1近年核能發(fā)展情況

報(bào)告指出，核能是僅次于水電的第二大清潔電力來(lái)源，發(fā)展至今已為全球減排做出重大貢獻(xiàn)，未來(lái)可以幫助各國(guó)減少電力結(jié)構(gòu)對(duì)化石燃料的依賴，降低碳排放量，實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)。

1.1 核能對(duì)全球減排貢獻(xiàn)突出

2020年，核能發(fā)電量約占全球發(fā)電量的10%，超過(guò)了風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電總量，是僅次于水電的第二大清潔電力來(lái)源。截至2021年底，全球有32個(gè)國(guó)家的439座反應(yīng)堆在運(yùn)，總裝機(jī)容量為4.13億千瓦，其中2.7億千瓦在發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體。核能為減緩全球碳排放量上升速度做出了重要貢獻(xiàn)，自20世紀(jì)70年代以來(lái)，已使全球碳排放量減少約66億噸。

1.2 核能市場(chǎng)的主導(dǎo)地位正由發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體轉(zhuǎn)向中俄

目前，全球約70%的反應(yīng)堆在發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體，但市場(chǎng)的主導(dǎo)地位已逐漸向中國(guó)和俄羅斯轉(zhuǎn)移：2017年后啟動(dòng)建設(shè)的31座反應(yīng)堆中，有27座由中國(guó)和俄羅斯設(shè)計(jì)。全球核電裝機(jī)容量增長(zhǎng)速度曾在20世紀(jì)80年代達(dá)到頂峰，隨后放緩。近年核電裝機(jī)容量的增加主要由中俄對(duì)核能的投資推動(dòng)。

在過(guò)去20年里，發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體對(duì)核能的投資逐漸縮減，這主要是由于新核電廠建設(shè)項(xiàng)目造價(jià)高、建設(shè)周期長(zhǎng)、市場(chǎng)及政策環(huán)境不利，且福島核事故造成部分國(guó)家對(duì)核能缺乏公眾信心。目前第三代反應(yīng)堆的建設(shè)就面臨預(yù)算超支、項(xiàng)目拖期等問(wèn)題。此外，大多數(shù)電力市場(chǎng)沒(méi)有認(rèn)識(shí)到核能發(fā)電的清潔性和靈活性價(jià)值，導(dǎo)致新核電廠的競(jìng)爭(zhēng)力不足。未來(lái)幾年，由于發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體多座在運(yùn)核電廠的運(yùn)行許可證到期，核電廠的退役速度將會(huì)加快，但延長(zhǎng)運(yùn)行壽期可緩解這一局面，例如美國(guó)93座在運(yùn)反應(yīng)堆中的11座已申請(qǐng)將運(yùn)行壽期延長(zhǎng)至80年。

1.3 凈零排放目標(biāo)促使各國(guó)發(fā)展核能

近年，已有70多個(gè)國(guó)家承諾實(shí)現(xiàn)凈零排放，覆蓋了全球排放量的76%。這促使許多國(guó)家開(kāi)始考慮能源多元化，主動(dòng)轉(zhuǎn)向化石能源與清潔能源綜合發(fā)展的道路。例如法國(guó)計(jì)劃從2028年開(kāi)始啟動(dòng)6座反應(yīng)堆建設(shè)，并有可能在2050年前再增加8座;韓國(guó)將延長(zhǎng)現(xiàn)有反應(yīng)堆的運(yùn)行壽期并重啟2臺(tái)核電機(jī)組的建設(shè)，同時(shí)爭(zhēng)取在2030年前在海外建設(shè)10臺(tái)核電機(jī)組。

1.4 核能在能源安全問(wèn)題中不可或缺

俄烏沖突加劇了全球能源危機(jī)，燃料市場(chǎng)供應(yīng)緊張，電價(jià)也隨之上漲，在主要依賴天然氣發(fā)電的地區(qū)尤為突出，這引起許多國(guó)家尤其是歐洲對(duì)能源安全問(wèn)題的高度重視。各國(guó)尋求能源獨(dú)立，擺脫對(duì)俄能源依賴，開(kāi)始轉(zhuǎn)變能源發(fā)展戰(zhàn)略，加快新型能源發(fā)展。其中，核能能夠增加能源結(jié)構(gòu)的多樣性，使電力結(jié)構(gòu)減少對(duì)化石燃料的依賴，成為各國(guó)政府重要選項(xiàng)之一。

2核能發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn)

2.1 核能發(fā)展需要吸引更多投資

作為資金、技術(shù)密集型項(xiàng)目，核電項(xiàng)目投入大、周期長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)高，投資方普遍持謹(jǐn)慎態(tài)度。吸引投資的關(guān)鍵在于風(fēng)險(xiǎn)管理和風(fēng)險(xiǎn)的合理分配。技術(shù)、運(yùn)行、監(jiān)管、市場(chǎng)及價(jià)格等項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)直接關(guān)系到資金成本，也影響著平準(zhǔn)化發(fā)電成本。在這方面，已有政府通過(guò)直接的財(cái)政支持、電力購(gòu)買協(xié)議等融資機(jī)制來(lái)減輕風(fēng)險(xiǎn)，并使各利益相關(guān)方共同承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 核能建設(shè)需要降低成本、縮短周期

近年來(lái)，核電廠造價(jià)不斷上升，項(xiàng)目前期準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，給許多國(guó)家的核工業(yè)發(fā)展造成困擾。綜合各國(guó)情況來(lái)看，核電廠平均建設(shè)周期為7年，也有部分核電廠耗時(shí)15年以上。事實(shí)證明，擁有成熟建設(shè)計(jì)劃的國(guó)家能夠更快地完成建設(shè)。選址和各類許可證的申請(qǐng)通常也是拖慢項(xiàng)目進(jìn)度的主要因素。近年預(yù)算超支、項(xiàng)目拖期的問(wèn)題在歐美國(guó)家的核電廠項(xiàng)目中尤為明顯，例如美國(guó)沃格特勒核電廠3號(hào)和4號(hào)機(jī)組原計(jì)劃成本為4300美元/千瓦，耗時(shí)4年完成，現(xiàn)已增長(zhǎng)到9000美元/千瓦，預(yù)計(jì)耗時(shí)9年完成。歐洲壓水堆(EPR)建設(shè)項(xiàng)目也面臨同樣的問(wèn)題，其原因在于建設(shè)初期計(jì)劃成熟度低、項(xiàng)目管理不到位、零部件供應(yīng)不及時(shí)等。

2.3 提升公眾信心需要保障核安全及廢物管理

一些國(guó)家的棄核政策主要源于公眾對(duì)安全問(wèn)題的擔(dān)憂。在三里島、切爾諾貝利和福島這三起重大核事故發(fā)生后，許多國(guó)家公眾對(duì)核能的支持有所減弱。繼續(xù)發(fā)展核能的國(guó)家應(yīng)加強(qiáng)核安全和應(yīng)急管理。在過(guò)往的核事故后調(diào)查中可以得知，事故的發(fā)生是可以被預(yù)見(jiàn)和預(yù)防的，這需要提高監(jiān)管能力，即建立有效的監(jiān)管框架，健全核安全獨(dú)立監(jiān)管機(jī)制，確保核電廠安全運(yùn)行。在廢物管理方面，由于所需的投資量大、選址的政治決策難度大，目前很少有國(guó)家為乏燃料的循環(huán)使用回收或深層地質(zhì)處置制定了長(zhǎng)期的解決方案。乏燃料和其他放射性廢物的安全處置對(duì)于公眾接受核能也至關(guān)重要。

3核能助力實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)

在國(guó)際能源署的2050年凈零排放情景(NZE)中，能源部門的排放量在2020—2030年間將下降約40%，然后到2050年降至零。雖然可再生能源占主導(dǎo)地位，并占凈零排放情景中電力供應(yīng)的近90%，但核能也將發(fā)揮重要作用。

3.1 延長(zhǎng)運(yùn)行壽期是提高核電廠成本效益的關(guān)鍵

在凈零排放情景下，超過(guò)一半的核電廠需要延長(zhǎng)運(yùn)行壽期。2022年全球4.13億千瓦的裝機(jī)容量中，有2.9億千瓦位于發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體，其中很多反應(yīng)堆運(yùn)行許可證即將到期。延長(zhǎng)壽期是一條相對(duì)低成本的道路，根據(jù)2019年的統(tǒng)計(jì)，延長(zhǎng)10至20年的壽期，每1000千瓦所需的成本僅有不到50美元。此外，由于核電廠建設(shè)周期長(zhǎng)，延長(zhǎng)壽期可為其提供準(zhǔn)備時(shí)間，保障總體供電穩(wěn)定。

3.2 核能增強(qiáng)凈零排放的電力結(jié)構(gòu)靈活性

凈零排放情景對(duì)電力結(jié)構(gòu)的靈活性有很高要求，各類能源的配置應(yīng)確保電力系統(tǒng)的即時(shí)穩(wěn)定性和長(zhǎng)期供應(yīng)安全。在法國(guó)，核電能夠滿足很大一部分的用電需求，一些核電廠可以在短時(shí)間內(nèi)迅速提高或降低輸出功率，使電力供應(yīng)根據(jù)用電需求隨時(shí)調(diào)整。雖然其他國(guó)家的核電廠還沒(méi)有以這種方式運(yùn)行，但大多反應(yīng)堆能夠在不做任何技術(shù)修改或只做少量修改的情況下實(shí)現(xiàn)這種模式。

3.3 核能保障電力供應(yīng)充足

長(zhǎng)期以來(lái)，核電廠對(duì)電力結(jié)構(gòu)的可靠性做出很大貢獻(xiàn)，保障電力供應(yīng)充足。從歷史上看，大多數(shù)國(guó)家的核電廠能夠持續(xù)運(yùn)行，負(fù)荷因子高。在凈零排放情景中，2021—2050年核電在總可調(diào)度電力中的占比穩(wěn)定在8%左右，但其對(duì)系統(tǒng)的可靠性貢獻(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它在總發(fā)電量中的占比。

3.4 低核情景下的凈零排放

2022年全球核電廠裝機(jī)容量為4.13億千瓦，到2050年將增至8.12億千瓦。但如果沒(méi)有核電，則實(shí)現(xiàn)凈零目標(biāo)難度加大、成本提高。凈零排放的低核情景考慮了未能加速核建設(shè)和延長(zhǎng)運(yùn)行壽期的影響。假設(shè)在發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體不延長(zhǎng)核電機(jī)組的運(yùn)行壽期，也不啟動(dòng)新機(jī)組的建設(shè)，而新興和發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體的核電建設(shè)保持近五年的平均速度，那么就需要加強(qiáng)其他清潔能源的供應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)電力結(jié)構(gòu)脫碳。在這種假設(shè)下，風(fēng)能和太陽(yáng)能成為主力，為了維持電力安全，需要更多的電池和配套了碳捕集、利用與封存(CCUS)技術(shù)的化石燃料發(fā)電廠。這將造成三方面影響：第一，總成本提高，到2050年需要增加5000億美元的投資，消費(fèi)者承擔(dān)的電力成本增加約6000億美元;第二，清潔能源供應(yīng)鏈壓力增大，核電裝機(jī)容量每減少100萬(wàn)千瓦，就需要其他類型的電力裝機(jī)容量增加350萬(wàn)千瓦，這對(duì)發(fā)電技術(shù)和電力結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施要求更高;第三，天然氣和煤炭市場(chǎng)價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)提高，消費(fèi)者的電力成本將在很大程度上受天然氣和煤炭?jī)r(jià)格影響。

4提高核能的競(jìng)爭(zhēng)力

目前核能在能源市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不足，需要重新評(píng)估核能在電力結(jié)構(gòu)中的特殊屬性，并采取降低成本等方式提高競(jìng)爭(zhēng)力。

4.1 評(píng)估核能的清潔性和靈活性價(jià)值

電力市場(chǎng)的設(shè)計(jì)需要充分認(rèn)識(shí)核電的清潔性和靈活性價(jià)值。電力市場(chǎng)的結(jié)構(gòu)和價(jià)格應(yīng)該充分反映電力商品的特殊屬性，并制定相應(yīng)的價(jià)格機(jī)制使其獲得市場(chǎng)收益。目前電力市場(chǎng)的價(jià)格體系并沒(méi)有充分體現(xiàn)核電的兩大優(yōu)勢(shì)。第一，與燃煤發(fā)電相比，核電具有低碳屬性，因此核電的度電價(jià)格中應(yīng)包含清潔性價(jià)值。這一屬性可用碳價(jià)來(lái)量化，但近年的“區(qū)域溫室氣體倡議”碳配額拍賣價(jià)格僅為13美元/噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鼓勵(lì)深度脫碳所需的價(jià)格。第二，與風(fēng)能、太陽(yáng)能等間歇性可再生能源相比，核電可以聽(tīng)從調(diào)度指令，使電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此核電的度電價(jià)格中應(yīng)包含靈活性價(jià)值。這兩大優(yōu)勢(shì)是增強(qiáng)電力系統(tǒng)彈性、保障環(huán)境友好的重要價(jià)值，若在價(jià)格體系中不予以體現(xiàn)，將導(dǎo)致核電在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中受阻。

4.2 降低造價(jià)

核電要發(fā)揮更大的作用，需要將造價(jià)降至每千瓦2000美元(以2020年美元計(jì))。核電建設(shè)項(xiàng)目按時(shí)、按預(yù)算完成，延長(zhǎng)運(yùn)行壽期均可實(shí)現(xiàn)降低成本，也可通過(guò)建筑工程模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，以及保持相同的堆型設(shè)計(jì)來(lái)縮短建設(shè)周期，從而降低造價(jià)。

4.3 建設(shè)模塊化小堆

模塊化小堆是目前最具潛力的核電新興技術(shù)之一。模塊化小堆裝機(jī)容量通常小于30萬(wàn)千瓦，僅為傳統(tǒng)核反應(yīng)堆裝機(jī)容量的三分之一左右，具有造價(jià)低、規(guī)模小、項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)低等優(yōu)勢(shì)，能夠提高社會(huì)認(rèn)可、吸引社會(huì)投資。此外，模塊化小堆不僅可以用來(lái)發(fā)電，還可以用來(lái)供熱和制氫，將有助于發(fā)展整條產(chǎn)業(yè)鏈。

5政策建議

• 國(guó)際能源署為未來(lái)實(shí)施核能計(jì)劃的國(guó)家提供了以下政策建議：

• 延長(zhǎng)核電廠運(yùn)行壽期;

• 引導(dǎo)市場(chǎng)重視核能靈活性和清潔性價(jià)值，增強(qiáng)核能的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力;

• 創(chuàng)新融資機(jī)制，為新的反應(yīng)堆建設(shè)提供支持;

• 建立有效的安全監(jiān)管;

• 建立放射性廢物處置方案;

• 加快模塊化小堆的開(kāi)發(fā)和部署;

• 根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目實(shí)際進(jìn)度定期評(píng)估，使項(xiàng)目按時(shí)、按預(yù)算完成。