在本系列的上篇中，笔者和各位读者一起探讨了我国CCUS行业的现状以及未来的一些可能性。而在本篇中，笔者想来谈谈双碳目标之下，我国能源转型过程中另一个蓄势待发的行业。
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，中国将采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。中国的这一承诺是全球应对气候变化进程中的一项有里程碑意义的事件。
但要完成这一目标，现实的压力较大。在3060的双碳目标面前，一边是我国经济在未来的一段时间内仍将保持稳步增长，全社会用电量需求仍将攀升的现实，而另一方面则是我国当下仍以煤炭为主的一次能源供应结构。此外，双碳目标不仅任务重，时间也紧：欧盟、美国等从碳达峰到碳中和有50—60年过渡期，中国只有30年。2030—2050年，中国年减排率平均将达8%—10%，远超发达国家减排的速度和力度，中国2060年实现碳中和，需比发达国家2050年碳中和付出更大努力。
而碳中和目标的实现，离不开我国能源结构的变革，而这也想必是各位读者耳熟能详的话题了。自2020年以来，我们见证了“十四五”风电、光伏装机量目标的出台，看到了锂电、光伏、风电产业链在资本市场上的火爆。因此，无论是从政府政策支持、社会公众舆论、一级市场投资还是二级市场表现来看，我国举国上下已经对我国能源结构调整的必要性，尤其是风电、光伏、储能等新型能源装机量提升的必要性，有了充分的认识，这一点笔者相信已经无需再加赘述。
然而，在本文中，笔者想指出在这宏大叙事下，常常被大家所忽略的一点：
电力碳中和，其实不止新能源。
新能源固然好，其在发电过程中完全不消耗化石能源，而且其全生命周期口径的碳排放也远远小于煤电以及气电。但风电、光伏始终无法摆脱“靠天吃饭”的特点，天气和光照等自然条件极大地影响了新能源装机发电的“随发随用”的特点，其发电量的波动既有周期性（昼夜交替，季节交替），也有长期的不可预测性（极端天气，长期雨雪等）。2022年年中，我国西南数省遭遇“电荒”，其以水电为支柱之一的能源结构遭到了罕见的大旱，造成了巨大的用电缺口。而众所周知，水电的发电可靠性在风、光等新能源之上，所以随着风、光等新能源装机的进一步提升，类似的问题也将对我国的能源安全造成一定的挑战。目前的储能、特高压跨区域输电技术可以在一定程度上缓解这一问题，然而在可见的未来，这些技术手段也只能缓解新能源本身的这些问题，而无法将其发电可靠性提升至如火电一般的水平。
因此，从国家能源结构的角度上来看，虽然新能源将在我国未来能源结构中成为极为重要的一环，但新能源发电量在全国全年能源发电量结构中的占比，会显著小于其装机在全国能源装机总量中的占比。换言之，从目前可预测的技术水平出发，我国未来的能源发电结构，势必需要某种可靠的、能够做到随发随用的“基石能源”来进行能源安全方面的保障。
目前，这种“基石能源”的角色，仍然由传统的火电扮演。火电机组可以随启随停，同时具有对电网功能，调峰调频，向社会供热的功能。
然而，随着双碳目标的推进，火电，尤其是煤电，在我国能源结构中的占比将会逐渐降低。在我国部分能源结构领域的研究文献中已经指出，为实现气候目标，中国需要在短期内停止新建燃煤电厂，优先退役落后产能，并在2045年（ 1.5°C目标 ）左右前实现全面的煤电退出。
华能及国网的预测模型。然而，根据华能以及国家电网的相关模拟计算，以2060年电力系统全面碳中和为目标，在考虑种种技术条件及风、光负荷特性的情况下，风电、光伏在我国能源装机结构中将占据绝对的主导地位，但在发电结构中的占比将维持在约50%左右。而这恰恰说明了，即使到了2060年，风、光仍然需要某种“基石能源”来对电网容量和需求的平衡来进行兜底。
左：零碳情境下2020-2060电源装机结构 而这，就是核电。
不同技术全生命周期碳排放当量，中核集团测算作为参与减排的清洁低碳电源，核电是除水电之外稳定的基荷电源，同时其全生命周期碳排放当量甚至比海上风电和集中式光伏电站还要低。
截至2020年12月31日，国内运行核电机组共49台，发电量为3662亿千瓦时，占年度总发电量74170亿千瓦时的比例为4.9%。在核电的利用上，我国核电在全国能源结构中的比重远低于法国（ 67% ）、俄罗斯（ 20% ）、美国（ 20% ）等国，但我国的煤炭消费总量却占到能源消费总量的半数以上。这说明对于我国庞大的用电量而言，核电在数量上还有较大的发展空间。
核电作为“零碳”能源体系的基荷电源，技术成熟、运行稳定，是目前唯一可以大规模替代煤炭为电网提供稳定可靠电力的电源。其支撑电网消纳高比例新能源的作用正愈发凸显，核电与风光等新能源协同发展的局面将加快形成，提升区域能源安全保障水平。
根据2021年4月《中法核能报告（ 二期 ）核能与环境》，以二代改进型百万千瓦级压水堆机组测算，我国核电全产业链、全生命周期温室气体排放量为11.9g-CO₂,eq/（ kW·h ）。不考虑核燃料循环后段（ 乏燃料后处理与废物处置 ），则为6.2g-CO₂,eq/（kW·h）。由此可见，核电作为低碳清洁电源也是名副其实。而在核电替代火电的过程中，核电也将贡献巨大的二氧化碳减排量，一座百万千瓦的核电厂按照年负荷因子85%计算，一年可发电74亿度，可减排二氧化碳660万吨。如果把这些二氧化碳捕捉下来液化，用载重100吨的大卡车来运，每天需要180辆！
因此，我们必须认真审视核电在我国能源发展中的定位。综合考虑我国内陆核电发展的节奏，按照2050年我国核发电量占比达到目前世界平均水平（ 11% ）进行测算，核电装机容量将达到2.2亿千瓦。为了实现该目标，并保持核电发展节奏的稳定，2020—2050年每年保持新开工5—6台核电机组，争取使我国于2050年前后的核电在国家电力供应中的比例稳定在10%左右的规模，并且在今后一百年左右（ 一个核电机组的可预期寿命 ）的历史时期内稳定维持这一规模。
如果按照中国工程院在《2050年我国的能源需求》咨询报告的预计，到2050年，我国核电占一次能源总量的比重要求提高至12.5%来测算的话，核电装机容量将达到2.5亿千瓦。为了实现该目标，并保持发展节奏的稳定，2020—2050年需要每年保持新开工6—7台核电机组。
根据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》，2025年在运核电达到7000万千瓦，这个目标不难实现。近年来国内相关研究团体针对2025—2035年核电发展目标开展讨论，多数赞成2035年达到1.5亿千瓦装机的目标。这意味着从现在到2035年，每年将建设6—8台左右的新机组。
当然还有较为乐观的估计，通过结合LEAP模型与气候变化综合评估模型，考虑厂址资源可开发量的边界条件，预测到2030年核电装机容量约为1.2亿千瓦，2035年核电装机容量约为1.7亿千瓦，2060年装机容量可达3亿千瓦以上。
我国历年政府工作报告中关于核电发展的表述而相应地，2022年，我国核电总获批机组数量达到10座，创下过去10年以来的新高。如果按照每台机组200亿元人民币的投入进行粗浅测算，则核电行业将获得2000亿人民币以上的年市场规模。
核电的大时代，或许已经悄悄到来。
[1]舒印彪,张丽英,张运洲,王耀华,鲁刚,元博,夏鹏.我国电力碳达峰、碳中和路径研究[J].中国工程科学,2021,23(06):1-14.