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核电与太阳能发电其实很相像?

   2009-11-30 日经BP社21世纪新能源7990
  最近,日本的电力公司在宣传中越来越多地加入了有关“核能发电与太阳能发电的比较”等内容。“发电100万kW,核能占地面积约为0.6km2,而太阳能则需在面积与山手线圈内(东京环线城轨,约58km2)相当的范围内铺满太阳能电池板。成本方面,核能约为2800亿日元,太阳能则高达约3.9万亿日元”--在日本经济产业省主办的“低碳电力供应系统研究会”上,也有人举出这些显示核能发电优势的数字,提出同样主张。

  每当看到这些,笔者都感到十分困惑:“这真是出自(电力)专业人士之笔吗?”在对核电与太阳能发电进行比较时,上述比较毫无意义。但是随着对能源相关采访的深入,笔者开始感到,“核电与太阳能发电其实非常相似”。

  首先来看占地面积的差异。在比较发电方法时,“Location Independent(能够自由选择设置场所)”是经常用来讨论的条件。如果以此为标准,则核能发电是“No”(不能选择),而太阳能发电是有条件的“Yes”。有条件是因为正在耕种的农田无法使用,高纬度地区和晴天率极低地区无法获得足够的发电量。如果将其排除,那么就技术而言,太阳能电池可以设置在住宅区、砂漠甚至海面上。而核能发电设备只能在个别场所建设。虽然笔者未曾拜读,但《在东京建核电站》这本书曾一度成为争论的焦点。单纯比较占地面积的差异就像书中讨论的内容一样没有意义。而且,太阳能电池大都安装在建筑物的屋顶,日本尤其如此,这一点也可以证明,以占地面积的大小来比较太阳能发电和核能发电是有失偏颇的。

  关于成本,宣传中宣称差距为10倍以上,但究其计算根据可以发现,情况并非如此。对于最大功率为100万kW的核电站,生产相同的电量需要3.9万亿日元规模的太阳能发电系统,这一数字是根据系统价格约为67万日元/kW计算得来(假设核电站的运行率为70%,太阳能电池的运行率为12%)。如果是按照大约1年前在日本个人住宅屋顶上设置的太阳能电池的成本计算,这一数字可以接受,但现在太阳能电池的成本正在大幅下降。即使加上功率调节器,制造成本估计也不会超过20万日元/kW。

  对于厂商来说,要求以制造成本出售是不可能的,但日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)的开发计划已经把设置成本在2030年降低到14万日元/kW(寿命假定为20年)定为了目标。在住宅屋顶之外,美国First Solar等厂商甚至宣布,号称“百万瓦太阳能”的大规模太阳能电站的设置成本已经达到了15万~16万日元/kW(寿命假定为20年)。也就是说,如果考虑未来的太阳能发电系统成本下跌幅度进行计算,3.9万亿日元将会压缩至1万亿日元以下。

  另一方面,核能发电的成本不透明。低碳电力供应系统研究会上就出现了“100万kW级电站每座成本2800亿日元是否真实”这样的疑问。核能发电最近面临着设备寿命到期后的退役成本问题。以日本原子能发电公司的东海发电所为例,其功率规模虽然只有16.6万kW,是一般核能发电设备的1/8,但退役、解体和放射性废弃物的处理费用预计却高达约930亿日元。

  英国同样面临着退役和处理放射性废弃物的成本问题(Nuclear Decommissioning Authority:英国核退役管理局发布资料)。至于法国,欧盟议会下属某调查公司给出的报告显示,对寿命到期的设备进行退役处理总共需要650亿~700亿欧元(参阅公开资料的pp.30-31)。而且,还有看法认为,即使退役,当地的土地也至少100年无法使用。

  核能发电现有成本并不包括如此庞大的废弃费用。如果要与太阳能发电比较成本,则这些费用都必须考虑在内。

2100年的蓝图酷似

  以上内容只是说“比较差异”毫无意义,并不能证明二者相似。相似点其实还是有的。

  比方说,核能发电界人士与太阳能发电界人士描绘的2100年能源情况酷似。具体来说,日本核能研究开发机构2009年5月27日在“核能综合研讨会2009”上发布的资料显示,按照预计,在2100年的电力来源构成中,核能发电或核聚变发电将占据压倒性的67.1%,石油和煤炭为零,太阳能发电和风力发电占6.4%。

  另一方面,推动太阳能利用的德国政府咨询机构WBGU在2003年发布的“Welt im Wandel:Energiewende zur Nachhaltigkeit(渐变的世界:向可持续发展能源的转变)”这一资料显示,到2100年,能源的2/3将为太阳光和太阳热所占据,“太阳能时代将会到来”。另一方面,核能为零,石油和煤炭火力发电占15%左右。也就是说,从全面改用核能/核聚变和太阳能来看,二者描绘的蓝图非常相似,只是对石油和煤炭枯竭时期的评价略有不同。

  最近虽然鲜有耳闻,但在2年前,WBGU的蓝图曾经得到过日本应用物理学会的大力宣传,口号是“今后是太阳能电池的时代”。同样的,发布“核能
 
标签: 太阳能
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