国际能源署（IEA）2022年6月30日发布了《核能与能源安全转型》报告。该报告首先分析了近年核能发展趋势及其面临的挑战，随后指出核能可为全球实现净零排放目标做出重大贡献，并为如何更好地利用核能提出了一系列政策建议。

一、近年核能发展情况

报告指出，核能是仅次于水电的第二大清洁电力来源，发展至今已为全球减排做出重大贡献，未来可以帮助各国减少电力结构对化石燃料的依赖，降低碳排放量，实现净零排放目标。

1. 核能对全球减排贡献突出

2020年，核能发电量约占全球发电量的10%，超过了风能和太阳能发电总量，是仅次于水电的第二大清洁电力来源。截至2021年底，全球有32个国家的439座反应堆在运，总装机容量为4.13亿千瓦，其中2.7亿千瓦在发达经济体。核能为减缓全球碳排放量上升速度做出了重要贡献，自20世纪70年代以来，已使全球碳排放量减少约66亿吨。

2. 核能市场的主导地位正由发达经济体转向中俄

目前，全球约70%的反应堆在发达经济体，但市场的主导地位已逐渐向中国和俄罗斯转移：2017年后启动建设的31座反应堆中，有27座由中国和俄罗斯设计。全球核电装机容量增长速度曾在20世纪80年代达到顶峰，随后放缓。近年核电装机容量的增加主要由中俄对核能的投资推动。

在过去20年里，发达经济体对核能的投资逐渐缩减，这主要是由于新核电厂建设项目造价高、建设周期长、市场及政策环境不利，且福岛核事故造成部分国家对核能缺乏公众信心。目前第三代反应堆的建设就面临预算超支、项目拖期等问题。此外，大多数电力市场没有认识到核能发电的清洁性和灵活性价值，导致新核电厂的竞争力不足。未来几年，由于发达经济体多座在运核电厂的运行许可证到期，核电厂的退役速度将会加快，但延长运行寿期可缓解这一局面，例如美国93座在运反应堆中的11座已申请将运行寿期延长至80年。

3. 净零排放目标促使各国发展核能

近年，已有70多个国家承诺实现净零排放，覆盖了全球排放量的76%。这促使许多国家开始考虑能源多元化，主动转向化石能源与清洁能源综合发展的道路。例如法国计划从2028年开始启动6座反应堆建设，并有可能在2050年前再增加8座;韩国将延长现有反应堆的运行寿期并重启2台核电机组的建设，同时争取在2030年前在海外建设10台核电机组。

4. 核能在能源安全问题中不可或缺

俄乌冲突加剧了全球能源危机，燃料市场供应紧张，电价也随之上涨，在主要依赖天然气发电的地区尤为突出，这引起许多国家尤其是欧洲对能源安全问题的高度重视。各国寻求能源独立，摆脱对俄能源依赖，开始转变能源发展战略，加快新型能源发展。其中，核能能够增加能源结构的多样性，使电力结构减少对化石燃料的依赖，成为各国政府重要选项之一。

二、核能发展面临诸多挑战

1. 核能发展需要吸引更多投资

作为资金、技术密集型项目，核电项目投入大、周期长、风险高，投资方普遍持谨慎态度。吸引投资的关键在于风险管理和风险的合理分配。技术、运行、监管、市场及价格等项目风险直接关系到资金成本，也影响着平准化发电成本。在这方面，已有政府通过直接的财政支持、电力购买协议等融资机制来减轻风险，并使各利益相关方共同承担风险。

2. 核能建设需要降低成本、缩短周期

近年来，核电厂造价不断上升，项目前期准备时间长，给许多国家的核工业发展造成困扰。综合各国情况来看，核电厂平均建设周期为7年，也有部分核电厂耗时15年以上。事实证明，拥有成熟建设计划的国家能够更快地完成建设。选址和各类许可证的申请通常也是拖慢项目进度的主要因素。近年预算超支、项目拖期的问题在欧美国家的核电厂项目中尤为明显，例如美国沃格特勒核电厂3号和4号机组原计划成本为4300美元/千瓦，耗时4年完成，现已增长到9000美元/千瓦，预计耗时9年完成。欧洲压水堆（EPR）建设项目也面临同样的问题，其原因在于建设初期计划成熟度低、项目管理不到位、零部件供应不及时等。

3. 提升公众信心需要保障核安全及废物管理

一些国家的弃核政策主要源于公众对安全问题的担忧。在三里岛、切尔诺贝利和福岛这三起重大核事故发生后，许多国家公众对核能的支持有所减弱。继续发展核能的国家应加强核安全和应急管理。在过往的核事故后调查中可以得知，事故的发生是可以被预见和预防的，这需要提高监管能力，即建立有效的监管框架，健全核安全独立监管机制，确保核电厂安全运行。在废物管理方面，由于所需的投资量大、选址的政治决策难度大，目前很少有国家为乏燃料的循环使用回收或深层地质处置制定了长期的解决方案。乏燃料和其他放射性废物的安全处置对于公众接受核能也至关重要。

三、核能助力实现净零排放目标

在国际能源署的2050年净零排放情景(NZE)中，能源部门的排放量在2020—2030年间将下降约40%，然后到2050年降至零。虽然可再生能源占主导地位，并占净零排放情景中电力供应的近90%，但核能也将发挥重要作用。

1. 延长运行寿期是提高核电厂成本效益的关键

在净零排放情景下，超过一半的核电厂需要延长运行寿期。2022年全球4.13亿千瓦的装机容量中，有2.9亿千瓦位于发达经济体，其中很多反应堆运行许可证即将到期。延长寿期是一条相对低成本的道路，根据2019年的统计，延长10至20年的寿期，每1000千瓦所需的成本仅有不到50美元。此外，由于核电厂建设周期长，延长寿期可为其提供准备时间，保障总体供电稳定。

2. 核能增强净零排放的电力结构灵活性

净零排放情景对电力结构的灵活性有很高要求，各类能源的配置应确保电力系统的即时稳定性和长期供应安全。在法国，核电能够满足很大一部分的用电需求，一些核电厂可以在短时间内迅速提高或降低输出功率，使电力供应根据用电需求随时调整。虽然其他国家的核电厂还没有以这种方式运行，但大多反应堆能够在不做任何技术修改或只做少量修改的情况下实现这种模式。

3. 核能保障电力供应充足

长期以来，核电厂对电力结构的可靠性做出很大贡献，保障电力供应充足。从历史上看，大多数国家的核电厂能够持续运行，负荷因子高。在净零排放情景中，2021—2050年核电在总可调度电力中的占比稳定在8%左右，但其对系统的可靠性贡献远远大于它在总发电量中的占比。

4. 低核情景下的净零排放

2022年全球核电厂装机容量为4.13亿千瓦，到2050年将增至8.12亿千瓦。但如果没有核电，则实现净零目标难度加大、成本提高。净零排放的低核情景考虑了未能加速核建设和延长运行寿期的影响。假设在发达经济体不延长核电机组的运行寿期，也不启动新机组的建设，而新兴和发展中经济体的核电建设保持近五年的平均速度，那么就需要加强其他清洁能源的供应，以实现电力结构脱碳。在这种假设下，风能和太阳能成为主力，为了维持电力安全，需要更多的电池和配套了碳捕集、利用与封存(CCUS)技术的化石燃料发电厂。这将造成三方面影响：第一，总成本提高，到2050年需要增加5000亿美元的投资，消费者承担的电力成本增加约6000亿美元;第二，清洁能源供应链压力增大，核电装机容量每减少100万千瓦，就需要其他类型的电力装机容量增加350万千瓦，这对发电技术和电力结构基础设施要求更高;第三，天然气和煤炭市场价格风险提高，消费者的电力成本将在很大程度上受天然气和煤炭价格影响。

四、提高核能的竞争力

目前核能在能源市场竞争力不足，需要重新评估核能在电力结构中的特殊属性，并采取降低成本等方式提高竞争力。

1. 评估核能的清洁性和灵活性价值

电力市场的设计需要充分认识核电的清洁性和灵活性价值。电力市场的结构和价格应该充分反映电力商品的特殊属性，并制定相应的价格机制使其获得市场收益。目前电力市场的价格体系并没有充分体现核电的两大优势。第一，与燃煤发电相比，核电具有低碳属性，因此核电的度电价格中应包含清洁性价值。这一属性可用碳价来量化，但近年的“区域温室气体倡议”碳配额拍卖价格仅为13美元/吨，远远低于鼓励深度脱碳所需的价格。第二，与风能、太阳能等间歇性可再生能源相比，核电可以听从调度指令，使电力系统安全稳定运行，因此核电的度电价格中应包含灵活性价值。这两大优势是增强电力系统弹性、保障环境友好的重要价值，若在价格体系中不予以体现，将导致核电在市场竞争中受阻。

2. 降低造价

核电要发挥更大的作用，需要将造价降至每千瓦2000美元(以2020年美元计)。核电建设项目按时、按预算完成，延长运行寿期均可实现降低成本，也可通过建筑工程模块化、标准化，以及保持相同的堆型设计来缩短建设周期，从而降低造价。

3. 建设模块化小堆

模块化小堆是目前最具潜力的核电新兴技术之一。模块化小堆装机容量通常小于30万千瓦，仅为传统核反应堆装机容量的三分之一左右，具有造价低、规模小、项目风险低等优势，能够提高社会认可、吸引社会投资。此外，模块化小堆不仅可以用来发电，还可以用来供热和制氢，将有助于发展整条产业链。

五、政策建议

• 国际能源署为未来实施核能计划的国家提供了以下政策建议：

• 延长核电厂运行寿期;

• 引导市场重视核能灵活性和清洁性价值，增强核能的市场竞争力;

• 创新融资机制，为新的反应堆建设提供支持;

• 建立有效的安全监管;

• 建立放射性废物处置方案;

• 加快模块化小堆的开发和部署;

• 根据建设项目实际进度定期评估，使项目按时、按预算完成。

来源：中核智库

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