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(lái)源，發(fā)展至今已為全球減排做出重大貢獻，未來(lái)可以幫助各國減少電力結構對化石燃料的依賴(lài)，降低碳排放量，實(shí)現凈零排放目標。
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(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(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(chǎng)的主導地位已逐漸向中國和俄羅斯轉移：2017年后啟動(dòng)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(cháng)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(dòng)。
在過(guò)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(chǎng)建設項目造價(jià)高、建設周期長(cháng)、市場(chǎng)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(wèn)題。此外，大多數電力市場(chǎng)沒(méi)有認識到核能發(fā)電的清潔性和靈活性?xún)r(jià)值，導致新核電廠(chǎng)的競爭力不足。未來(lái)幾年，由于發(fā)達經(jīng)濟體多座在運核電廠(chǎng)的運行許可證到期，核電廠(chǎng)的退役速度將會(huì )加快，但延長(cháng)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(cháng)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(gè)國家承諾實(shí)現凈零排放，覆蓋了全球排放量的76%。這促使許多國家開(kāi)始考慮能源多元化，主動(dòng)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(kāi)始啟動(dòng)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(cháng)現有反應堆的運行壽期并重啟2臺核電機組的建設，同時(shí)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(wèn)題中不可或缺
俄烏沖突加劇了全球能源危機，燃料市場(chǎng)供應緊張，電價(jià)也隨之上漲，在主要依賴(lài)天然氣發(fā)電的地區尤為突出，這引起許多國家尤其是歐洲對能源安全問(wèn)題的高度重視。各國尋求能源獨立，擺脫對俄能源依賴(lài)，開(kāi)始轉變能源發(fā)展戰略，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(lài)，成為各國政府重要選項之一。
2核能發(fā)展面臨諸多挑戰
2.1 核能發(fā)展需要吸引更多投資
作為資金、技術(shù)密集型項目，核電項目投入大、周期長(cháng)、風(fēng)險高，投資方普遍持謹慎態(tài)度。吸引投資的關(guān)鍵在于風(fēng)險管理和風(fēng)險的合理分配。技術(shù)、運行、監管、市場(chǎng)及價(jià)格等項目風(fēng)險直接關(guān)系到資金成本，也影響著(zhù)平準化發(fā)電成本。在這方面，已有政府通過(guò)直接的財政支持、電力購買(mǎi)協(xié)議等融資機制來(lái)減輕風(fēng)險，并使各利益相關(guān)方共同承擔風(fēng)險。
2.2 核能建設需要降低成本、縮短周期
近年來(lái)，核電廠(chǎng)造價(jià)不斷上升，項目前期準備時(shí)間長(cháng)，給許多國家的核工業(yè)發(fā)展造成困擾。綜合各國情況來(lái)看，核電廠(chǎng)平均建設周期為7年，也有部分核電廠(chǎng)耗時(shí)15年以上。事實(shí)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(lèi)許可證的申請通常也是拖慢項目進(jìn)度的主要因素。近年預算超支、項目拖期的問(wèn)題在歐美國家的核電廠(chǎng)項目中尤為明顯，例如美國沃格特勒核電廠(chǎng)3號和4號機組原計劃成本為4300美元/千瓦，耗時(shí)4年完成，現已增長(cháng)到9000美元/千瓦，預計耗時(shí)9年完成。歐洲壓水堆(EPR)建設項目也面臨同樣的問(wèn)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(shí)等。
2.3 提升公眾信心需要保障核安全及廢物管理
一些國家的棄核政策主要源于公眾對安全問(wèn)題的擔憂(yōu)。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。繼續發(fā)展核能的國家應加強核安全和應急管理。在過(guò)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(jiàn)和預防的，這需要提高監管能力，即建立有效的監管框架，健全核安全獨立監管機制，確保核電廠(chǎng)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(zhì)處置制定了長(cháng)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(guān)重要。
3核能助力實(shí)現凈零排放目標
在國際能源署的2050年凈零排放情景(NZE)中，能源部門(mén)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(cháng)運行壽期是提高核電廠(chǎng)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(chǎng)需要延長(cháng)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(cháng)壽期是一條相對低成本的道路，根據2019年的統計，延長(cháng)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(chǎng)建設周期長(cháng)，延長(cháng)壽期可為其提供準備時(shí)間，保障總體供電穩定。
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(lèi)能源的配置應確保電力系統的即時(shí)穩定性和長(cháng)期供應安全。在法國，核電能夠滿(mǎn)足很大一部分的用電需求，一些核電廠(chǎng)可以在短時(shí)間內迅速提高或降低輸出功率，使電力供應根據用電需求隨時(shí)調整。雖然其他國家的核電廠(chǎng)還沒(méi)有以這種方式運行，但大多反應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)現這種模式。
3.3 核能保障電力供應充足
長(cháng)期以來(lái)，核電廠(chǎng)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，大多數國家的核電廠(chǎng)能夠持續運行，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定在8%左右，但其對系統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(chǎng)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(méi)有核電，則實(shí)現凈零目標難度加大、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(cháng)運行壽期的影響。假設在發(fā)達經(jīng)濟體不延長(cháng)核電機組的運行壽期，也不啟動(dòng)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(shí)現電力結構脫碳。在這種假設下，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(chǎng)。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(wàn)千瓦，就需要其他類(lèi)型的電力裝機容量增加350萬(wàn)千瓦，這對發(fā)電技術(shù)和電力結構基礎設施要求更高;第三，天然氣和煤炭市場(chǎng)價(jià)格風(fēng)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?jì)r(jià)格影響。
4提高核能的競爭力
目前核能在能源市場(chǎng)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?xún)r(jià)值
電力市場(chǎng)的設計需要充分認識核電的清潔性和靈活性?xún)r(jià)值。電力市場(chǎng)的結構和價(jià)格應該充分反映電力商品的特殊屬性，并制定相應的價(jià)格機制使其獲得市場(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(jià)格中應包含清潔性?xún)r(jià)值。這一屬性可用碳價(jià)來(lái)量化，但近年的“區域溫室氣體倡議”碳配額拍賣(mài)價(jià)格僅為13美元/噸，遠遠低于鼓勵深度脫碳所需的價(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)從調度指令，使電力系統安全穩定運行，因此核電的度電價(jià)格中應包含靈活性?xún)r(jià)值。這兩大優(yōu)勢是增強電力系統彈性、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，將導致核電在市場(chǎng)競爭中受阻。
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)。核電建設項目按時(shí)、按預算完成，延長(cháng)運行壽期均可實(shí)現降低成本，也可通過(guò)建筑工程模塊化、標準化，以及保持相同的堆型設計來(lái)縮短建設周期，從而降低造價(jià)。
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(shù)之一。模塊化小堆裝機容量通常小于30萬(wàn)千瓦，僅為傳統核反應堆裝機容量的三分之一左右，具有造價(jià)低、規模小、項目風(fēng)險低等優(yōu)勢，能夠提高社會(huì )認可、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
• 國際能源署為未來(lái)實(shí)施核能計劃的國家提供了以下政策建議：
• 延長(cháng)核電廠(chǎng)運行壽期;
• 引導市場(chǎng)重視核能靈活性和清潔性?xún)r(jià)值，增強核能的市場(chǎng)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;
• 根據建設項目實(shí)際進(jìn)度定期評估，使項目按時(shí)、按預算完成。
