基于生命周期評(píng)價(jià)的核電環(huán)境影響分析

　　摘要：核能發(fā)電是電力領(lǐng)域深度減排的關(guān)鍵技術(shù)之一，研究核電的環(huán)境影響可為碳中和背景下的能源政策設(shè)計(jì)提供參考。文章以典型核電站為研究對(duì)象，運(yùn)用生命周期評(píng)價(jià)方法建立核能發(fā)電系統(tǒng)的生命周期清單并進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià);與傳統(tǒng)火力發(fā)電及風(fēng)電、水電和太陽(yáng)能發(fā)電等可再生能源電力的生命周期評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比;進(jìn)一步根據(jù)電力行業(yè)“十四五”規(guī)劃，預(yù)測(cè)未來(lái)電網(wǎng)的改進(jìn)潛力。研究表明：核能單位發(fā)電量的碳排放量為 3.37g/(kW·h)，低于火電、水電及太陽(yáng)能發(fā)電的碳排放強(qiáng)度，但略高于風(fēng)電;核能單位發(fā)電量的綜合環(huán)境影響指標(biāo)低于火電和太陽(yáng)能發(fā)電，但略高于風(fēng)電和水電;到 2025 年，隨著核電和其他可再生能源發(fā)電的優(yōu)化部署，中國(guó)電力行業(yè)平均單位發(fā)電的生命周期環(huán)境影響將減少約 17%。總體來(lái)說(shuō)，核電的各項(xiàng)指標(biāo)小于火電，接近各類可再生能源電力，積極有序的發(fā)展核電，有助于促進(jìn)中國(guó)電力系統(tǒng)的凈零碳排放轉(zhuǎn)型。

　　關(guān)鍵詞：環(huán)境工程學(xué);核能發(fā)電;生命周期評(píng)價(jià);碳排放;環(huán)境影響

　　穆獻(xiàn)中; 徐琴; 劉宇; 胡廣文， 安全與環(huán)境學(xué)報(bào) 發(fā)表時(shí)間：2021-11-15

　　0 引 言

　　“十三五”期間，我國(guó)致力優(yōu)化電力結(jié)構(gòu)，逐年減少火力發(fā)電裝機(jī)的新增裝機(jī)容量，更大限度的給非化石能源發(fā)電形式提供發(fā)展空間與幫助。截至 2020 年，我國(guó)年發(fā)電量已達(dá)到了 7.8 萬(wàn)億 kW·h [1]，占全球發(fā)電總量的 28%，是第二名美國(guó)的 1.85 倍。其中，火力發(fā)電量為 5.2 萬(wàn)億 kW·h [1-2]，占全國(guó)發(fā)電總量的 66.7%，仍屬我國(guó)的主要發(fā)電形式。受發(fā)電模式的限制，火電造成的環(huán)境影響遠(yuǎn)高于核電及其他可再生能源電力。據(jù)《中國(guó)長(zhǎng)期低碳發(fā)展戰(zhàn)略與轉(zhuǎn)型路徑研究》綜合報(bào)告顯示，電力行業(yè)的 CO2排放量于 2020 年達(dá)到 40 億噸，占全國(guó) CO2排放量的 40.5%[3]。其排放的煙塵、二氧化硫和氮氧化物的數(shù)量也分別達(dá)到 15.5 萬(wàn)噸、18.0 萬(wàn)噸和 87.4 萬(wàn)噸[1]。電力行業(yè)成為溫室氣體及大氣污染物的重要產(chǎn)生來(lái)源。

　　作為全球最大的能源生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，我國(guó)在全球能源低碳轉(zhuǎn)型格局中處于舉足輕重的位置。2020 年 9 月，習(xí)近平主席宣布中國(guó)將提高國(guó)家的自主貢獻(xiàn)力度，力爭(zhēng) CO2排放量在 2030 年前達(dá)到峰值，在 2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和。

　　要實(shí)現(xiàn)能源低碳轉(zhuǎn)型有兩個(gè)重要方向：一是化石能源低碳化，目前我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的主體仍然是碳基能源，化石能源的消費(fèi)占比超過(guò)了 80%，因此要加大對(duì)超低排放化石能源高效清潔利用技術(shù)的研發(fā)投入和推廣應(yīng)用力度;二是低碳能源規(guī)模化。增加核能、風(fēng)能、光伏、電動(dòng)汽車和電池存儲(chǔ)等低碳能源技術(shù)上的投資，建立以非化石能源為主體、電力為基礎(chǔ)的氣候友好型低碳能源體系。一方面，將發(fā)電行業(yè)納入碳市場(chǎng)，不僅可以低成本減碳，還可以推動(dòng)淘汰低效燃煤電廠，促進(jìn)電力行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型。另一方面，加快清潔能源的開(kāi)發(fā)利用，進(jìn)一步完善電網(wǎng)建設(shè)，可以加快推動(dòng)碳達(dá)峰、碳中和工作的落實(shí)。

　　截至 2020 年，我國(guó)可再生能源及核電的裝機(jī)容量為 9.5 億 kW，占現(xiàn)存發(fā)電裝機(jī)容量的 43.2%。其中風(fēng)電、水電、核電和太陽(yáng)能發(fā)電的裝機(jī)容量分別是 2.8 億 kW、3.7 億 kW、0.5 億 kW 和 2.5 億 kW[1]。同年，我國(guó)可再生能源及核電的年發(fā)電量為 2.6 萬(wàn)億 kW·h，占全國(guó)發(fā)電總量的 33.3%。其中風(fēng)能、水能、核能和太陽(yáng)能的發(fā)電量占全國(guó)發(fā)電總量的比例分別是 6.1%、17.5%、4.7%、3.3%。總體來(lái)看，核電的裝機(jī)容量較少，占全國(guó)發(fā)電總量的比例遠(yuǎn)低于全球平均值 10.3%，我國(guó)在核電方面仍有很大的上升空間。

　　核電在運(yùn)行發(fā)電階段是 “零排放、零污染”，但從整個(gè)生命周期來(lái)看，在核燃料開(kāi)采、提取、轉(zhuǎn)化和加工、設(shè)備生產(chǎn)和核電站建設(shè)等階段造成的環(huán)境影響仍不容忽視。為有效評(píng)估核能發(fā)電的資源能源消耗及環(huán)境影響等情況，國(guó)內(nèi)外學(xué)者應(yīng)用生命周期評(píng)價(jià)(life cycle assessment，LCA)方法對(duì)其進(jìn)行了深入研究。1992 年，Yasukawa 等[4]首次報(bào)道了核能反應(yīng)堆和燃料循環(huán)系統(tǒng)的生命周期二氧化碳排放數(shù)據(jù)。1999 年，Andseta 等[5]根據(jù)核燃料循環(huán)的不同階段估算了前端、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、后端和退役的單位發(fā)電量溫室氣體排放量，為后續(xù)研究進(jìn)行對(duì)比分析奠定了基礎(chǔ)。2007 年，F(xiàn)thenakis 等[6]對(duì)核電生命周期中溫室氣體排放的低、中、高結(jié)果進(jìn)行了討論，并得出差異性可以通過(guò)富集、建設(shè)和操作方面不同假設(shè)進(jìn)行解釋的結(jié)論。2001 年，馬忠海等[7]首次對(duì)我國(guó)已投入運(yùn)行的國(guó)產(chǎn)堆型核電站進(jìn)行全核電鏈溫室氣體排放系數(shù)的計(jì)算與研究，得到核能發(fā)電過(guò)程并不直接排放溫室氣體，其間接排放來(lái)自于火力發(fā)電及核設(shè)施建設(shè)等階段的結(jié)論。隨后姜子英等[8]在 2015 年發(fā)表的《中國(guó)核電能源鏈的生命周期溫室氣體排放研究》一文中也應(yīng)用全能源鏈分析和 LCA 方法，再次對(duì)我國(guó)核電鏈的生命周期溫室氣體排放進(jìn)行了計(jì)算。2013 年，周杰等[9]通過(guò)歐洲 Ecoinvent v2.0 數(shù)據(jù)庫(kù)中的多個(gè)國(guó)家各種技術(shù)的電力生命周期清單，利用簡(jiǎn)式生命周期法(簡(jiǎn)化生命周期的步驟或使用二次數(shù)據(jù))對(duì)火電、核電和可再生能源發(fā)電的資源消耗及污染物排放進(jìn)行了對(duì)比分析，同時(shí)采用 Eco-indicator99 模型進(jìn)行歸一化和加權(quán)處理得到綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)環(huán)境負(fù)荷值。

　　目前國(guó)內(nèi)外對(duì)核電的生命周期評(píng)價(jià)研究已經(jīng)逐步深入，但主要集中在兩個(gè)方面：一種是僅針對(duì)核電鏈的溫室氣體排放研究，一種是只考慮與其他電力資源之間同種評(píng)價(jià)指標(biāo)的比較評(píng)估。缺乏一項(xiàng)覆蓋核電鏈生命周期的多指標(biāo)綜合性比較研究，以及多種發(fā)電形式間多指標(biāo)的橫向比較研究。因此，結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行更加深入的探討和研究具有一定意義。

　　本研究對(duì)核能發(fā)電進(jìn)行生命周期評(píng)價(jià)，分析其對(duì)資源、能源的消耗及大氣污染物的排放情況，為更全面了解核能發(fā)電提供參考。在文獻(xiàn)調(diào)查與實(shí)地調(diào)研的基礎(chǔ)上，將火電、風(fēng)電，水電、核電與太陽(yáng)能發(fā)電的生命周期評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行比較分析，并根據(jù)電力行業(yè)“十四五”規(guī)劃目標(biāo)，計(jì)算 2025 年全國(guó)平均電網(wǎng)發(fā)電的生命周期清單，為我國(guó)能源低碳轉(zhuǎn)型和實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰” 目標(biāo)的路徑?jīng)Q策提供參考。

　　1 核能發(fā)電的生命周期評(píng)價(jià)

　　1.1 系統(tǒng)邊界

　　本研究選取我國(guó)典型核電站為研究對(duì)象，將兩臺(tái)單機(jī)容量為 98.4 萬(wàn) kW 的壓水堆核電機(jī)組生產(chǎn) 1kW·h 電力定義為功能單位。同時(shí)基于 ISO14040/GBT24040 系列標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)文獻(xiàn)[8]，將核電生命周期的系統(tǒng)邊界劃分為電廠周期和燃料周期，如圖 1 所示。其中，燃料周期包括燃料加工、運(yùn)行發(fā)電和廢棄處理三個(gè)階段;電廠周期包括核電站建設(shè)、電廠運(yùn)行及核設(shè)施退役回收三個(gè)階段。

　　核設(shè)施退役回收是電廠周期的最后一個(gè)階段，各過(guò)程涉及到的建筑物和設(shè)備均需要拆除，并對(duì)活化物質(zhì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜ノ厶幚恚院嗽O(shè)施退役通常有幾十年不等的“安全封閉期”。我國(guó)核電站尚處于發(fā)展階段，沒(méi)有相關(guān)的核電站設(shè)施退役及核燃料廢棄物處理的實(shí)踐案例，故本研究不涉及核設(shè)施退役回收及核廢料最終處置的分析。

　　1.2 清單分析

　　1.2.1 燃料加工

　　燃料加工階段包括鈾礦采冶、加工精制、轉(zhuǎn)化濃縮和元件制造。具體步驟為將開(kāi)采出來(lái)的鈾礦石進(jìn)行精選，送至前處理廠，將其粉碎磨成粉末，對(duì)其進(jìn)行化學(xué)萃取，純化得到黃餅;接著在轉(zhuǎn)化濃縮廠中將鈾的氧化物進(jìn)行轉(zhuǎn)化，濃縮 235U;最后經(jīng)化工冶金工藝得到 UO2粉末，再經(jīng)壓制，燒結(jié)和磨削得到二氧化鈾陶瓷芯塊，填充獲得核燃料棒。

　　燃料加工階段中涉及到的基礎(chǔ)設(shè)施所消耗的建材與能耗將折算到其服役期間每個(gè)燃料棒的產(chǎn)出中。

　　1.2.2 核電站建設(shè)

　　典型核電站的基礎(chǔ)工程建設(shè)和主要設(shè)備生產(chǎn)需要大量的建材和能耗，其中消耗鉛 100t，銅 670t，鎳合金 700t，不銹鋼 3.5×103 t，碳鋼 1.2×105 t，水泥 2.1×105 t，混凝土 7.2×105 m3，電力 6.8×106kW·h。

　　國(guó)際上輕水堆核電站的設(shè)計(jì)壽命通常為 40 年，但實(shí)際運(yùn)行壽命可通過(guò)延壽技術(shù)延至 80 年左右。根據(jù)全國(guó)電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)快報(bào)中核能發(fā)電廠設(shè)備利用小時(shí)等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)估算核電站年平均工作時(shí)間為 7100 小時(shí)[10]。調(diào)研核電站有兩臺(tái)單機(jī)容量為 98.4 萬(wàn) kW 的壓水堆核電機(jī)組，根據(jù)工作時(shí)間與服役年限，估算核電站在服役期間的發(fā)電總量為 11.2 萬(wàn)億 kW·h。核電站運(yùn)行期間的外購(gòu)電量年均約為 0.14 億 kW·h。

　　1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源

　　核能發(fā)電生命周期中涉及到的各項(xiàng)能源、資源的基礎(chǔ)環(huán)境負(fù)荷清單來(lái)自北京工業(yè)大學(xué)的 Sinocenter[11]數(shù)據(jù)庫(kù)與歐洲的 Ecoinvent[12]數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　1.4 生命周期清單分析

　　綜合核能發(fā)電生命周期的三個(gè)階段及各階段產(chǎn)品比例可以得到核能發(fā)電系統(tǒng)單位發(fā)電量在生命周期各階段的能源消耗及大氣污染物排放的匯總清單。如表 1 所示。

　　各階段能源消耗及大氣污染物排放占比，如圖 2 所示。結(jié)果顯示，燃料加工階段對(duì)能源的需求量較大，是大氣污染物的主要產(chǎn)生來(lái)源;核電站建設(shè)階段的能源消耗和大氣污染物排放主要來(lái)自建筑和組件材料的生產(chǎn)和運(yùn)輸;運(yùn)行發(fā)電階段的能源消耗和大氣污染物排放占比最小，原因?yàn)楹四馨l(fā)電不直接消耗碳基燃料及產(chǎn)生大氣污染物，此階段只包含了外購(gòu)電力及維護(hù)使用階段的間接化石燃料消耗及污染物排放。

　　2 不同發(fā)電形式的對(duì)比分析

　　2.1 研究對(duì)象和數(shù)據(jù)來(lái)源

　　本研究選取火力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電與核能發(fā)電進(jìn)行對(duì)比，主要案例及數(shù)據(jù)來(lái)源如下。

　　火電：以國(guó)內(nèi)發(fā)電技術(shù)和污染治理措施都較為先進(jìn)的超超臨界(USC)清潔燃煤電廠為研究對(duì)象，系統(tǒng)邊界包括電廠建設(shè)、運(yùn)行發(fā)電(含燃料開(kāi)采)和退役回收。各階段能源消耗和物質(zhì)排放數(shù)據(jù)見(jiàn)文獻(xiàn)[13]。

　　風(fēng)電：選取我國(guó)典型風(fēng)電場(chǎng)(2MW 機(jī)型，67m 塔架)為研究對(duì)象，系統(tǒng)邊界包括機(jī)組組件生產(chǎn)、風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)和運(yùn)行發(fā)電，各階段能源消耗和物質(zhì)排放數(shù)據(jù)參考北京工業(yè)大學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)[11]。

　　水電：選取我國(guó)典型水電站為研究對(duì)象，系統(tǒng)邊界包括機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)、水電站建設(shè)和運(yùn)行發(fā)電，各階段能源消耗和物質(zhì)排放數(shù)據(jù)參考北京工業(yè)大學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)[11]。

　　太陽(yáng)能發(fā)電：以國(guó)內(nèi)一家生產(chǎn)模式為垂直一體化的多晶硅太陽(yáng)能企業(yè)為研究對(duì)象，系統(tǒng)邊界包括光伏組件生產(chǎn)、電廠建設(shè)和運(yùn)行發(fā)電，各階段能源消耗和物質(zhì)排放數(shù)據(jù)見(jiàn)文獻(xiàn)[14]。

　　不同發(fā)電形式的基本參數(shù)如表 2 所示。

　　2.2 不同發(fā)電形式的能耗及排放對(duì)比

　　2.2.1 化石能源消耗

　　根據(jù)各發(fā)電形式的能源消耗及對(duì)應(yīng)的折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)[15]可得到各發(fā)電形式單位發(fā)電量的標(biāo)準(zhǔn)煤耗(即化石能源消耗)。結(jié)果顯示，不同發(fā)電形式單位發(fā)電量的標(biāo)準(zhǔn)煤耗中，火電為 368g/(kW·h)，風(fēng)電為0.354g/(kW·h)，水電為 0.153g/(kW·h)，核電為 1.35g/(kW·h)，太陽(yáng)能發(fā)電為 7.22g/(kW·h)。

　　2.2.2 CO2

　　從單位發(fā)電量碳排放量來(lái)看，火電、風(fēng)電、水電、核電及太陽(yáng)能發(fā)電分別為 1410[13]、2.66[11]、22.2[11]、3.37 和 28.8[14]g/(kW·h)。 火電在運(yùn)行發(fā)電階段碳排放量最高，為 1350 g/(kW·h)，占火電生命周期總碳排放量的 95.6%，主要原因?yàn)榘l(fā)電過(guò)程中碳基化石燃料造成的排放量巨大。風(fēng)電在機(jī)組組件生產(chǎn)階段碳排放量最高，為 1.87 g/(kW·h)，占風(fēng)電生命周期總碳排放量的 74%。水電在運(yùn)行發(fā)電階段碳排放量最高，為 22 g/(kW·h)，占水電生命周期總碳排放量的 99%，主要原因?yàn)樗娬局芷谛孕钏蜎](méi)土壤造成碳排放。核電在燃料加工階段碳排放量最高，為 2.87 g/(kW·h)，占核電生命周期總碳排放量的 85%。太陽(yáng)能發(fā)電在光伏組件生產(chǎn)階段碳排放量最高，為 55.2 g/(kW·h)，占太陽(yáng)能生命周期總碳排放量的 98%。不同發(fā)電形式生命周期各階段碳排放占比如圖 3 所示。

　　總體來(lái)看，除水力發(fā)電的碳排放主要集中在運(yùn)行階段，其他可再生能源電力的碳排放都集中在組件生產(chǎn)階段;火力發(fā)電的碳排放主要集中在發(fā)電運(yùn)行階段(含燃料燃燒);核能發(fā)電的碳排放主要集中在燃料加工階段。

　　2.2.3 NOX、PM10 和 SO2

　　從單位發(fā)電量大氣污染物排放來(lái)看，火電生命周期排放的總量遠(yuǎn)高于其他四類發(fā)電形式。太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)電的大氣污染物排放總量差距不大，核電次之，水電最少。

　　如圖 4 所示，在可在生能源電力中，風(fēng)力發(fā)電的 PM10排放量最大，為 0.417 g /(kW·h)，發(fā)生在機(jī)組組件生產(chǎn)階段，這是因?yàn)榻M件材料在制造過(guò)程中產(chǎn)生了大量粉塵。太陽(yáng)能發(fā)電的 NOX 和 SO2 排放量最大，分別為 0.151 g /(kW·h)和 0.196 g/(kW·h)，發(fā)生在光伏組件生產(chǎn)階段，這是因?yàn)樘?yáng)能電池在制造過(guò)程中涉及多項(xiàng)轉(zhuǎn)化提取的步驟。

　　2.3 不同發(fā)電形式的環(huán)境影響對(duì)比

　　本研究基于 ReCiPe 方法體系，根據(jù)清單分析提供的數(shù)據(jù)將生命周期中的各類物質(zhì)轉(zhuǎn)化成具體的環(huán)境影響類型，并進(jìn)行分類、特征化、歸一化、損害評(píng)價(jià)和加權(quán)等操作，以得到各類發(fā)電形式的綜合環(huán)境影響指標(biāo)。

　　2.3.1 環(huán)境影響類型

　　本研究選取 FDP(化石能源消耗影響)、GWP(全球變暖影響)、AP(酸化影響)、POFP(光化學(xué)煙霧影響)、PMFP(顆粒物影響)五項(xiàng)影響類型指標(biāo)。特征化結(jié)果(圖 5)顯示，火力發(fā)電的五項(xiàng)環(huán)境影響類型指標(biāo)均為最高。可再生能源及核電中，太陽(yáng)能發(fā)電在 FDP、GWP、POFP、AP 類型方面的影響值最大，風(fēng)電在 PMFP 類型方面的影響值最大。不同環(huán)境影響類型中，以火電的環(huán)境影響類型指標(biāo)為 100%，可再生能源及核電所占比例如圖 5 所示。

　　2.3.2 綜合環(huán)境影響指標(biāo)

　　進(jìn)一步探究各類發(fā)電形式的綜合環(huán)境影響，本研究將不同環(huán)境影響類型的特征化結(jié)果進(jìn)行歸一化、加權(quán)后得到綜合環(huán)境影響指標(biāo)結(jié)果。其中火電的綜合環(huán)境影響指標(biāo)最大，為 1.4×10-15;其他依次是太陽(yáng)能發(fā)電，為 2.74×10-17;核能發(fā)電，為 5.19×10-18;風(fēng)力發(fā)電，為 1.49×10-18;水力發(fā)電，為 6.02×10-19。

　　3 2025 年全國(guó)平均電網(wǎng)清單預(yù)測(cè)

　　隨著經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展及碳達(dá)峰目標(biāo)盡快實(shí)現(xiàn)的需要，同時(shí)考慮新冠疫情給短期經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的明顯沖擊，“十四五” 期間我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展將保持中速增長(zhǎng)。按照經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng) 5.5%，電力需求年均增速 4.4%，電力彈性系數(shù)為 0.8 進(jìn)行綜合預(yù)測(cè)計(jì)算 [16]。2025 年，我國(guó)電力裝機(jī)總量達(dá)到 29.5 億 kW，其中可再生能源及核電的裝機(jī)容量達(dá)到 17 億 kW，占總裝機(jī)容量的 57.5%;電力生產(chǎn)總量達(dá)到 9.3 萬(wàn)億 kW·h，其中可再生能源及核電的發(fā)電總量約為 4.15 萬(wàn)億 kW·h，占電力生產(chǎn)總量的 45%[16]。在 2025 年全國(guó)電力生產(chǎn)總量中[16]，火電的發(fā)電量占比為 55.3%、風(fēng)電的發(fā)電量占比為 11.0%、水電的發(fā)電量占比為 16.0%、核電的發(fā)電量占比為 5.5%、太陽(yáng)能發(fā)電的發(fā)電量占比為 9.5%、生物質(zhì)及其他的發(fā)電量占比為 2.7%。對(duì)比 2020 年全國(guó)電力生產(chǎn)總量中[1-2]，火電的發(fā)電量占比 66.7%、風(fēng)電的發(fā)電量占比 6.1%、水電的發(fā)電量占比 17.5%、核電的發(fā)電量占比 4.7%、太陽(yáng)能發(fā)電的發(fā)電量占比 3.3%、生物質(zhì)及其他的發(fā)電量占比 1.7%。根據(jù)各發(fā)電形式的生命周期清單預(yù)測(cè) 2025 年全國(guó)平均電網(wǎng)發(fā)電的生命周期清單，并分析未來(lái)電網(wǎng)能源消耗、溫室氣體及大氣污染物排放的下降比例及改進(jìn)潛力。如表 3 所示。

　　4.結(jié)論

　　本研究采用 LCA 方法研究核能發(fā)電系統(tǒng)單位發(fā)電在生命周期各階段的能源消耗、溫室氣體及大氣污染物的排放情況，并與火電、風(fēng)電、水電和太陽(yáng)能發(fā)電進(jìn)行比較，結(jié)果顯示，核電具有較好的環(huán)境效益，積極有序發(fā)展核電有助于實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源領(lǐng)域的低碳轉(zhuǎn)型。

　　(1)從全生命周期來(lái)看，核能單位發(fā)電生命周期碳排放量為 3.37g/(kW·h)，其中燃料加工階段的碳排放量為 2.87g/(kW·h)，核電站建設(shè)階段的碳排放量為 0.5g/(kW·h)，運(yùn)行發(fā)電階段的碳排放量為 1.02×10-6g/(kW·h)，遠(yuǎn)低于火力發(fā)電生命周期碳排放量。

　　(2)綜合對(duì)比五種發(fā)電形式的各項(xiàng)指標(biāo)與環(huán)境影響評(píng)價(jià)結(jié)果，核能單位發(fā)電量的標(biāo)準(zhǔn)煤耗為 1.35g/(kW·h)、PM10 排放為 1.26×10-2g/(kW·h)、NOX 排放為 1.25×10-2g/(kW·h)、SO2 排放為 1.49×10-2g/(kW·h)、綜合環(huán)境影響指標(biāo)為 5.19×10-18 與風(fēng)電及水電等可再生能源發(fā)電的排放強(qiáng)度和環(huán)境影響結(jié)果接近，屬于環(huán)境友好型發(fā)電能源。

　　(3)按照“十四五”規(guī)劃，到 2025 年，當(dāng)火電發(fā)電比例下降 11.4%，水電發(fā)電比例下降 1.5%(裝機(jī)容量持續(xù)上升)，風(fēng)電、核電和太陽(yáng)能發(fā)電的發(fā)電比例提高 4.9%、0.8%和 6.2%時(shí)。電力行業(yè)單位發(fā)電的標(biāo)準(zhǔn)煤耗將下降 16.87%;CO2 排放量下降 16.83%;NOX、SO2和 PM10 的排放量分別下降 16.81%、16.7%和 16.91%。