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，全球能源消費結(jié)構(gòu)正加快向低碳化轉(zhuǎn)型。國際社會對保障能源安全、保護生態(tài)環(huán)境、應(yīng)對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)略制高點和經(jīng)濟發(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。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，2019 年，核能發(fā)電量達到 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)會總干事薩馬·畢爾巴鄂·萊昂(Sama Bilbao y León)在報告介紹中所說，在任何其他年份，核發(fā)電量下降近4%都將是一個明確的消極信號。

由于氣候變化是世界各國領(lǐng)導(dǎo)人的主要關(guān)切點，核電發(fā)電量的減少將是一場環(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，在支持不斷增長的可變可再生能源發(fā)電份額后提供負荷，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——與近年來類似。

發(fā)達國家核電發(fā)展放緩有幾方面原因。

一、由于發(fā)達國家經(jīng)濟發(fā)展更為成熟，發(fā)達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)達國家在過去建設(shè)的核電站多數(shù)已 經(jīng)達到了 30-40 年的退休年限，根據(jù) IAEA，截止 2019 年底，全球有大約 292 臺核電機 組的運行年限在 30 年以上，占全球在運核電機組的比例達到 66%。由于延長核電機組 運行時間的費用僅為新建核電機組的 10%——20%，更多國家選擇通過對核電機組基本結(jié) 構(gòu)、系統(tǒng)和部件進行特殊安全評審和評定來延長機組運行時間至 60 年，同時對核電機組進行升級改造，確保核電機組未來繼續(xù)安全運行。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運營期限的計劃。

三、隨著燃氣蒸汽聯(lián)合發(fā)動機的普及、風(fēng)電和光伏等可再生能源發(fā)電成本也在不斷降低，和考慮到天然氣價格低廉，所以近年來核電的成本優(yōu)勢對發(fā)達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)的長期趨勢

盡管對負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。

實現(xiàn)這一高水平性能進展如圖1所示。

20世紀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70年代建造的許多反應(yīng)堆仍在運行，這一改進已經(jīng)實現(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)堆的良好性能實現(xiàn)的，而且是通過較舊反應(yīng)堆的性能改進實現(xiàn)的。

反應(yīng)堆的使用年限似乎不是實現(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年績效報告中的數(shù)據(jù)與近年來觀察到的情況一致：反應(yīng)堆實現(xiàn)的容量因數(shù)與運轉(zhuǎn)年沒有明顯的相關(guān)性。

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

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)堆的增長上。最近出現(xiàn)了第一批運行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)計第四個十年運行的反應(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。

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

3、核電擴大是必要的

圖3：反應(yīng)堆壽命演變

如果凈零核是一個現(xiàn)實的目標(biāo)，那么除了保留現(xiàn)有的核動力之外，還迫切需要大幅擴大核能力。

我們可以在圖3中看到這種擴展的開始。

2020年，第一個服務(wù)十年的反應(yīng)堆數(shù)量，超過了第二個或第三個服務(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個新反應(yīng)堆項目首次澆筑混凝土，其中中國4個，俄羅斯、印度和土耳其各1個。

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(World Nuclear Association)啟動了其和諧目標(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定的承諾，在該日期或之前實現(xiàn)凈零。針對這些目標(biāo)，實現(xiàn)和諧目標(biāo)的必要性和潛在的超越性是顯而易見的。

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

4、應(yīng)該促進核電發(fā)展

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

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

當(dāng)前的監(jiān)管要求可能對新核項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)的特殊負擔(dān)。

政府、監(jiān)管機構(gòu)和行業(yè)必須共同努力，加快新核項目的部署，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年實現(xiàn)凈零所需的規(guī)模部署，它們將需要獲得負擔(dān)得起的融資。

政府對核能的承諾，對于建立投資者信心、激勵長期規(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)濟活動。

要實現(xiàn)全經(jīng)濟的凈零排放，不僅需要發(fā)電部門的脫碳，還需要消除所有排放，通過抵消或負排放過程進行補償。

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

業(yè)績報告中的一個案例研究表明，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，核能對經(jīng)濟中難以消除碳排放的部門進行脫碳的潛力，是一個不容忽視的機會。