1近年核能發(fā)展情況

報告指出，核能是僅次于水電的第二大清潔電力來源，發(fā)展至今已為全球減排做出重大貢獻，未來可以幫助各國減少電力結構對化石燃料的依賴，降低碳排放量，實現(xiàn)凈零排放目標。

1.1 核能對全球減排貢獻突出

2020年，核能發(fā)電量約占全球發(fā)電量的10%，超過了風能和太陽能發(fā)電總量，是僅次于水電的第二大清潔電力來源。截至2021年底，全球有32個國家的439座反應堆在運，總裝機容量為4.13億千瓦，其中2.7億千瓦在發(fā)達經(jīng)濟體。核能為減緩全球碳排放量上升速度做出了重要貢獻，自20世紀70年代以來，已使全球碳排放量減少約66億噸。

1.2 核能市場的主導地位正由發(fā)達經(jīng)濟體轉向中俄

目前，全球約70%的反應堆在發(fā)達經(jīng)濟體，但市場的主導地位已逐漸向中國和俄羅斯轉移：2017年后啟動建設的31座反應堆中，有27座由中國和俄羅斯設計。全球核電裝機容量增長速度曾在20世紀80年代達到頂峰，隨后放緩。近年核電裝機容量的增加主要由中俄對核能的投資推動。

在過去20年里，發(fā)達經(jīng)濟體對核能的投資逐漸縮減，這主要是由于新核電廠建設項目造價高、建設周期長、市場及政策環(huán)境不利，且福島核事故造成部分國家對核能缺乏公眾信心。目前第三代反應堆的建設就面臨預算超支、項目拖期等問題。此外，大多數(shù)電力市場沒有認識到核能發(fā)電的清潔性和靈活性價值，導致新核電廠的競爭力不足。未來幾年，由于發(fā)達經(jīng)濟體多座在運核電廠的運行許可證到期，核電廠的退役速度將會加快，但延長運行壽期可緩解這一局面，例如美國93座在運反應堆中的11座已申請將運行壽期延長至80年。

1.3 凈零排放目標促使各國發(fā)展核能

近年，已有70多個國家承諾實現(xiàn)凈零排放，覆蓋了全球排放量的76%。這促使許多國家開始考慮能源多元化，主動轉向化石能源與清潔能源綜合發(fā)展的道路。例如法國計劃從2028年開始啟動6座反應堆建設，并有可能在2050年前再增加8座;韓國將延長現(xiàn)有反應堆的運行壽期并重啟2臺核電機組的建設，同時爭取在2030年前在海外建設10臺核電機組。

1.4 核能在能源安全問題中不可或缺

俄烏沖突加劇了全球能源危機，燃料市場供應緊張，電價也隨之上漲，在主要依賴天然氣發(fā)電的地區(qū)尤為突出，這引起許多國家尤其是歐洲對能源安全問題的高度重視。各國尋求能源獨立，擺脫對俄能源依賴，開始轉變能源發(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構的多樣性，使電力結構減少對化石燃料的依賴，成為各國政府重要選項之一。

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、技術密集型項目，核電項目投入大、周期長、風險高，投資方普遍持謹慎態(tài)度。吸引投資的關鍵在于風險管理和風險的合理分配。技術、運行、監(jiān)管、市場及價格等項目風險直接關系到資金成本，也影響著平準化發(fā)電成本。在這方面，已有政府通過直接的財政支持、電力購買協(xié)議等融資機制來減輕風險，并使各利益相關方共同承擔風險。

2.2 核能建設需要降低成本、縮短周期

近年來，核電廠造價不斷上升，項目前期準備時間長，給許多國家的核工業(yè)發(fā)展造成困擾。綜合各國情況來看，核電廠平均建設周期為7年，也有部分核電廠耗時15年以上。事實證明，擁有成熟建設計劃的國家能夠更快地完成建設。選址和各類許可證的申請通常也是拖慢項目進度的主要因素。近年預算超支、項目拖期的問題在歐美國家的核電廠項目中尤為明顯，例如美國沃格特勒核電廠3號和4號機組原計劃成本為4300美元/千瓦，耗時4年完成，現(xiàn)已增長到9000美元/千瓦，預計耗時9年完成。歐洲壓水堆(EPR)建設項目也面臨同樣的問題，其原因在于建設初期計劃成熟度低、項目管理不到位、零部件供應不及時等。

2.3 提升公眾信心需要保障核安全及廢物管理

一些國家的棄核政策主要源于公眾對安全問題的擔憂。在三里島、切爾諾貝利和福島這三起重大核事故發(fā)生后，許多國家公眾對核能的支持有所減弱。繼續(xù)發(fā)展核能的國家應加強核安全和應急管理。在過往的核事故后調查中可以得知，事故的發(fā)生是可以被預見和預防的，這需要提高監(jiān)管能力，即建立有效的監(jiān)管框架，健全核安全獨立監(jiān)管機制，確保核電廠安全運行。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，目前很少有國家為乏燃料的循環(huán)使用回收或深層地質處置制定了長期的解決方案。乏燃料和其他放射性廢物的安全處置對于公眾接受核能也至關重要。

3核能助力實現(xiàn)凈零排放目標

在國際能源署的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地位，并占凈零排放情景中電力供應的近90%，但核能也將發(fā)揮重要作用。

3.1 延長運行壽期是提高核電廠成本效益的關鍵

在凈零排放情景下，超過一半的核電廠需要延長運行壽期。2022年全球4.13億千瓦的裝機容量中，有2.9億千瓦位于發(fā)達經(jīng)濟體，其中很多反應堆運行許可證即將到期。延長壽期是一條相對低成本的道路，根據(jù)2019年的統(tǒng)計，延長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，由于核電廠建設周期長，延長壽期可為其提供準備時間，保障總體供電穩(wěn)定。

3.2 核能增強凈零排放的電力結構靈活性

凈零排放情景對電力結構的靈活性有很高要求，各類能源的配置應確保電力系統(tǒng)的即時穩(wěn)定性和長期供應安全。在法國，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間內迅速提高或降低輸出功率，使電力供應根據(jù)用電需求隨時調整。雖然其他國家的核電廠還沒有以這種方式運行，但大多反應堆能夠在不做任何技術修改或只做少量修改的情況下實現(xiàn)這種模式。

3.3 核能保障電力供應充足

長期以來，核電廠對電力結構的可靠性做出很大貢獻，保障電力供應充足。從歷史上看，大多數(shù)國家的核電廠能夠持續(xù)運行，負荷因子高。在凈零排放情景中，2021—2050年核電在總可調度電力中的占比穩(wěn)定在8%左右，但其對系統(tǒng)的可靠性貢獻遠遠大于它在總發(fā)電量中的占比。

3.4 低核情景下的凈零排放

2022年全球核電廠裝機容量為4.13億千瓦，到2050年將增至8.12億千瓦。但如果沒有核電，則實現(xiàn)凈零目標難度加大、成本提高。凈零排放的低核情景考慮了未能加速核建設和延長運行壽期的影響。假設在發(fā)達經(jīng)濟體不延長核電機組的運行壽期，也不啟動新機組的建設，而新興和發(fā)展中經(jīng)濟體的核電建設保持近五年的平均速度，那么就需要加強其他清潔能源的供應，以實現(xiàn)電力結構脫碳。在這種假設下，風能和太陽能成為主力，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，消費者承擔的電力成本增加約6000億美元;第二，清潔能源供應鏈壓力增大，核電裝機容量每減少100萬千瓦，就需要其他類型的電力裝機容量增加350萬千瓦，這對發(fā)電技術和電力結構基礎設施要求更高;第三，天然氣和煤炭市場價格風險提高，消費者的電力成本將在很大程度上受天然氣和煤炭價格影響。

4提高核能的競爭力

目前核能在能源市場競爭力不足，需要重新評估核能在電力結構中的特殊屬性，并采取降低成本等方式提高競爭力。

4.1 評估核能的清潔性和靈活性價值

電力市場的設計需要充分認識核電的清潔性和靈活性價值。電力市場的結構和價格應該充分反映電力商品的特殊屬性，并制定相應的價格機制使其獲得市場收益。目前電力市場的價格體系并沒有充分體現(xiàn)核電的兩大優(yōu)勢。第一，與燃煤發(fā)電相比，核電具有低碳屬性，因此核電的度電價格中應包含清潔性價值。這一屬性可用碳價來量化，但近年的“區(qū)域溫室氣體倡議”碳配額拍賣價格僅為13美元/噸，遠遠低于鼓勵深度脫碳所需的價格。第二，與風能、太陽能等間歇性可再生能源相比，核電可以聽從調度指令，使電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，因此核電的度電價格中應包含靈活性價值。這兩大優(yōu)勢是增強電力系統(tǒng)彈性、保障環(huán)境友好的重要價值，若在價格體系中不予以體現(xiàn)，將導致核電在市場競爭中受阻。

4.2 降低造價

核電要發(fā)揮更大的作用，需要將造價降至每千瓦2000美元(以2020年美元計)。核電建設項目按時、按預算完成，延長運行壽期均可實現(xiàn)降低成本，也可通過建筑工程模塊化、標準化，以及保持相同的堆型設計來縮短建設周期，從而降低造價。

4.3 建設模塊化小堆

模塊化小堆是目前最具潛力的核電新興技術之一。模塊化小堆裝機容量通常小于30萬千瓦，僅為傳統(tǒng)核反應堆裝機容量的三分之一左右，具有造價低、規(guī)模小、項目風險低等優(yōu)勢，能夠提高社會認可、吸引社會投資。此外，模塊化小堆不僅可以用來發(fā)電，還可以用來供熱和制氫，將有助于發(fā)展整條產(chǎn)業(yè)鏈。

5政策建議

• 國際能源署為未來實施核能計劃的國家提供了以下政策建議：

• 延長核電廠運行壽期;

• 引導市場重視核能靈活性和清潔性價值，增強核能的市場競爭力;

• 創(chuàng)新融資機制，為新的反應堆建設提供支持;

• 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發(fā)和部署;

• 根據(jù)建設項目實際進度定期評估，使項目按時、按預算完成。