國際能源署發(fā)布《核電》報告

國際能源署2020年6月發(fā)布了新版《清潔能源進展跟蹤》系列報告，其中的《核電》報告回顧了世界核電發(fā)展最新進展，總結(jié)了核電發(fā)展特點和趨勢，分析了當前存在的問題并提出了相關(guān)建議舉措。報告的一個重要結(jié)論是，2019年全球核電發(fā)展偏離了實現(xiàn)聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展情景(SDS)目標的軌道。

2019年，全球有總裝機容量為5.5吉瓦的6臺核電機組實現(xiàn)首次并網(wǎng)，9.4吉瓦的13臺機組永久關(guān)閉。因此，2019年底的核電總裝機容量為443吉瓦，相對于2018年底略有下降。盡管核電仍然是全球第二大低碳電力來源，但其建設(shè)速度無法滿足SDS目標要求。根據(jù)目前的趨勢，2040年核電裝機容量將為455吉瓦，遠低于601吉瓦的SDS預(yù)期值。如果要實現(xiàn)SDS目標，需要對更多機組進行延壽，并實現(xiàn)核電建設(shè)速度翻番。

圖1 全球核電裝機容量發(fā)展趨勢(2000—2040年)*可持續(xù)發(fā)展情景

1 最新進展

1.1 需要加快核電建設(shè)速度

2019年，實現(xiàn)首次并網(wǎng)的核電裝機容量5.2吉瓦，遠低于2018年的11.2吉瓦。在新機組首次并網(wǎng)和開工建設(shè)方面，中國和俄羅斯仍處于領(lǐng)先位置，全球20%的在建核電機組位于中國。

盡管到2019年底，在建核電裝機容量達60.5吉瓦，然而新機組并網(wǎng)的速度僅為SDS要求的一半。要實現(xiàn)SDS目標值，2020至2040年核電裝機容量首次并網(wǎng)數(shù)量應(yīng)達到每年15吉瓦。

2019年，全球共有13臺機組永久關(guān)閉，其中日本5臺，美國2臺，瑞士、德國、韓國、俄羅斯、瑞典和中國臺灣地區(qū)各1臺，總裝機容量9.4吉瓦。在這13臺機組中，僅有6臺已運行40年以上。大多數(shù)機組的關(guān)閉是根據(jù)國家政策要求，包括日本在福島核事故后采取的措施。部分機組的關(guān)閉是由于市場條件，例如美國的2臺機組。

圖2 2007—2019年開工建設(shè)和首次并網(wǎng)的>*可持續(xù)發(fā)展情景

1.2 非經(jīng)合組織國家引領(lǐng)全球核電建設(shè)

2019年，中國、伊朗、俄羅斯和英國各有1臺核電機組正式啟動建設(shè)，總裝機容量僅為5.2吉瓦(注：根據(jù)國際原子能機構(gòu)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，中國2019年有2臺機組正式啟動建設(shè))。目前世界在建的60.5吉瓦裝機容量主要來自于經(jīng)合組織國家(20吉瓦)、中國(10吉瓦)和俄羅斯(4.9吉瓦)。經(jīng)合組織國家中在建裝機容量最大的為韓國(6吉瓦)和英國(3.4吉瓦)。其他地區(qū)在建的25吉瓦裝機容量中，領(lǐng)先的國家為阿聯(lián)酋(5.6吉瓦)和印度(5.3吉瓦)。

阿聯(lián)酋的核電建設(shè)目前正在按計劃進行，首臺機組的燃料裝載已于2020年3月完成(該機組已于8月實現(xiàn)首次并網(wǎng))。經(jīng)合組織國家中，英國的欣克利角C是目前最大的在建核電項目，也是該國自1995年以來的第一個核電建設(shè)項目，目前2臺機組的建設(shè)正在按計劃進行。

阿根廷、巴西、保加利亞、捷克、埃及、芬蘭、匈牙利、印度、哈薩克斯坦、波蘭、沙特阿拉伯和烏茲別克斯坦的核電建設(shè)項目正處于籌備階段，且均為典型的大型反應(yīng)堆項目(單堆容量超過1000兆瓦)，從當前政策和正在開展的工作來看，這些國家可能建設(shè)約35吉瓦的核電裝機容量。

中國預(yù)計將在未來幾年啟動多個核電建設(shè)項目，總裝機容量到2030年將達110吉瓦。

1.3 核電延壽成為潮流

在美國的90多臺在運核電機組中，88臺已獲準延壽20年，可將運行壽期延長至60年。6臺機組已提出二次延壽申請，準備將運行壽期延長至80年：其中4臺機組已準延壽至80年，另外2臺機組的申請將于2020年底前獲準。預(yù)計美國核電運營商在2022年底之前還將提交5份機組二次延壽申請。

法國電力公司目前正在實施延壽計劃，將核電機組的運行壽期延長至40年以上，預(yù)計900兆瓦系列機組將在2020年獲得延壽許可。特里卡斯坦1號機組已于2019年底完成延壽改造，成為首臺完成此類改造的法國機組。預(yù)計在2025年前，法電將對另外21臺900兆瓦機組進行類似的改造。

加拿大安大略省的達靈頓和布魯斯核電廠正在進行耗資數(shù)十億美元、歷時數(shù)年的現(xiàn)代化改造工作，目標是確保這兩座電廠能夠正常運行至本世紀中葉。這兩個項目將分別于2026年和2033年竣工，目前均在按計劃推進，首臺完成改造的機組即達靈頓2號機組將于今年內(nèi)重新接入電網(wǎng)。

在完成延壽改造后，阿根廷恩巴爾斯核電廠于2019年1月重新接入電網(wǎng)，并已于同年10月恢復(fù)滿負荷運行。

其他正在實施核電機組延壽計劃的國家包括俄羅斯、烏克蘭、亞美尼亞、捷克、墨西哥和巴西。

1.4 核能政策的不確定性

2018年11月，法國修訂能源規(guī)劃，公布了到2050年實現(xiàn)凈零碳排放的戰(zhàn)略目標。實現(xiàn)這一戰(zhàn)略目標需關(guān)閉化石燃料發(fā)電廠，延長部分核電機組運行壽期，并發(fā)展可再生能源。在2035年的電力結(jié)構(gòu)中，核電將占有50%的份額，其余50%來自可再生能源。為在2035年后繼續(xù)保持核能的領(lǐng)先地位，法國政府宣布將與核工業(yè)合作，擬在2021年中之前制訂核電建設(shè)計劃。

日本計劃到2030年將核電比例提高到20%～22%。然而，核電重啟進程仍然緩慢。截至2020年1月，已有15臺機組通過日本原子力規(guī)制委員會的安全審查，其中9臺恢復(fù)運行。另有18臺機組正在接受規(guī)制委的安全審查。

比利時計劃在2025年前逐步放棄核電，核能發(fā)電量占該國總發(fā)電量的近50%(2019年為46.3%)。其國內(nèi)電力公司正在計劃建造多座燃氣電廠。

瑞士確認了對現(xiàn)有核電廠不延壽的現(xiàn)行政策，并于2019年12月永久關(guān)閉了5臺核電機組中的首臺。

2019年11月，波蘭公布了2040年能源政策草案，重申準備建設(shè)6至9吉瓦核電裝機容量，以實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)多樣化，并降低對煤炭和進口天然氣的依賴。預(yù)計首臺核電機組將于2033年投運，另外5臺將于2043年前投運。

印度一直堅持開展核電建設(shè)活動，并計劃在2030年前建設(shè)21臺核電機組，包括基于本國技術(shù)的加壓重水堆和基于國外技術(shù)的壓水堆。

1.5 創(chuàng)新型反應(yīng)堆技術(shù)即將實現(xiàn)商業(yè)化

無論是在美國、法國、英國、俄羅斯、加拿大等老牌核電國家，還是中東、非洲和東南亞等地區(qū)的新興核電國家，小型模塊堆(SMR)及其他先進反應(yīng)堆技術(shù)始終吸引著人們的關(guān)注，并鼓勵通過公私合營的方式積極推進這些技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用。

美國國會通過了一項關(guān)于核能創(chuàng)新的法案，鼓勵通過公私合營的方式驗證先進反應(yīng)堆概念，并加強國家實驗室的模擬和實驗?zāi)芰ㄔO(shè)。2019年2月，美國能源部宣布正式啟動多功能實驗快堆(VTR)建設(shè)項目。能源部部長里克·佩里表示，該堆的建設(shè)是實現(xiàn)特朗普總統(tǒng)指明的復(fù)興和拓展美國核工業(yè)目標的關(guān)鍵一步，“這座先進反應(yīng)堆將為美國企業(yè)提供當前缺乏的先進技術(shù)和燃料測試能力”。

美國核管會已收到兩份小堆申請。對紐斯凱爾電力公司小堆設(shè)計的設(shè)計評審已進入最后階段，將于2020年完成。美國首個小堆電廠建設(shè)項目正在能源部的支持下穩(wěn)步推進。該項目將在愛達荷國家實驗室建設(shè)12座紐斯凱爾小堆。2020年3月，奧克洛公司向核管會提交了建設(shè)和運營一座微型熱管冷卻快堆的聯(lián)合許可證申請，這是核管會收到的首份非輕水型先進裂變堆聯(lián)合許可證申請。

加拿大政府2018年12月發(fā)布小堆發(fā)展路線圖，鼓勵技術(shù)開發(fā)商積極推進小堆技術(shù)的商業(yè)化。加拿大核安全委員會目前正在對10種小堆設(shè)計進行評審，并于2019年收到一份微型模塊堆建設(shè)申請。

2019年8月，加拿大核安全委員會與美國核管會簽署了一份合作備忘錄，將共同開展基礎(chǔ)架構(gòu)建設(shè)，目的是共享先進反應(yīng)堆和小堆設(shè)計評審中的合作機會和最佳實踐。

2019年9月，在國際原子能機構(gòu)第63屆大會召開期間，法國原子能與替代能源委員會、法國電力公司、法國海軍集團和原子能技術(shù)公司聯(lián)合推出一種小堆設(shè)計NUWARD——300～400 MWe的小型壓水堆，并表示這種小堆將在2030年前實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。

俄羅斯首座浮動核電廠“羅蒙諾索夫院士”2019年12月實現(xiàn)首次并網(wǎng)，阿根廷、中國和韓國等國也在開展小堆研發(fā)。

波蘭、印度尼西亞和約旦等新興核電國家正在開展建設(shè)高溫堆的可行性研究。沙特阿拉伯也在開展小堆海水淡化研究。

“第四代反應(yīng)堆國際論壇”(GIF)正在加強與私營企業(yè)的合作。為了使核能未來能繼續(xù)為應(yīng)對全球氣候變暖做出貢獻，以美國為首的9個國家于2000年1月建立了第四代反應(yīng)堆國際論壇。目前該論壇已有12名成員。

1.6 全球?qū)穗姰a(chǎn)業(yè)的投資仍然不足

總的來說，從2019年啟動建設(shè)的核電機組數(shù)量可以看出，全球?qū)穗姰a(chǎn)業(yè)的投資仍然不足。根據(jù)《世界能源展望》的數(shù)據(jù)，2019—2040年，需要1.42萬億美元的投資，才能步入實現(xiàn)SDS目標的正軌。這一金額比以前的預(yù)期值高出30%。

2017年和2018年，核能投資總額均為約500億美元，延壽支出和建設(shè)投資的比例基本保持不變。這表明盡管市場和政策仍不穩(wěn)定，核電延壽項目的投資依然具有吸引力。

2 建議舉措

2.1 降低核電政策的不確定性

許多國家的政策目標(如緩解氣候變化)與具體政策之間存在不一致性，導致了核電發(fā)展政策的不確定性，阻礙了核工業(yè)發(fā)展。

各國政府和國際組織正確認識核能的價值及其可為世界能源體系脫碳作出的貢獻，將鼓勵政策制定者明確將核能納入其長期能源計劃，并為實現(xiàn)《巴黎氣候協(xié)定》的目標作出貢獻。

盡管一些國家認為可以不依靠核電實現(xiàn)脫碳目標，并逐步放棄(比利時、德國、西班牙、瑞士)或減少(法國)核電的使用，但大部分國家始終認為需要增加對核能的依賴性，例如中國、俄羅斯、印度、阿根廷、巴西、保加利亞、捷克、埃及、芬蘭、匈牙利、波蘭、沙特阿拉伯、阿聯(lián)酋、英國和烏茲別克斯坦。

歐盟2018年下半年發(fā)布的長期能源戰(zhàn)略明確指出，為了實現(xiàn)2050年凈零碳排放的目標，核能和可再生能源將成為歐盟電力系統(tǒng)的支柱。但是，在就歐盟可持續(xù)融資分類進行討論時，對核電是否能夠獲得可持續(xù)融資存在爭議。這意味著歐盟對核電在緩解氣候變化方面所作貢獻的認可度仍有待提高。

2.2 電力市場改革

電力市場的不確定性使得投資者難以預(yù)測核電廠在未來幾十年運行期間的收益。為減少這種不確定性，監(jiān)管機構(gòu)應(yīng)進行電力市場改革，使核電作為一種清潔、可調(diào)度能源的價值能得到體現(xiàn)。尤其重要的是，應(yīng)建立長期合同安排，降低核電資產(chǎn)面臨的短期市場風險。在進行電力市場改革時還應(yīng)注意可再生能源的發(fā)展及其對相關(guān)系統(tǒng)成本的影響。

2.3 政府牽頭推動核電建設(shè)

從同類首批核電建設(shè)項目中汲取經(jīng)驗教訓，有助于推動后續(xù)項目造價的降低。因此，決策者及時作出推進后續(xù)項目的決定，可幫助核電發(fā)展重返實現(xiàn)SDS目標的軌道，并在短時間內(nèi)通過創(chuàng)造就業(yè)促進經(jīng)濟發(fā)展。

核電建設(shè)項目的總體治理對于有效分配并減輕建設(shè)和市場方面的風險至關(guān)重要。鑒于融資費用對平準化發(fā)電成本的影響以及核電的價值，政府應(yīng)當為核電建設(shè)項目提供直接或間接的融資支持。

一些已在其他基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目中采用的融資模式，例如英國的“受監(jiān)管的資產(chǎn)基礎(chǔ)”(Regulated Asset Base，簡稱RAB)模式，已獲得決策者的關(guān)注，準備用于核電建設(shè)項目融資，以降低融資費用。

鑒于核電計劃對經(jīng)濟及電力系統(tǒng)的深遠結(jié)構(gòu)性影響，各國政府必須將核電建設(shè)項目視為具有戰(zhàn)略意義的國家基礎(chǔ)設(shè)施項目。這種戰(zhàn)略決策對于新冠病毒疫情后的國家經(jīng)濟復(fù)興尤為重要。同時，這也意味著政府在領(lǐng)導及團結(jié)包括公眾在內(nèi)的各利益相關(guān)者方面負有明確責任。

正如英國政府在2018年發(fā)布的《工業(yè)戰(zhàn)略——核領(lǐng)域協(xié)議》(詳見本刊2018年第7期相關(guān)報道)闡述的，推動核電發(fā)展需要政府和工業(yè)界的共同努力。

2.4 加強國際合作

對于核反應(yīng)堆技術(shù)，目前沒有地區(qū)性或全球性取證框架，因此在進行相關(guān)技術(shù)的推廣時，供應(yīng)商需要在各個目標國或地區(qū)接受核監(jiān)管機構(gòu)的評審，導致建設(shè)周期延長，相關(guān)支出上升，且不確定性增加。

各國政府應(yīng)當在雙邊和多邊協(xié)議的基礎(chǔ)上，通過監(jiān)管機構(gòu)間的信息和設(shè)計評審經(jīng)驗分享以及更有效的全球性行業(yè)措施來協(xié)調(diào)各國監(jiān)管要求，促進設(shè)計標準化。

3 小結(jié)

總體來看，由于各國政府的核電發(fā)展政策具有較強的不確定性，全球?qū)穗姲l(fā)展的投資不足，核電發(fā)展速度不能滿足SDS目標的要求。此外，全球核電發(fā)展還呈現(xiàn)三個特點：一是中國、俄羅斯、印度等非經(jīng)合組織國家正在引領(lǐng)全球核電建設(shè)；二是美國、法國和加拿大等傳統(tǒng)核電國家正在積極開展核電機組延壽工作；三是小堆及其他先進反應(yīng)堆技術(shù)即將實現(xiàn)商業(yè)化。

為了加快核電建設(shè)速度，實現(xiàn)SDS目標，未來應(yīng)在四個方面加強工作：一是降低核電政策的不確定性；二是進行電力市場改革，使核電在清潔和可調(diào)度方面的價值得到市場的充分認識和肯定；三是政府應(yīng)積極推動核電建設(shè)，尤其應(yīng)為核電建設(shè)項目提供直接或間接的融資支持，幫助降低融資費用；四是加強國際合作，尤其是在核反應(yīng)堆技術(shù)取證框架方面，推進反應(yīng)堆技術(shù)在全球的應(yīng)用。

(中核戰(zhàn)略規(guī)劃研究總院 李穎涵 王 政)