受全球氣候變暖、不可再生的化石能源不斷消耗等因素影響，全球能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)正加快向低碳化轉(zhuǎn)型。國際社會(huì)對(duì)保障能源安全、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、應(yīng)對(duì)氣候變化等問題日益重視，許多國家已將可再生能源作為新一代能源技術(shù)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要新領(lǐng)域，其中核能發(fā)電是可再生能源利用的重要組成部分之一。

可再生能源規(guī)?；门c常規(guī)能源的清潔低碳化將是能源發(fā)展的基本趨勢(shì)。加快發(fā)展可再生能源已成為全球能源轉(zhuǎn)型的主流方向。根據(jù)世界核能協(xié)會(huì)，2019 年，核能發(fā)電量達(dá)到 2657 TWh，能夠滿足世界電力需求的 10%以上。中國的核能發(fā)電量從 2013 年的 105 TWh 增至 2019 年的 330 TWh，增長(zhǎng)了超過兩倍。2019 年，北美，西歐和中歐的核能發(fā)電量有所下降，非洲，亞洲，南美，東歐和俄羅斯的核能發(fā)電量有所增加，亞洲的核能 發(fā)電量增長(zhǎng)了 17%，其中，中國的核能發(fā)電量占比過半。

1、核電發(fā)電量下降

正如世界核協(xié)會(huì)總干事薩馬·畢爾巴鄂·萊昂(Sama Bilbao y León)在報(bào)告介紹中所說，在任何其他年份，核發(fā)電量下降近4%都將是一個(gè)明確的消極信號(hào)。

由于氣候變化是世界各國領(lǐng)導(dǎo)人的主要關(guān)切點(diǎn)，核電發(fā)電量的減少將是一場(chǎng)環(huán)境災(zāi)難。

由于燃煤發(fā)電仍然是世界主要的電力來源，因此核能發(fā)電損失的104 TWh本可以避免高達(dá)8000萬噸的二氧化碳排放。

然而，在2020年，總電力需求下降了1%左右，核反應(yīng)堆越來越多地被要求，在支持不斷增長(zhǎng)的可變可再生能源發(fā)電份額后提供負(fù)荷，正是全球核能大軍表現(xiàn)出的彈性和靈活性。

隨著全球電力需求的減少，核反應(yīng)堆的發(fā)電量仍占全球電力供應(yīng)的10%多一點(diǎn)——與近年來類似。

發(fā)達(dá)國家核電發(fā)展放緩有幾方面原因。

一、由于發(fā)達(dá)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展更為成熟，發(fā)達(dá)國家的新增用電需求低于高速發(fā)展的發(fā)展中國家。

二、發(fā)達(dá)國家在過去建設(shè)的核電站多數(shù)已 經(jīng)達(dá)到了 30-40 年的退休年限，根據(jù) IAEA，截止 2019 年底，全球有大約 292 臺(tái)核電機(jī) 組的運(yùn)行年限在 30 年以上，占全球在運(yùn)核電機(jī)組的比例達(dá)到 66%。由于延長(zhǎng)核電機(jī)組 運(yùn)行時(shí)間的費(fèi)用僅為新建核電機(jī)組的 10%——20%，更多國家選擇通過對(duì)核電機(jī)組基本結(jié) 構(gòu)、系統(tǒng)和部件進(jìn)行特殊安全評(píng)審和評(píng)定來延長(zhǎng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)間至 60 年，同時(shí)對(duì)核電機(jī)組進(jìn)行升級(jí)改造，確保核電機(jī)組未來繼續(xù)安全運(yùn)行。美國、法國、加拿大、阿根廷、亞美尼亞、烏克蘭、捷克、俄羅斯、墨西哥和巴西等國家均有核電延長(zhǎng)運(yùn)營(yíng)期限的計(jì)劃。

三、隨著燃?xì)庹羝?lián)合發(fā)動(dòng)機(jī)的普及、風(fēng)電和光伏等可再生能源發(fā)電成本也在不斷降低，和考慮到天然氣價(jià)格低廉，所以近年來核電的成本優(yōu)勢(shì)對(duì)發(fā)達(dá)國家的吸引力有所減小。

四、從 1979 年的美國三里島事故到 1986 年的蘇聯(lián)切爾諾貝利事故，再到 2011 年的日本福島核電站事故，三次核電事故不斷加深著人們對(duì)于核能安全隱患的擔(dān)心，曾一度引發(fā)反核大游行，發(fā)達(dá)國家也需要通過關(guān)閉核反應(yīng)堆安撫民眾的反核情緒。例如在福島事故后，日本一度關(guān)停了所有核電站。

2、核電容量因數(shù)

圖1：容量系數(shù)的長(zhǎng)期趨勢(shì)

盡管對(duì)負(fù)荷跟蹤的要求越來越高，但全世界的核反應(yīng)堆繼續(xù)保持較高的平均容量因數(shù)。

2020年全球平均產(chǎn)能系數(shù)為80.3%，保持了過去20年的平均水平。

實(shí)現(xiàn)這一高水平性能進(jìn)展如圖1所示。

20世紀(jì)70年代，年產(chǎn)能系數(shù)超過80%的反應(yīng)堆不到十分之三，自2000年以來，這一比例已超過十分之六。

20世紀(jì)70年代建造的許多反應(yīng)堆仍在運(yùn)行，這一改進(jìn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。

因此，2020年出現(xiàn)的更高容量因數(shù)，不僅是通過較新反應(yīng)堆的良好性能實(shí)現(xiàn)的，而且是通過較舊反應(yīng)堆的性能改進(jìn)實(shí)現(xiàn)的。

反應(yīng)堆的使用年限似乎不是實(shí)現(xiàn)高容量因數(shù)的障礙。

該圖表顯示了過去五年(數(shù)據(jù)可用的年份)特定年限反應(yīng)堆的平均容量系數(shù)。

2020年績(jī)效報(bào)告中的數(shù)據(jù)與近年來觀察到的情況一致：反應(yīng)堆實(shí)現(xiàn)的容量因數(shù)與運(yùn)轉(zhuǎn)年沒有明顯的相關(guān)性。

生產(chǎn)額外低碳發(fā)電的一個(gè)成本最低、也是最直接的方法是確?，F(xiàn)有反應(yīng)堆能夠繼續(xù)運(yùn)行，不應(yīng)低估延長(zhǎng)核電廠運(yùn)行壽命的潛力。

圖2：2016-2020年按反應(yīng)堆年齡劃分的平均容量系數(shù)

圖2顯示了自1970年以來任何一年運(yùn)行的反應(yīng)堆的年齡。(這些是任何一年內(nèi)發(fā)電的反應(yīng)堆的容量，不包括歸類為可操作但未發(fā)電的反應(yīng)堆，例如過去10年日本的一些反應(yīng)堆。)

20世紀(jì)70年代核建設(shè)的第一次浪潮，都反映在超過十年、二十年、三十年和四十年的反應(yīng)堆的增長(zhǎng)上。最近出現(xiàn)了第一批運(yùn)行50多年的反應(yīng)堆。

從1990年到2010年，新反應(yīng)堆建設(shè)速度的下降，反映在隨后幾十年的下降中。

從2010年開始，第三個(gè)十年的反應(yīng)堆數(shù)量急劇下降，到2020年，我們還可以預(yù)計(jì)第四個(gè)十年運(yùn)行的反應(yīng)堆數(shù)量將下降。

美國的一些反應(yīng)堆已經(jīng)運(yùn)行了80年，而60年是目前正在建造的反應(yīng)堆的基本情況，因此很明顯，從目前運(yùn)行的反應(yīng)堆(平均使用年限剛剛超過30年)中增加幾十年發(fā)電量的潛力巨大。

一個(gè)平均使用年限為30年的反應(yīng)堆，其運(yùn)行時(shí)間將比剛剛投入使用的新型海上風(fēng)力渦輪機(jī)或太陽能電池板的運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng)。

3、核電擴(kuò)大是必要的

圖3：反應(yīng)堆壽命演變

如果凈零核是一個(gè)現(xiàn)實(shí)的目標(biāo)，那么除了保留現(xiàn)有的核動(dòng)力之外，還迫切需要大幅擴(kuò)大核能力。

我們可以在圖3中看到這種擴(kuò)展的開始。

2020年，第一個(gè)服務(wù)十年的反應(yīng)堆數(shù)量，超過了第二個(gè)或第三個(gè)服務(wù)十年。在這些早期建設(shè)之后，需要共同努力，加快新核建設(shè)的步伐。

2020年只有四次核電建設(shè)項(xiàng)目的開工，一次在土耳其，三次在中國。

2021年已經(jīng)超過了這一水平，7個(gè)新反應(yīng)堆項(xiàng)目首次澆筑混凝土，其中中國4個(gè)，俄羅斯、印度和土耳其各1個(gè)。

2020年，共有五座反應(yīng)堆并網(wǎng)，其中兩座在中國，一座在白俄羅斯、俄羅斯和阿聯(lián)酋。

2021年已實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，中國有兩座反應(yīng)堆并網(wǎng)，印度、巴基斯坦和阿聯(lián)酋各有一座。

五年多前，世界核能協(xié)會(huì)(World Nuclear Association)啟動(dòng)了其和諧目標(biāo)(Harmony Goal)，即在2050年之前，核能發(fā)電將提供世界25%的電力，作為低碳發(fā)電組合的一部分。

在過去五年中，我們看到越來越多的政府作出越來越堅(jiān)定的承諾，在該日期或之前實(shí)現(xiàn)凈零。針對(duì)這些目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)和諧目標(biāo)的必要性和潛在的超越性是顯而易見的。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，新反應(yīng)堆的啟動(dòng)數(shù)量必須增加，從近年來每年啟動(dòng)的5-10個(gè)增加到每年30-35個(gè)。這是一個(gè)實(shí)際的目標(biāo)，與1980年代中期實(shí)現(xiàn)的并網(wǎng)率相匹配。

4、應(yīng)該促進(jìn)核電發(fā)展

應(yīng)該為即將開始的許多新建項(xiàng)目開綠燈。它們將提供就業(yè)機(jī)會(huì)，刺激投資，并在22世紀(jì)提供低碳電力。

這些新項(xiàng)目將利用最近FOAK核項(xiàng)目重建的產(chǎn)能、專有技術(shù)和供應(yīng)鏈。他們可以利用這些機(jī)會(huì)，從最近的這些項(xiàng)目中吸取教訓(xùn)，降低核建設(shè)成本。

當(dāng)前的監(jiān)管要求可能對(duì)新核項(xiàng)目的部署提出重大挑戰(zhàn)。這是包括小型模塊化反應(yīng)堆在內(nèi)的新技術(shù)的特殊負(fù)擔(dān)。

政府、監(jiān)管機(jī)構(gòu)和行業(yè)必須共同努力，加快新核項(xiàng)目的部署，以便核技術(shù)能夠最大限度地幫助發(fā)電和電力供應(yīng)以外的其他部門脫碳。

超過75%的核電成本來自融資成本。如果核電站要按到2050年實(shí)現(xiàn)凈零所需的規(guī)模部署，它們將需要獲得負(fù)擔(dān)得起的融資。

政府對(duì)核能的承諾，對(duì)于建立投資者信心、激勵(lì)長(zhǎng)期規(guī)劃和吸引私人和公共融資至關(guān)重要。ESG和氣候融資標(biāo)準(zhǔn)必須是技術(shù)中立、以科學(xué)為基礎(chǔ)的，并應(yīng)始終適用于所有經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。

要實(shí)現(xiàn)全經(jīng)濟(jì)的凈零排放，不僅需要發(fā)電部門的脫碳，還需要消除所有排放，通過抵消或負(fù)排放過程進(jìn)行補(bǔ)償。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，核技術(shù)需要做的遠(yuǎn)不止是電力脫碳。

業(yè)績(jī)報(bào)告中的一個(gè)案例研究表明，中國海陽核電站的蒸汽被用于提供區(qū)域供熱——這只是越來越多的用于供熱和發(fā)電的反應(yīng)堆之一。

對(duì)于工業(yè)過程熱，需要更高的溫度供應(yīng)。這是新一代反應(yīng)堆設(shè)計(jì)可以發(fā)揮作用的地方。它們可以提供許多工業(yè)過程所需的熱量，如玻璃或水泥制造。傳統(tǒng)和下一代反應(yīng)堆都可以通過電解或水的熱化學(xué)分解來制氫。

核能是唯一能產(chǎn)生低碳電力和熱能的低碳能源，核能對(duì)經(jīng)濟(jì)中難以消除碳排放的部門進(jìn)行脫碳的潛力，是一個(gè)不容忽視的機(jī)會(huì)。