核能经济学:最新研究进展 (七) (ZT)

作者:何岸泉  于 2012-9-13 05:20 发表于 最热闹的华人社交网络--贝壳村

作者分类:反核系列|通用分类:网络文摘

(七)

8. 电力公司在核电站建造中的成本预算

近期,关于电力公司在核电站建造中、的成本预算案例大部分都来自于美国。这是因为美国的成本预算数据更加可靠,其原因在于,在美国各电力公司需要提供可靠的成本预算数据以获得联邦贷款担保,同时,可能还要向各州能源管理部门汇报预期发生的费用。但是,有迹象表明,核电站建造成本预算应该再加上三个项目的招标结果和奥尔基洛托、弗拉芒维勒核电站的实践经验。

8.1 美国

10 美国核电站的建造成本

核电站所用技术成本预算(单位:十亿美元) 成本预算(单位:美元/ 千瓦)

贝尔丰特3 号、4 AP1000 5.610.4* 25004600

1 号、2 AP1000 11* 4900

沃格特勒3 号、4 AP1000 9.9 4190

夏日2 号、3 AP1000 11.5 4900

里唯1 号、2 AP1000 14 5900

土耳其点 6 号、7 AP1000 1518 31004500

南德克萨斯3 号、4 ABWR 17 6500

大海湾 ESBWR 10+ 6600+

里弗本德ESBWR 10+ 6600+

贝尔班德EPR 1315 810010000

费米 ESBWR 10 6600+

来源:各类媒体报道

标注* 的预算为隔夜成本,其他的预算则包括利息成本。

10 列出了美国最新核电站的建造成本。从这张表中,我们可以发现很多特点。首先,大多数成本预算(尤其是那些考虑最周全的)都是针对AP1000 型核反应堆做出的。其原因在于,在众多核反应堆中,只有AP1000 ABWR 两种型号走完NRC 的审核过程(虽然之后两款设计又做出了一定的修改),这样其设计方案就与最终方案较为接近,从而更容易进行成本预算。另外,上述成本预算似乎都是20世纪90 年代核工业成本预算(1000 美元/千瓦)的4 倍以上。而且,到2009 年末,核电站的建造成本预算一直呈上升趋势。除此之外,很难再从上表中得出说服力很强的结论了。这些成本预算数字的基本组成各不相同:有些包括融资成本,有些包含电力运送成本。因此,不能直接对上述各核电站的成本预算数据进行比对。

8.2 其他国家

11 美国核电站的建造成本

国家招标前预算最低竞标价/ 合约价格最近估价状态

南非2500 6000 - 投标方放弃

加拿大2600 6600 - 投标方放弃

阿联酋- 3700 - 等待建造工程开始

法国- 2700 3300 2008 12 月建造工程开始

芬兰2500 4500 2005 7 月建造工程开始

来源:笔者研究

11 列出了最近至少到达招标阶段

的各个国家的核电站成本依据。

8.3 总结

在过去的十年中,核电站建造成本预算翻了好几番(可能在五番以上),而且尚未显出平稳的迹象。过去的经验表明,一旦核电站建造工程开始,其实际建造成本就会比预算大得多。而更难确定的是,当前的成本预算是否真的显著高于过去的成本,如果是的话,为什么成本会保持如此高速的增长?

距今最近的一座核电站——英国西泽韦尔 B 核电站——没有在建造阶段遇到较大问题,其成本保持在30 亿英镑的范围内,没有超出当前的成本预算,而另一方面,上世纪90 年代美国核电站的成本也基本与西泽韦尔 B 相同。这种现象的原因可能是,为了应对三哩岛和切尔诺贝利事件引发的安全隐患,之前几代设计都背负了沉重的“包袱”,核电站设计者假定如果新设计抛开这些“包袱”,使用简单又能达到安全标准的设计,可以更便宜并更有效率。当然,事实也可能是上述假设不合理,新设计仍然需要很复杂。另外,为了保护核电站不受空袭影响,建造工程会比预想的更加复杂和繁重。

1000 美元/ 千瓦的数据可能不是来自于设计学中“从细节到整体”的原理,而来自于“从整体到细节”的思考模式,即它是能保持核工业的竞争力的价格。简而言之,这1000 美元/ 千瓦是没有技术基础的既定目标。对于为什么建造成本会上升,有很多种解释:

--中国强大的市场需求导致全球商品价格上升,从而导致所有发电站的成本上升,但由于核电站建造工程量较大,其成本上升幅度最高;

--生产设备的缺乏,这意味着有意建造核电站的电力公司必须外购很多组件(如压力炉);

--核工业技术团队老化而且没有年轻力量补充,导致缺乏必要的核技术;

--美元的缺陷;

--各电力公司在成本预算上偏于保守。

上述解释乍一看似乎很有道理,但仔细研究就会发现,并不是所有的解释都具有说服力。

--商品价格。在过去10 年中,很多金属和其他原材料的价格都在显著上升,即所谓的中国效应。但是,金融危机以后,商品价格急剧下降,然而,核电站的预测建造成本并没有随之下降。

--组件瓶颈和技术短缺。标准普尔公司88 强调了核电站组件制造商缺乏的问题。标准普尔公司认为压力炉、循环水泵和涡轮机锻件的供应问题尤其严峻。世界上只有日本钢铁厂一家公司能制造压力炉的超重型锻件。虽然这些产品的巨大需求无疑会导致生产规模的扩大,但另一方面繁杂的核电站组件检验要求导致供应商不愿建立这种生产工厂,除非能保证对这些组件的长期需求,因此核电站组件公司产能扩大过程很缓慢。标准普尔公司也认为,技术短缺是一个主要的障碍,而且这种短缺不是轻易快速地就能调整的。该公司预测,美国将不得不依赖外国(尤其是法国和日本)的技术支持。

--货币的不稳定性。在过去的两年中,美元价值极不稳定,其中,美元对欧元的汇率还曾跌至历史最低。2005 11月到2008 7 月期间,美元对欧元的汇率从1=$1.17 跌至1=$1.57。但到2008 11月,美元汇率又恢复至1=$1.27。由于一些组件用美元衡量(而不是用欧元衡量)更贵了,因此核电站成本上升部分原因可能是美元的贬值。

--电力公司的保守主义。电力公司对其成本预算准确性的意识,以及这种预算是否会导致严重的经济后果都是很难量化的。现在,核电站监管部门和公众都不像过去一样,能容忍核电站的成本超支了,还有奥尔基洛托核电站的经验教训,这些都极大地刺激着电力公司应该留出更多的不可预见的费用。

9. 政府补贴的必要性和补贴程度

英国政府在1989 年、1995 年和2002年的研究得出结论:在一个自由化的电力市场中,没有政府补贴和政府担保覆盖其成本,电力公司不会建造核电站。在那些改变了电力行业垄断情形的国家,上述结论同样适用。最近芬兰核电站的订购明显不符合上述结论,但正如之前所讨论的那样,芬兰的情况较为特殊,该国工业化企业设立了一家不以利润为目的的公司,负责购买该电站的核电,因此其他国家无法效仿。然而,这个项目的实际经验非常糟糕,可能会进一步阻碍竞争性市场中的电力公司继续建造核电站(除非各电力公司能保证完全与市场风险隔离)。

美国振兴核电站订购业的经验表明,振兴的关键在于政府是否给予贷款担保或监管部门是否允许各电力公司从消费者那里收回核电站成本。这些条件都能保证电力公司以较低利率获得贷款。

核电站建造中能获得政府补贴和担保的部分,一定是那些核电站所有者不能完全控制的部分。这包括:

--建造成本。核电站的建造成本较高,而且有明显的成本超支风险。因此,政府可能需要为私人投资者的成本提供担保。

--经营业绩。核电站实际业绩不如预测业绩的风险很高。核电站的可靠性很大程度上是在所有者的掌控之中的,但不能确定的是,开发商是否有足够自信,确保能承担可靠性差于预期的风险。

--非核燃料运营和维护成本。同样的,这部分成本也大致在核电站所有者的控制范围之内,他们可能愿意承担这部分风险。

--核燃料成本。一般来说,人们不认为核燃料采购是一项有风险的活动。大量储存铀燃料很简单,而且核燃料采购成本价提高的风险能被合理规避。但是,核废料的处置成本(假设核废料不被再处理)则备受争议,核电站所有者可能迫切需要某种形式的处置成本上限,就像美国一样。

--核电站退役成本。我们很难预测核电站的退役成本,但可以肯定的是,未来核电站的退役成本一定会大幅上升。建立一项设计良好的独立基金似乎能使上述风险得到一定程度的控制,尽管如果核电站退役和核废料处理经验显示当前估算明显偏低,或者如果这项基金的投资回报率低于预期回报率,那就必须增加基金的规模。在那种情况下,私人投资者可能就需要对他们的投资进行“担保”。

由于第一批机组在建造过程往往包含新技术成本,因此担保范围更广,且担保额也相对较高。尽管一个国家在推动核电站发展方面的政策不能绝对地保证核电站项目的完工,但如果该国已经建造了一批核电站,并且运营状况良好,那么可能市场就愿意承担更多的风险。人们都应该记得,当年里根政府和撒切尔政府都曾许诺促进核工业的振兴,但实际上却对核能的衰落负有责任。

结论

自基于改良式第三代核反应堆设计的核能复兴计划在20 世纪90 年代末首次遭到了质疑,在随后的10 年里,新核电站经济状况的预期也每况愈下。反常的是,这似乎使得包括美国、英国和意大利等国政府更坚定地推动新核电站的发展了。实际上,这些核电站订购项目与当时的执政者,如布什、布莱尔和贝卢斯科尼等,是密切相关的。

执政者强大的政治背景为核电站的发展提供了强大的推动力,如简化核电站项目的规划程序,以及给予核电站项目公共补贴等,但这也可能是一大弊端。政府换届后,新任领导人也许就不会这么热衷于核事业了。

一些人认为建造核电站是减少温室气体排放的一种主要方法,因此极力推动核电站项目,这是一种明显误导人的观点。目前,电能需求只占能源总需求的20%左右。即使这个比例稍微上升一点,同时核能发电占总电能的比例也提高一些,那么对核能发电的需求占能源总需求的比例也不会超过10%。即便能聚集到足够的物资、技术和经济资源用于核工业发展,使世界核能发电产增加4-5 倍,但这同时也会导致很多其他问题,例如铀资源匮乏、核电站选址问题和核废料处理等。

从世界范围内来看,核电站的订购率在30 年里一直处于较低水平。在过去的几年中,来自中国、韩国和俄罗斯的订单极大地增加了在建核电站的数量。截止至2010 1 月,单在中国就有20 座在建核电站。但是这些核电站大多都由中国国内的供应商所提供,并且使用的技术也比较旧。要使核工业复兴,那么包括美国、英国和意大利在内的诸多核工业市场必须要重新开放。但目前,这些市场距实现核电站订购还有几年的时间,改良式第三代核反应堆也还需要几年才能试运营。

目前来看,强有力的政治支持能够推动核复兴,但如果没有合理的技术和经济基础,政治支持(比如20 世纪80 年代撒切尔和里根所做的)最终也难撑大局。本文主要关注了核工业中的经济问题,但在这方面,经济与技术因素是相互交叉的。从理论上来说,几乎所有的核电站设计都可以做到满足监管部门提出的安全标准,但这样做的成本却又是让人望而止步的。

现在,新核反应堆设计要获得监管部门的审批,要比想象中的困难得多。美国启动“核能2010 规划”,其目标就是到2010 年完成改良式第三代核反应堆的设计。但似乎到2010 年只有一款设计(AP1000)获得了设计许可,而且即使是这款设计也不得不根据监管部门的修改意见不断修改。到2010 年初,人们才清晰地认识到2011 年(甚至更晚)之前,这些设计一个也不会通过审批。一些设计上的突出问题,如EPR89 的操作与测试系统和AP100090 的防护设计,其实是可以解决的,但这样做会大大地增加成本并推迟完成日期。

为什么难以预测核电站的发电成本?为什么预测出来的核电站发电成本会倍受质疑?主要有以下三方面的原因:

--涉及到的一些成本和过程变量不能从商业角度证明,如核电站退役和核废料处理,尤其是中等和高等核废料的处理。核电站运营的经验表明,对于这些未纳入商业范畴的过程,其真实成本很容易大大超出预期。因此,有显著低估这些成本的风险。

--某些变量是没有“正确”答案的。如,贴现率的波动范围可以很大;要为核电站的退役留出多少资金也没有统一的答案。

--缺乏可靠的、及时更新的核电站实际运营数据。各电力公司对实际发生的成本数据守口如瓶。另一方面,在过去的20 年中,西欧只有几份核电站订单,而北美更是从1980 年以来一份订单也没有。因此,所有新一代的核电站设计都还未被检测过。

在过去的40 年中,已有核电站的性能与新核电站的预期性能之间一直有很大差别。实际上这些预期性能都是过于乐观的。目前对于下一代核电站性能的预期与当前核电站的性能也有这样的差距。虽然过去的错误预期并不能说明当前的预期是不准确的。但过去的经验表明,基于性能上的较大进步作出的预测并不一定准确,我们要持怀疑的眼光看待。其中涉及到的重要假设包括:

--建设成本

--运营业绩

--非核燃料运营成本和维护成本

--核燃料成本

--核电站退役成本

只有政府提供广泛的担保和补贴,才能建造新的核电站。

另一方面,也需要商业担保,以保证核电站所发出的电能够以一个确定价格售出。另外,根据欧盟的竞争法,这种广泛的“政府救助”能否获得批准,还是个未知数。

在核电站的问题上,商业利益与社会利益有很大的冲突。在遥远的未来才会产生的成本(无论有多大多不确定),对商业成本评估而言几乎没有任何影响。同时,国际条款也使得各公司无需承担核事故的风险。因此,从企业角度出发所作出的成本评估必须予以校正,以使其能充分反映更广泛的社会成本。

1980 年出现的核能“第二波”的众多预测一样,目前的“核能复兴”的结果也不会出现大量新增的核电站订单。那些没有出现过核电站订购方面问题的国家会继续订购核电站。但随着核电站成本提高问题日益显现,核废料处理问题尚未解决,以及核电产能的逐步消退,即使是这些国家,对于核电站的热情也会不断退去。

那些“核复兴”国家确实将建造一些核电站,但这只能证明,只有政府准备无视于国内的民主协商结果,为核电站提供大量充足的政府补贴时,核电站才有可能建立起来。然而,大量资金和资源用于建设核电站,而不是用于采购更经济有效的措施以满足能源政策目标,即提供可负担的、稳定的和清洁的能源,或节约能源,真正的损失是由此产生的机会成本,其实过去的几十年都是这样。核电站的成本线一直呈上升趋势。换句话说,不像大多数其他技术一样,依靠学习效应、规模经济和技术进步成本可以降低,核能的成本是不断提高的。弗洛格特(Froggatt)和施耐德(Schneider 2010 年的研究表明,与核能相比,提高能源效率和发展可再生能源更加划算,这两者的成本曲线是向下的。如果将之前投入到核能的资金和资源用于发展能源效率和可再生能源的话,那么现在核能与能源效率和可再生能源之间的经济差距就会更大了。


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