荐读 | 双碳认证在核电领域中的应用实践

　　党的二十大报告提出积极稳妥推进碳达峰碳中和，协调推进降碳、减污、扩绿、增长，完善能源消耗总量和强度调控，重点控制化石能源消费，逐步转向碳排放总量和强度双控制度。2023年7月11日，中央全面深化改革委员会审议通过了《关于推动能耗双控逐步转向碳排放双控的意见》，标志着国家能耗双控向碳排放双控转变工作进一步提档加速。

　　近期，国家发展改革委、国家统计局、国家能源局联合印发的《关于加强绿色电力证书与节能降碳政策衔接大力促进非化石能源消费的通知》中指出，实施非化石能源不纳入能源消耗总量和强度调控。在“十四五”省级人民政府节能目标责任评价考核中，将可再生能源、核电等非化石能源消费量从各地区能源消费总量中扣除。

　　双碳背景下，低排放、清洁高效和安全的能源体系是双碳目标实现的重要保障。国际可再生能源署预估到2050年，全球电力结构中化石能源占比将大幅减少，超过80%的电力将由可再生能源和核能提供。核能发电具有低排放、效率高、稳定性好等特点，大力发展核电对于碳中和目标的实现有极大的促进作用。

　　核电碳排放与碳减排的案例分析

　　本文以某核电站为研究对象，该核电站采用第三代核电技术AP1000机组，笔者对其从组织、产品、减排3个层面进行了摸底核算及双碳认证研究的相关工作。

　　核电厂温室气体排放

　　本次研究参照《中国发电企业温室气体排放核算方法与报告指南(试行)》对组织运营层面的温室气体排放进行核算，范围为2021年1月1日至2022年12月31日组织AP1000机组运营边界内的温室气体排放总量，涉及直接生产系统、辅助生产系统及直接为生产服务的附属生产系统产生的温室气体排放。核能发电本身不会产生温室气体排放，主要为应急发电机、消防车用柴油及外购电力(包括大修期间)等，排放源包括化石燃料燃烧排放和净外购电力排放(如图1所示)，其中净购入电力为主要排放源，其排放占90%以上。

　　核电产品碳足迹

　　本次研究标的产品碳足迹评价的声明单位为AP1000机组1kWh发电量，根据ISO 14067：2018的相关要求，分燃料周期和电厂周期两个维度进行核算，如图2所示，包括铀矿采冶(包括铀纯化)阶段、铀转化和铀浓缩阶段、燃料元件制造阶段、乏燃料后处理阶段、废物处理、核电站建设阶段、核电站运行阶段以及核电链系统相关的运输过程等阶段的原材料及其运输、核电的生产、废弃物的处理和运输产生的温室气体排放，其中，由于核电全生命周期涉及的板块较多且行业特殊，存在数据保密的情况，故存在部分数据引用的情况。本次研究收集了核电站建设阶段数据，核电站运行阶段数据收集期限为2021年1月1日至2022年12月31日。

　　核电生产系统及相关基础设施在建设、生产运行和退役期间涉及大量的建筑材料、原材料、能源(电力、燃料)消耗，按照“统计主要因素，忽略次要因素”的原则，只计算对温室气体排放贡献较大的，对于归一化消耗量很少或对总温室气体排放量贡献极小的(低于千分之一)，其排放量暂未纳入。

　　核电碳减排潜力分析

　　核电的减排机理是采用零排放能源替代化石燃料，基于此计算了某核电站的减排潜力。

　　通过以上组织、产品及减排3个层面的研究结果显示，相比于核电带来的碳减排贡献，产品层面全生命周期碳排放很小(占比为1.67%)，碳减排贡献也远远大于组织运营层面的温室气体排放(占比为0.00018%)。相关研究也表明，核电链是温室气体排放最小的电能链，核电链温室气体排放仅约为煤电链的1%，在煤电、水电、风电、太阳能等各种发电能源链中，核能链也是很低的。通过使用核电，可以减少对化石燃料的依赖，降低碳排放，促进减排，成为实现碳达峰、碳中和目标的重要手段。

　　双碳认证在核电领域中应用

　　存在的问题

　　尚未发布针对核电碳排放核算的国家/行业标准

　　我国针对核电全生命周期的温室气体排放核算虽有部分研究，但缺标准、缺方法，尚且缺乏统一的核电产业链的碳足迹及针对核电行业温室气体排放核算的专门标准规范，尚未建立标准化核算体系。目前核电各板块的碳排放情况底数不清，亟须建立一个核产业链碳排放、碳足迹评价核算方法，帮助核电各板块实现全生命周期碳排放精细化管理、绩效追踪等，为实现“核电走出去”和“双碳”目标奠定基础。

　　缺乏核电生命周期碳排放因子库

　　核反应堆所用的材料必须适应特殊的环境条件以及高的安全要求，对材料的化学成分控制更严，不仅S、P量低，而且对Cu、As、Sb、Pb、Sn、Co、Nb、Ta等元素也有一定的要求。针对核电工程混凝土具有体积大、温控严、抗裂性要求高等特点，需要集早期和后期强度高、中低水化热、低干缩率等性能于一体的核电工程专用水泥。随着核电技术的不断发展，蒸汽发生器的设计寿命逐渐延长，为了保证蒸汽发生器在使用过程中不出现质量问题，必须采用更高标准的材料。因此，核工业所用原辅材料的特性跟一般用途差异大，要求高规格高，目前尚无针对核电生命周期碳排放因子库，亟须建立针对核工业的碳排放因子数据库。

　　数据支撑不足

　　目前支撑核电全生命周期排放核算的数据匮乏，我国核电机组的平均寿命比较年轻，还没有退役机组，缺乏后处理阶段数据。

　　双碳认证在核电领域中应用的建议

　　出台针对核电的碳排放核算国家/行业标准

　　目前，针对核电碳排放核算标准，虽说中国核工业集团有限公司已发布企标Q/CNNC JD 65-2023《核电厂温室气体排放核算方法与报告要求》，已立项了团体标准《温室气体排放核算与报告指南?核电厂》，《核电全生命周期温室气体排放核算指南》也在编制中，为了使核电行业的碳排放数据更具可比性，建议国家/行业出台统一的标准。

　　把核电纳入绿电绿证管理范畴

　　目前在世界范围内核电尚未被认可为绿电，2022年7月，欧盟将特定条件下的核电归为可持续投资的“过渡”能源。国家能源局于2023年8月30日对十四届全国人大一次会议第7024号建议的答复中指出，考虑到国内外对核电、天然气发电核发绿证还有不同认识，暂不核发绿证。我国目前还未将核电列为绿色电力，争取对标欧盟，有待进一步推动核电绿电化的政策出台。

　　积极探索核电进入温室气体自愿减排项目序列

　　据《国际原子能机构通报》2010年4月刊报道，政府间气候变化问题专门委员会(IPCC)最新的研究结果表明，在各项发电技术中，核电具有最大的温室气体减排潜力。然而，目前核电被排除在清洁发展机制和联合执行机制之外,这种排除并非基于气候考虑，而是基于对核电的最基本担忧，即核电可能不安全、不经济以及可能涉及核武器扩散。以后，应当以核电对气候变化的功绩评价核电，积极推动核能相关减排方法学的开发，将核电项目纳入清洁发展机制和联合执行机制及温室气体自愿减排项目，更好释放核能碳减排潜力。

　　建立核工业碳排放因子数据库，并做好数据收集工作

　　建议针对核产业链上下游开展全周期产品碳足迹监测和分析工作，不断收集、积累相关数据，建立并不断完善核工业碳排放因子数据库，做好核电碳排放核算的数据支撑。

　　结语

　　在国家双碳目标和双控政策转变下，核电领域作为能源领域碳中和的引领者，应以“内部节能降碳+优势领域拓展”为路径模式，对核产业链上下游开展全周期产品碳足迹监测和分析工作，不断提出绿色低碳要求;以核产业 CCER 项目开发为切入点，研究制定相关方法，探讨符合核工业特点的碳交易模式;出台核行业相关双碳标准，为中国乃至全球应对气候变化问题贡献核工业方案和力量。