中国是太阳能和风力发电的主要制造者和使用者,在水力发电方面领先世界,也在建造比任何国家都多的核电站。

中国是太阳能和风力发电的主要制造者和使用者,在水力发电方面领先世界,也在建造比任何国家都多的核电站。 但中国燃煤量超过其他国家总和,并已加快煤炭开采和煤电厂建设,未来数十年可能继续依赖煤炭。COP27召开之际,中国需在限制温室气体排放与保障能源安全之间找到平衡。

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20年罕见的“拉闸限电”,正在席卷全国各地。而第一财经记者从多个权威渠道获悉,在此背景下,全国的核电机组已经开足了马力,在满负荷

20年罕见的“拉闸限电”,正在席卷全国各地。而第一财经记者从多个权威渠道获悉,在此背景下,全国的核电机组已经开足了马力,在满负荷运行中输出源源不断的电力。 第一财经记者从中核集团独家获悉,目前,中核集团在运机组除了2台机组正在按计划进行换料大修外,其余22台机组均处于满功率运行状态。 另外,第一财经记者从权威途径获悉,除个别核电机组在停机大修外,中国广核集团(下称“中广核”)的核电机组也处于满负荷运营状态。 中核集团与中广核是我国两大核电集团,官方资料显示,这两大集团目前管理着中国48台在运核电机组。 而原国家核安全局局长、中国核能行业协会副理事长赵成昆在接受第一财经记者采访时说,目前,全国51台在运核电机组除了个别的在停机大修外,其余的在满负荷运行。 9月29日,国家发改委经济运行调节局相关负责人在回应“拉闸限电”时表示,加快推进重要电源电网项目建设,保障煤电、气电机组充分出力,促进清洁能源多发满发,多渠道提升电力供应能力。 “我们除了5号机组在停机大修外,其它5台机组都是满负荷运行。”江苏核电站的一位内部人士对第一财经记者说。江苏核电的母公司为中核集团。 在东北,位于辽宁的红沿河核电站的一位知情者向第一财经记者表示,该电站目前正在商运的5台核电机组,也都是在满负荷运行。这座核电站是由中国广核集团和五大发电集团之一的国家电投集团共同运营的,两者持股分别是50%。 2021年1-8月份,全国发电设备累计平均利用2560小时,比上年同期增加112小时。其中,核电设备平均利用小时数为5219小时,比上年同期增加338小时,两者远高于全国平均水平。 作为对比,同为清洁能源的风电的设备平均利用小时数只有1500小时,比上年同期增加83小时。 核电公司的业绩也在变好。中核集团旗下上市公司中国核电2021上半年财报显示,报告期内,公司累计商运发电量872亿千瓦时,较去年同期增长27%;实现营业收入298亿元,同比增长25%;归属于上市公司股东的净利润45亿元,同比大涨46%。 同样,中国广核旗下上市公司中国广核上半年财报显示,报告期内,公司管理的核电站的总上网电量为952亿千瓦时,占全国核电机组上网电量的52%,较去年同期增长5.4%;营业收入近369亿元,同比增加17%;归属于上市公司股东的净利润约55亿元,同比增加5.63%。 “这应该是核电丰收的一年。”一位核电企业人士在接受第一财经记者采访时说。 赵成昆在接受第一财经记者采访时说,在火电、光电、风电纷纷受制的极端环境下,“核电为电网的稳定,对付极端外部条件起到了很关键的作用”。 “目前,尽管核电在全国能源结构中的占比还很低,但在限电中还是能够顶上去了。”在赵成昆看来,此次全国多地出现的“电荒”,让社会再次看到了核电的作用。 “而在‘双碳’目标下,核电未来肯定是要发挥重大作用的。”他说。 目前,在中国的能源结构占比中,核电的发电量占比还不到5%。 根据国家能源局核电司副司长史立山9月27日介绍,目前正在运行的核电机组有51台,装机容量5327万千瓦,在建核电20台,装机容量2269万千瓦。2020年的核电发电量3662亿千瓦时,占全国总发电量的4.9%。 这远远低于世界的平均水平。来自世界核协会发布官方数据显示,2021年上半年,全球核能总发电量25,530 亿千瓦时,在电力结构中的占比约为 10%,其中法国高达 70.6%, 美国占 19.7%。 与火电、光电、风电等能源不同的是,核电同时具有“清洁、低碳、能量密度高、经济性好”的属性,且不受季节和气候等因素影响,除短暂的换料大修外,能以额定功率长期稳定运行,满足基荷电源可靠、经济、充足和清洁四大要求。 2021年3月5日,国务院总理李克强在政府工作报告中提出:扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。制定2030年前碳排放达峰行动方案。优化产业结构和能源结构。推动煤炭清洁高效利用,大力发展新能源,在确保安全的前提下积极有序发展核电。 这是近十年来,政府工作报告在提及发展核电时首次用“积极”一词来表述。 对此,赵成昆当时在接受第一财经记者采访时说,“‘积极’,意味着在清洁能源多样化发展和‘碳中和’的大背景下,国家将把核电作为一种主要的能源来考虑。” 从长远来看,核电是唯一能够大规模替代火电的基础能源。相对于火电,核电具有不排放污染气体、能源转换效率高等优势。相对于水电和风电等能源,核电不受季节和气候影响,发电高效稳定。 包括赵成昆在内的业内人士普遍认为,核电对保障中国能源安全、实现2030年非化石能源占比20%的目标,具有举足轻重的作用。 在节能减排方面,一台百万千瓦级核电机组与同规模火电相比,每年可减少300万吨标准煤的燃耗,节约了每天40节火车全年运输的燃料运输成本,同时每年可减排600万吨二氧化碳、2.6万吨二氧化硫和氮氧化物,相当于每三年再造一座五指山森林公园。 核电当前的局面有望得到破局,而且速度在稳步加快。在9月28日的一次公开活动上,中国工程院原副院长杜祥琬介绍,未来,中国每年争取开工核电机组6~8台左右,争取到2030年核电发电量占比达到8%左右。 在杜祥琬此次提及未来核电的发展步骤前,中国核能行业协会在2020年6月发布的《中国核能发展报告(2020)》(下称“《报告》”)预测,“十四五”及中长期,核能在中国清洁能源低碳系统中的定位将更加明确,作用将更加凸显,核电建设有望按照每年6~8台持续稳步推进。 对于核电布局,《报告》指出,随着国家重大区域战略的实施,中部地区面临电力需求增长、本地资源不足、环境容量约束、电力结构优化等问题,“十四五”期间稳步推进中部地区核电发展,推动湖南、湖北、江西等中部省份比较成熟的核电项目建设,是解决中部地区电力需求问题的战略选择,对促进长江经济带、中部崛起等国家重大战略的实施具有长远意义。 同样出席9月28日上述公开活动的赵成昆对第一财经记者说,在上述活动上,内陆核电再次被提及。 通过梳理官方资料,第一财经记者发现,目前,湖南、江西、湖北、河南、河北、四川、贵州、重庆、安徽、吉林和黑龙江等十余个内陆省份也在布局内陆核电。与此同时,广东、福建等沿海省份的内陆城市也在布局核电。 而在“推动地方经济建设”方面,核电在某种程度上的确起到立竿见影的效果。目前,一台百万级千万瓦的商业核电机组的总投资在200亿元左右。如果“十四五”期间每年开工6~8台百万级千瓦核电机组,总投资就高达1200亿~1600亿元。 (第一财经)

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AI 正在“吸干”全球电力?更可怕的事还在后面

AI 正在“吸干”全球电力?更可怕的事还在后面 AI 到底有多费电?科比特称,训练 GPT-6 的微软工程师们正忙着搭建 IB 网络(InfiniBand),把分布在不同地区的 GPU 连接起来。这项工作很困难,但他们别无选择,因为如果把超过 10 万块 H100 芯片部署在同一个地区,电网就会崩溃。为什么这些芯片集中起来会导致电网崩溃的后果呢?让我们来简单算一笔账。英伟达网站上公布的数据显示,每块 H100 芯片的峰值功率为 700W,10 万块 H100 峰值功耗最高可达 7000 万W。而 X 评论区有能源行业从业者指出,10 万块芯片的总能耗将相当于一座小型太阳能或风能发电厂的全部输出。除此之外,还要考虑这么多芯片的配套设施的能耗,包括服务器和冷却设备。这么多耗电设施,集中在一小片区域,给电网带来的压力可想而知。AI 耗电,冰山一角关于 AI 能耗问题,《纽约客》的报道一度引起广泛关注。报道估算,ChatGPT 每日耗电量或超过 50 万千瓦时。实际上,目前AI耗电量虽然看上去是个天文数字,但仍然远远不及加密货币和传统的数据中心。而微软工程师遇到的难题也表明,制约 AI 发展的不仅是技术本身的能耗,还有配套基础设施的能耗,以及电网的承载力。国际能源署(IEA)发布的一份报告显示,2022 年全球数据中心、人工智能和加密货币的耗电量达到 460 TWh,占全球能耗的近 2%。IEA 预测,在最糟糕的情况下,到 2026 年这些领域的用电量将达 1000 TWh,与整个日本的用电量相当。但是,报告同时显示,目前直接投入 AI 研发的能耗远低于数据中心和加密货币。英伟达在 AI 服务器市场中占据约 95%的份额,2023 年供应了约 10 万块芯片,每年耗电量约为 7.3 TWh。但是在 2022 年,加密货币的能耗为 110 TWh,与整个荷兰的用电量相当。图注:2022 年与 2026 年,传统数据中心、加密货币、AI 数据中心的能耗估计值(柱状图从下往上依次展示)。可见,目前 AI 耗电量远低于数据中心和加密货币。图片来源:IEA冷却能耗,不容忽视数据中心的能效通常用能效比(Power Usage Effectiveness)评估,即消耗的所有能源与 IT 负载消耗的能源的比值。能效比越接近于 1,表明数据中心浪费的能源越少。数据中心标准组织 Uptime Institute 发布的报告显示,2020 年全球大型数据中心的平均能效比约为 1.59。也就是说,数据中心的 IT 设备每消耗 1 度电,其配套设备就消耗 0.59 度电。数据中心的额外能耗中,绝大部分应用于冷却系统。一项调查研究显示,冷却系统消耗的能量可达数据中心总能耗的 40%。近些年,随着芯片更新换代,单台设备的功率增大,数据中心的功率密度(即单位面积耗电量)不断提升,对散热提出了更高的要求。但与此同时,通过改进数据中心设计,就能大幅减少能量的浪费。因为冷却系统、结构设计等各方面的差异,不同数据中心的能效比差异很大。Uptime Institute 报告显示,欧洲国家已经把能效比降到了 1.46,而在亚太地区仍有超过十分之一的数据中心能效比超过 2.19。世界各国正在采取措施,敦促数据中心实现节能减排的目标。其中,欧盟要求大型数据中心设立余热回收设备;美国政府注资研发更高能效的半导体;中国政府也出台措施,要求数据中心从 2025 年起能效比不高于 1.3,并将可再生能源使用比例逐年上调,到 2032 年达到 100%。图注:2020 年,全球各地大型数据中心的能效比。从左到右依次为:非洲、亚太地区、欧洲、拉丁美洲、中东、俄罗斯及独联体国家、美国和加拿大。图片来源:Uptime Institute科技公司用电,节流难开源更难随着加密货币和 AI 的发展,各大科技公司的数据中心规模不断扩大。据国际能源署(IEA)统计,在 2022 年美国拥有 2700 座数据中心,消耗了全国用电量的 4%,并预测这一比例到 2026 年将达到 6%。随着美国东西海岸用地越发紧张,数据中心逐步向爱荷华州、俄亥俄州等中部地区转移,但这些二线地区原有的产业并不发达,电力供应可能无法满足需求。一些技术公司尝试摆脱电网的束缚,直接从小型核电站购买电能,但这种用电方式和新建核电站都要面临复杂的行政流程。微软尝试使用 AI 辅助完成申请,而谷歌使用 AI 进行运算任务调度,以提高电网运行效率,降低企业碳排放。至于可控核聚变何时投入应用,目前仍然是未知数。气候变暖,雪上加霜AI 的研发需要稳定而强大的电网支持,但随着极端天气频发,许多地区的电网正在变得更加脆弱。气候变暖会导致更加频繁的极端天气事件,不仅造成用电需求激增,加重电网负担,还会直接冲击电网设施。IEA 报告指出,受干旱、降雨不足和提早融雪的影响,2023 年全球水力发电占比下跌到三十年来的最低值,不足 40%。天然气往往被视为向可再生能源转型过程中的一座桥梁,但它在冬季极端天气下并不稳定。2021 年,寒潮袭击美国得克萨斯州,导致大面积断电,部分居民家中断电超过 70 小时。这次灾难的一个主要原因就是天然气管道冰冻,造成天然气发电厂停摆。北美电力可靠性委员会(North American Electric Reliability Council,简称 NERC)预测,在 2024-2028 年,美国、加拿大有超过 300 万人口面临越来越高的断电风险。为保障能源安全,同时实现节能减排,许多国家也将核电站视为一种过渡措施。在 2023 年 12 月举办的联合国应对气候变化委员会第 28 次峰会(COP 28)上,22 个国家签署联合声明,承诺到 2050 年将核能发电能力提升到 2020 年水平的 3 倍。与此同时,随着中国、印度等国大力推进核电建设,IEA 预测到 2025 年,全球核电发电量将达到历史新高。IEA 报告指出:“在变化的气候模式面前,提高能源多样化、提升电网跨区域调度能力和采取更加抗冲击的发电方式将变得越发重要。” 保障电网基础设施,不仅关系到 AI 技术的发展,更是关乎国计民生。 ... PC版: 手机版:

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