報(bào)告指出，核能可以幫助能源部門更快、更安全地?cái)[脫對化石燃料的依賴。在當(dāng)今全球能源危機(jī)中，減少對進(jìn)口化石燃料的依賴已成為能源安全的首要任務(wù)。同樣重要的是應(yīng)對氣候危機(jī)：到本世紀(jì)中葉，實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放需要迅速徹底地實(shí)現(xiàn)發(fā)電和供熱的脫碳。核能在32個(gè)國家擁有413吉瓦的發(fā)電能力，每年可避免150億噸的全球排放量和1800億立方米的全球天然氣需求，是實(shí)現(xiàn)能源安全和應(yīng)對氣候危機(jī)的重要工具。雖然風(fēng)能和太陽能光伏有望引領(lǐng)化石燃料的替代，但它們需要可調(diào)度資源的補(bǔ)充。作為當(dāng)今僅次于水電的第二大低排放電力來源，核能憑借其可調(diào)度性和增長潛力，在其被接受的國家，可以幫助確保安全、多樣的低排放電力系統(tǒng)。
西方發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體已經(jīng)失去了核電市場領(lǐng)導(dǎo)地位。盡管發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體擁有全球近70%的核容量，但投資已經(jīng)停滯，最新的核電項(xiàng)目建設(shè)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出預(yù)算，施工落后于計(jì)劃。自2017年初開始建設(shè)的31座反應(yīng)堆中，除4座外，其余均為俄羅斯或中國設(shè)計(jì)。
出于對安全和廢物的擔(dān)憂，一些國家仍在限制核電。2011年日本福島第一核電站發(fā)生大地震后發(fā)生的事故破壞了公眾對核電的信任，突顯出需要強(qiáng)有力的獨(dú)立監(jiān)管。核電事故風(fēng)險(xiǎn)是一些國家禁止核電或逐步淘汰核電政策背后的主要因素之一。雖然在處理高放射性核廢料方面取得了進(jìn)展，已經(jīng)有三個(gè)國家已經(jīng)批準(zhǔn)了核廢料處理場，但核電要獲得公眾和政策的接受一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。
但是，政策格局正在發(fā)生變化，為核電復(fù)蘇創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。超過70個(gè)國家承諾將其溫室氣體排放量降至零，占能源相關(guān)溫室氣體排放量的四分之三。雖然可再生能源將在低排放電力中占最大份額，而且許多國家要么沒有預(yù)見到核能的需求，要么不想讓核能中發(fā)揮作用，但越來越多的國家也宣布了對核能的投資計(jì)劃。英國、法國、中國、波蘭和印度最近宣布了能源戰(zhàn)略，其中包括核能的重要作用。美國正在投資先進(jìn)的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)。
俄烏戰(zhàn)爭以來，對能源安全的擔(dān)憂和最近能源價(jià)格的飆升，突顯了非化石能源和能源多樣化組合的價(jià)值。比利時(shí)和韓國最近縮減了逐步淘汰現(xiàn)有核電站的計(jì)劃。英國能源安全戰(zhàn)略包括八個(gè)新的大型核電反應(yīng)堆計(jì)劃。已獲得安全批準(zhǔn)的日本核反應(yīng)堆更快重啟，可能會(huì)釋放歐洲或亞洲其他市場急需的液化天然氣(LNG)。
1973年石油危機(jī)后的十年里，全球近170 吉瓦的核電站開始建設(shè)。這些核電站仍占當(dāng)今全球核電容量的40%。在過去十年中，新增的核電容量僅為56 吉瓦。有了政策支持和嚴(yán)格的成本控制，今天的能源危機(jī)可能會(huì)導(dǎo)致類似的核能復(fù)興。
作為一種公認(rèn)的大規(guī)模低排放能源，核能有助于電力供應(yīng)的脫碳。在國際能源署的2050年前凈零排放情景(NZE)中，能源部門的排放量從2020年到2030年下降了約40%，然后到2050年凈降至零。雖然可再生能源占NZE電力供應(yīng)的主導(dǎo)地位，并上升到近90%，但核能發(fā)揮著重要作用。這條狹窄但可實(shí)現(xiàn)的道路需要世界各國政府立即采取嚴(yán)格的政策行動(dòng)，在許多方面重塑能源系統(tǒng)。
延長核電站的使用壽命是到2050年實(shí)現(xiàn)凈零的經(jīng)濟(jì)有效途徑中不可或缺的一部分。目前約260 吉瓦，即63%的核電站已超過30年的運(yùn)行，其初始運(yùn)營許可證即將到期。盡管過去三年中采取措施延長了占全球發(fā)電量約10%的核電站的壽命，但到2030年，發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體的核電站可能會(huì)減少三分之一。2030年，大多數(shù)核電擴(kuò)建工程的資本成本約為每千瓦500美元至1100美元，由此產(chǎn)生的平準(zhǔn)化電力成本通常遠(yuǎn)低于每兆瓦時(shí)40美元，使其在大多數(shù)地區(qū)甚至與太陽能和風(fēng)能競爭。
核能在實(shí)現(xiàn)全球零排放的安全途徑中發(fā)揮著重要作用。凈零排放情景下核電從2022年初的413 吉瓦增加到2050年的812 吉瓦。到21世紀(jì)30年代，每年新增的核容量達(dá)到27 吉瓦，高于以往任何十年。即便如此，核能在全球總發(fā)電量中所占份額仍略降至8%。新興經(jīng)濟(jì)體和發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體占全球增長的90%以上，中國將在2030年前成為全球領(lǐng)先的核電生產(chǎn)國。西方發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體的核能總產(chǎn)量將增長10%，因?yàn)槊绹?、法國、英國和加拿大的新電站將抵消退役的影響。全球核電年度投資從2010年的300億美元上升到2030年的1000億美元以上，到2050年仍保持在800億美元以上。
核電要發(fā)揮更大的作用，將需要建設(shè)成本大幅下降。核電的建設(shè)成本需要降至2000-3000美元/千瓦(以2020年美元計(jì))，才能保持競爭力。根據(jù)融資成本，這將產(chǎn)生40-80美元/兆瓦時(shí)的核電平準(zhǔn)成本，包括退役和廢物處理。如果新項(xiàng)目能夠在更多市場上實(shí)現(xiàn)這些成本，核能將發(fā)揮更大的作用。
利用核能發(fā)電生產(chǎn)氫氣和熱力帶來了新的機(jī)遇。低排放氫氣的快速擴(kuò)張是實(shí)現(xiàn)凈零排放的一個(gè)關(guān)鍵支柱，相關(guān)投資從目前的近零增長到2040年的每年800億美元。根據(jù)凈零排放情景的成本預(yù)測，通過使用碳捕集的天然氣或使用可再生能源的電解產(chǎn)氫是最便宜的選擇。為了與這些替代品競爭，投資成本需要降低到1000-2000美元/千瓦。如果核反應(yīng)堆與氫用戶位于同一地點(diǎn)，避免運(yùn)輸成本，則經(jīng)濟(jì)性將更為有利。到2050年，多余的核能可用于生產(chǎn)約2000萬噸氫氣。也有可能從核電站聯(lián)合發(fā)電，以取代區(qū)域供暖和其他熱力用途，但該市場的潛在規(guī)模有限，建設(shè)成本需要降至2000-3000美元/千瓦，以使其具有競爭力。
核能和其他可調(diào)度電源通過向電力系統(tǒng)提供關(guān)鍵服務(wù)來補(bǔ)充可再生能源。風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電在電力結(jié)構(gòu)中占主導(dǎo)地位，必須輔之以可調(diào)度發(fā)電的多樣化組合，以在高峰需求期提供穩(wěn)定性、短期靈活性和足夠的容量。例如，在對中國碳中和的電力系統(tǒng)的分析中，核電將僅提供2060年總發(fā)電量的10%，但提供幾乎一半的所需慣性，慣性是系統(tǒng)靈活性的關(guān)鍵組成部分。
凈零的挑戰(zhàn)刺激了小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)技術(shù)的飛速發(fā)展。在凈零排放情景下，到2050年，一半的減排將來自目前尚不具備商業(yè)可行性的技術(shù)，包括小型模塊化反應(yīng)堆。SMR通常被定義為容量小于300兆瓦的先進(jìn)核反應(yīng)堆，擁有強(qiáng)大的政治和體制支持，美國提供了大量贈(zèng)款，加拿大、英國和法國也增加了支持。這種支持使吸引私人投資者成為可能，為核工業(yè)帶來新的參與者和新的供應(yīng)鏈。SMR的長期成功部署取決于政策制定者和監(jiān)管機(jī)構(gòu)的大力支持，以利用私營部門的投資。關(guān)鍵是調(diào)整和簡化許可和監(jiān)管框架，將SMR屬性考慮在內(nèi)。許可證和定義的國際協(xié)調(diào)對于發(fā)展全球市場至關(guān)重要。確保私人融資將需要一個(gè)強(qiáng)有力的、技術(shù)中立的政策框架，包括在分類和環(huán)境、社會(huì)和治理領(lǐng)域，這將對資金流動(dòng)產(chǎn)生越來越大的影響。
世界現(xiàn)在需要做出決定，使SMR在能量轉(zhuǎn)換中發(fā)揮有意義的作用。雖然只有少數(shù)機(jī)組可能在本十年內(nèi)開始運(yùn)行，但隨著最近的勢頭，SMR可能在21世紀(jì)30年代的能源轉(zhuǎn)型中開始發(fā)揮重要作用，前提是現(xiàn)在就做出監(jiān)管和投資決策，并證明其商業(yè)可行性。這不僅適用于能夠更容易實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)競爭力的小型進(jìn)化反應(yīng)堆，也適用于先進(jìn)的反應(yīng)堆模型。
