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核電廠在電力系統中起什么作用?

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發表日期:2020年12月15日
核電廠在電力系統中主要起基荷電廠的作用。
人們通常把使用電能的用電設備消耗的電功率稱為電力負荷。根據電力用戶的不同負荷特征,電力負荷可分為各種工業負荷、農業負荷、交通運輸業負荷和人民生活用電負荷等。
在給定期間內(如一天),電力系統出現的最小負荷,如圖2—14所示Pmin稱為最低負荷;而出現的最大負荷,如圖2—14所示,Pmax則稱為最高(大)負荷。一般把最低負荷以下部分的負荷稱為基本負荷,簡稱基荷。承擔電力系統日負荷曲線基本負荷的發電廠(或機組)叫基荷電廠(或機組)。

核電廠在電力系統中起基荷電廠作用,主要有以下四個原因:
第一,核電廠作為非化石能源發電電源,具有十分顯著的綠色低碳屬性。核電屬于綠色低碳的二次能源,對生態環境的影響極小,特別是核電不排放煤電所產生的二氧化碳、二氧化硫及氮氧化物等有害物質。核電廠作為基荷電廠,發電利用小時數在7000h以上,這意味著單位核電裝機容量發電量多,也意味著替代煤炭、天然氣等化石能源發電消耗的化石燃料就多,從而相應減少因大量燃用化石燃料而生成的酸雨、煙塵,以及二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染物質的排放量就多,有利于改善能源結構,有效保護環境,維護生態平衡,為人類進入可持續、和諧發展的未來,提供更加安全可靠的能源保障。
第二,核電是高密度能源,核電廠發電出力穩定,能夠獨自承擔基本負荷的責任。在非化石能源發電中,核電廠是發電出力最為穩定的電源,完全能夠獨自承擔基本負荷。與此相反,風電和光伏發電屬于低密度能源,發電具有明顯的隨機性、間歇性和波動性的特征,不能夠獨自承擔基本負荷,需要其他電源配合才能夠承擔。所以,盡管核電與風電、光伏發電都具有良好的綠色低碳的環保品質,但相對而言,核電更能起到基荷電廠的作用。
第三,核電是質優價廉的電能,核電廠作為基荷電廠有利于降低全社會電價水平。在我國能源資源相對匱乏的東南沿海地區和部分中部省份,核電廠是僅次于本地水電站的上網電價較低的發電電源,遠低于風電和光伏發電的上網電價。國務院價格主管部門已經明確,從2013年開始實施的第二代改進型核電廠上網電價為0.43元/kWh,都低于東南沿海各省市和湖南、湖北、江西等中部省份的煤電標桿電價。以廣東為例,廣東省脫硫煤電的標桿電價已經達到0.50元/kWh,而大亞灣核電廠的上網電價僅為0.41~0.43元/kWh,是僅次于水電的上網電價較低的電源,對于平抑廣東省全社會電價水平,提高產業國際競爭力起到了重要作用。
第四,核電廠一般不參與調峰。在滿功率運行的狀態下,核電廠才能夠使堆芯內部達到功率均衡和穩定的狀態。功率快速調整有可能打破這種均衡,對安全操控有較大影響,同時還會因調節功率增加廢物排放并影響機組壽命。
正因為上述原因,核電廠在電力系統中主要起基荷電廠作用,不適宜承擔電力系統快速調峰責任,但可以承擔少量慢速調峰。法國現有約17座核電廠58臺機組,滿足全國約80%的電力需求,即便如此,法國方面也盡可能少地使用核電機組進行調峰,保障大部分機組滿功率安全運行。