得州停电带来的思考：核电是提高电源安全可靠性的重要选择

来源：选型说明书    发布时间：2024-07-04 05:44:52

  2021年2月中下旬，美国得克萨斯州（以下简称得州）遭遇历史性极端寒潮天气，电力系统几近崩溃。而核能发电在极寒天气中表现出强抗灾能力。

  电源安全性低是此次停电事故的根本原因。受极端天气影响，占美国得州总发电量70%的天然气和风力电源机组出力下降40%，导致上网电量与用电负荷严重失衡。作为主要发电燃料的天然气因气井冻结和管道冰堵导致断供，无法持续发电，造成3000万千瓦的电力缺口。作为第三大电源的风电因风力涡轮机冻结导致发电设施瘫痪，凸现出可再生能源易受气候影响、可靠性低的问题。

  电源结构不合理，供电稳定的核能占比过低，未能填补电力缺口。在此次美国得州停电事故中，核电表现相对稳定，4台核电机组保持了75%的预期容量，并迅速恢复至100%。核电不易受天气影响，具备较强抵御极端天气灾害的能力，可作为全天候零碳的基荷电源。相对于天然气发电，核电的安全性和可靠性更高。

  但因得州核电发电量占比较低，无法填补此次灾害造成的电力缺口。煤电机组出力虽因部分煤堆和设备冻结受到一些影响，但总体上与核电一起支撑起灾害期间得州的最低用电供应。

  发挥核电安全可靠优势，保障极端天气灾害下的供电安全。随着全球气候变化加剧，极端天气导致的电源安全问题凸显。除此次美国得州停电事故外，2019年美国加州因酷暑天气导致用电需求激增，引发大规模停电，而其可再生能源改革步伐过快，无法提供稳定足额的电力以应对需求增长成为此次大停电事故的主要原因。

  风光等可再生能源易受气候影响，具有波动性和间歇性，大规模接入电网时需要稳定的基荷电源予以支撑。核电在安全性、高效性和稳定性上具有优势，能够作为全天候稳定提供电力的零碳清洁能源，可以为可再生能源接入电网提供有力支撑，在极端天气灾害中可成为稳定可靠的调度基荷电源。

  局部电力危机快速恢复须依靠当地的稳定基荷电源。本次美国得州本地基荷电源受极端天气影响发电能力下降，其周边各州同样面临供电需求飙升与能源供应短缺的矛盾，无力提供支援，而且得州相对独立的电网导致其接受外部电网输电的能力有限。

  去年冬天，受冬季寒潮影响，我国湖南、江西等地用电需求激增，因当地可再生能源出力不足，省外送电量有限，也因当地缺乏安全稳定的能源作为应急填补电力缺口，多地出现电力供应紧张的局面，被迫拉闸限电。区域基荷电源不仅在平时能为该区域提供电力，在突发灾害情况时，也可依靠其予以缓解电力危机的出现或快速恢复。因此保障区域性安全稳定的基荷电源建设非常重要。

  保障能源在供热与供电上的平衡，有利于应对气候变化。此次美国得州因管道冰堵造成天然气断供，而仅存的可用天然气被优先用于家庭和企业供暖，发电厂的天然气供应被进一步削减，直接导致天然气发电能力下降40%，造成停电危机。我国应探索包括核能供热在内的多元供热方式，以减轻天然气需求的压力，共同保障供电安全。

  增加能源系统中核电占比，使电源结构多元化。面对未来的能源低碳化需求，核能和可再生能源是实现碳中和愿景目标的重要途径。电源结构多元化有利于增强电源的可调节性，提高可靠性，保障能源电力供应安全。建议在确保安全的前提下提高核电占比，在调度出力上对电网电压及事故应急实现频率支撑。合理统筹核、水、风、光等清洁能源比例，构建核能与可再生能源相协调的复合能源系统，最大限度保障能源安全。

  在华中地区增加支撑性核电电源，优化能源空间布局。在极端天气下、区域能源网络中断后，核电可以较长时间内持续稳定输出，保障区域能源安全。我国华中地区资源有限，水电可开发资源基本开发完毕，风光资源数量有限，煤电依靠外省调入动力煤，相当一部分电力电量依靠特高压外网送入。建议在“十四五”期间核准湖南桃花江核电项目，为华中地区电网增加支撑电源，提升区域能源系统的协调性与灵活性，做好应对极端气候灾害的准备。

  重视核能的综合利用，促进能源体系优化。我国60%以上的地区、50%以上的人口需要冬季供热，在目前的供热结构下，造成了较为严重的环境污染和雾霾天气。核能作为清洁能源，是重要的供热资源，与燃煤和天然气供热相比，核能供热可有效减少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和烟尘颗粒物的排放。建议加快核能供热等综合利用项目的建设，将核能供热纳入国家能源电力“十四五”规划，实现供热的清洁替代，助力我国碳达峰、碳中和目标。