以说是微乎其微。核燃料通过受控的链式裂变反应直接产生热量，不存在物理上的燃烧过程；核电厂的核燃料不含有碳元素，在工艺流程中也较少有碳元素参与，因此核电从原理上不排放二氧化碳。

　　但是，核电厂还是会有微量的碳排放，这些排放并非能量的产生过程中直接生成的，而是主要集中在设备运转、维护的过程中，例如核电厂作为后备应急电源使用的柴油机。目前常见的二代加和部分三代机组，一台核电机组配有2-4台应急柴油机，另有小型柴油机若干，为个别其他设备提供可靠电源供给。为了确保这些柴油机能够在紧急的情况下满足要求运转，这些柴油机需要进行定期试验，确保一定的运转能力。在这些试验过程中，需要消耗柴油作为燃料，也就自然产生了一些碳排放。

　　核能的建造周期一般较长，标准建造周期是60个月左右，受各种因素的影响，境外也有个别核电机组工期甚至超过180个月。和其他大型工业建设项目一样，核电厂在建造的过程中需要平整场地，需要使用大量的大型建造设备如挖掘机、叉车、大型吊车等起重设备，需要对设备进行调试等，这个环节也会产生碳排放，如吊车也需要使用燃料、设备调试需要使用电能等等。因此，在核电建设过程中确保工程按时完工，不仅可以提升机组的经济性，也可以减少建设过程中的碳排放。

　　核能的上下游产业链涵盖范围较广。从生产链条顺序上看，包括铀矿石的矿冶、核燃料的提纯加工、设备的设计制造、燃料的后处理、废物处置、运行服务等等，核保险也属于核能产业链的一个环节。核电全产业链温室气体排放水平与水电、风电相当，仅是太阳能光伏发电的五分之一，比煤电低了两个数量级。

　　整体而言，核电厂的排放相对于其他电力能源是非常低的，但并非零排放，因此，笔者倾向于认定核能是“低碳”能源。

• 核能的绿色能源属性

　　目前，对于绿色能源并没有统一的定义，一般而言，认为绿色能源即清洁能源，是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源。境外对于绿色能源(green energy)也没有统一的定义，此处引用剑桥英语词典的定义，即其生产过程可以保护环境的能源[1]。通常认为，风能、太阳能、水能、地热能等都是绿色能源。对于核能是否属于绿色能源，应该讲，目前还存在一定的争议。争议的主要来源在于核能是否对外排放污染物。

　　核电厂日常运行过程中会产生微量的放射性废物，用过的核燃料（乏燃料）的处理和处置也是国际性的重要课题，矿山开采的过程是否环保也经常被提及，这是某些机构或者个人否定核能的绿色能源属性的重要论据。但是在这个过程中，作为对比而被选择性的忽略的是，其他绿色能源也会存在类似的问题。如太阳能电池板的原材料的开采过程的环保问题，电池的退役处置问题，风力发电机对局部风场、自然生态和动植物的潜在影响问题，以及水能利用对水生生物洄游和繁殖的影响等等。

　　个人认为，核能和其他的绿色能源的“绿色”水平接近，二氧化碳排放量远低于火电，其他的废物产生量与风电、太阳能等能源相比更少或相当，因此将核能认定为绿色能源是适合目前全球生态环境保护形势和能源需求客观现实的。

• 核能对双碳目标的贡献

　　1. 核能在电力领域的节能减排作用

　　政府间气候变化委员会（IPCC）的评估报告指出，核能是全生命周期碳排放最小的发电技术之一。国际能源署的研究表明，核能是世界发达经济体最大的低碳能源选项。

　　截至2021年9月底，全球核电装机容量442台，2020年全球核电总发电量达到了2.553万千瓦时，占全球总发电量约10%,占低碳发电量近1/3，帮助全球避免了至少29亿吨的碳排放，节省了全球能源排放量的10%。

　　中国是目前世界核能发展的引擎。截至2021年9月底，我国核电运行机组共有52台，装机容量5000万千瓦，装机容量居世界第三，在建机组数量高居世界第一。2020年，我国核能发电总量达到世界第二，占我国总发电量的比例为4.94%。过去的十年，我国核能年发电量从872亿度提升至3662亿度，为保障电力供应安全和节能减排做出了重要贡献。据测算，一台百万千瓦核电机组一年可减少二氧化碳排放600万吨左右[2]。据此推算，我国52台核电机组一年可减少二氧化碳排放3亿吨。据英国BP公司数据，我国每年二氧化碳排放量约99亿吨，可见，我国目前的核能减少了约3%的碳排放总量，效果是非常显著的。

　　2. 核能综合利用的减排作用

　　目前， 2019年，山东海阳核电建成投运供热范围70万平方米的国内首个核能供热项目，并成功实现核能供热示范运行。2021年，11月9日，国家电投“暖核一号”——国家能源核能供热商用示范工程二期450万平方米项目在山东海阳提前6天投运，供暖面积覆盖海阳全城区，惠及20万居民，海阳成为全国首个“零碳”供暖城市。

　　核能供暖给居民带来经济实惠的同时（海阳居民住宅取暖费每建筑平米较往年下调1.00元），又提供了清洁稳定的热源。燃煤锅炉、燃煤热电联产在我国各类热源当中占比超过70%，供热结构仍以煤为主。北方地区冬季空气污染较重，其中采暖的燃煤排放是重要贡献之一。海阳的核能供热示范为我国北方地区清洁供暖提供了新的途径。

　　根据相关资料，海阳核能供热示范项目一期供热面积为70万平方米，平均每采暖季可减少二氧化碳排放2.75万吨。照此推算，二期450万平方米项目每采暖季可减排17.7万吨二氧化碳。目前，多个电厂均在探索核能供热可行性，我国集中供暖区域共有核电厂址4个，如果每个厂址可为25万居民供暖，按照“暖和一号”现有供暖规模推算，预计每年可减少二氧化碳排放约90万吨，还是非常可观的。

　　综上，核能具有低碳、绿色的能源属性。《国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知（国发〔2021〕23号）》也明确提出，要积极安全有序发展核电，合理确定核电站布局和开发时序，开展核能综合利用示范。因此，在双碳目标的大背景下，核能未来有广泛的发展空间，核保险也将迎来新的机遇期。中国核共体作为专业为核能提供保险保障的行业性组织，具有天然服务双碳经济的属性，是绿色金融理念的坚定践行者。作为核保险风险管理的唯一行业性平台，中国核保险共同体已成功服务我国核工业22年。未来，核保险也将持续做好保障与服务，为我国双碳目标达成、为应对全球气候变化做出贡献。

[1]Green Energy: energy that can be produced in a way that protects the natural environment. https://dictionary.cambridge.org/us/dictionary/english/green-energy

[2]数据来源于中国核能行业协会网站。