观点 | 全球电力脱碳需遏制核电比例下降趋势
本文经授权转载自微信公众号：能源杂志（ID：energymagazine） 作者：李言瑞、白云生发达国家的核电机组大多建于20世纪90年代之前 ， 目前这些机组面临老化和到龄退役的现状 。 如果发达国家的核电政策没有变化 ， 到2025年这些国家的核电容量将减少25% ， 到2040年将减少65% ， 这些减少的装机容量将导致全球增加40亿吨的碳排放 。如果全球不采取行动为发展核电提供更多支持 ， 全球向清洁能源转型的努力会变得更加困难 ， 成本也将更高 。一、全球核电面临退役关停问题1. 全球核电占比持续下降 ， 影响全球清洁能源的转型速度 。2019年 ， 核电在全球电力结构中的占比达到10% ， 发达国家的核电占比为18% ， 是电力结构中最大的低碳电力来源 。 受发达国家关停老旧核电机组的影响 ， 近年来核电在全球电力结构中的占比在持续下降 。尽管近年来全球风电和光伏发电大规模发展 ， 但由于核电的减少 ， 2018年清洁能源发电量在全球总发电量中的份额与20年前持平 ， 为36% 。 阻止核电占比的下降对于加快电力行业的脱碳步伐至关重要 。2. 全球清洁能源转型需要发展包括核电在内的一系列能源技术 。全球能源越来越以电力为基础 ， 这意味着实现清洁能源转型 ， 关键是把电力来源向低碳清洁化转变 ， 减少工业、运输和供暖等领域化石燃料的碳排放 。假设未来能源需求和碳排放主要来源于运行核电站的国家 ， 要实现与可持续发展目标（包括国际气候目标） ， 清洁电源的发展速度必须是目前的三倍 ， 到2040年全球85%的电力需要来自清洁能源 ， 而现在只有36% ， 并且全球核发电量还需要增加80% 。3. 核电是优良稳定的基荷电源 ， 也可以做到参与调峰 。核电有助于保持电网稳定 。 在一定程度上 ， 核电可以根据电力供需情况参与调峰 。 随着风电和光伏发电等可再生能源的占比逐渐上升 ， 对核电参与调峰的要求将会逐渐增加 。 核电需要的燃料相对较小 ， 有助于降低电网受可再生能源发电的季节性波动的影响 ， 起到加强能源安全的作用 。二、延长核电机组寿命是能源转型的关键1. 发达国家核电机组延寿面临多种非不确定因素 ， 能源政策和监管要求是发达国家老化核电是否成功延寿的关键 。目前 ， 发达国家核电机组的平均年龄是35年 ， 欧盟和美国拥有世界最大装机容量的核电产业（各超过1亿千瓦） ， 核电机组的平均寿命分别是35年和39年 。 由于目前在运的核电机组绝大多数是二代核电技术 ， 设计寿命是40年 ， 如果不进行延寿 ， 到2025年发达国家将关闭目前约1/4的核电机组 ， 剩余核电机组的命运取决于接下来几年机组是否延寿的决定 。以美国为例 ， 约有90座核电机组取得了运行60年的许可证 ， 但有几座已经提前退役 ， 更多机组处于是否退役的讨论之中 。 在欧洲、日本和其他发达国家 ， 机组延寿也面临着诸多不确定因素 。2. 经济考量也是决定核电是否延寿的重要因素 。机组延寿成本比新建核电项目要便宜得多 ， 而且与其他发电技术（包括新的风电和光伏发电项目）相比 ， 通常具有成本竞争力 。 然而 ， 为确保核电机组安全稳定运行 ， 机组延寿仍然需要很大的投资来更换和维修关键部件和设备 。低上网电价和低碳价 ， 以及有关核电机组冷却水源的新规定 ， 使美国一些核电站已经在财务上无法维持 。 此外 ， 市场和监管体系往往会对核电采取严厉措施 ， 却没有考虑核电作为清洁能源的价值和对电力安全的贡献 。 因此 ， 发达国家的大多数核电机组都面临过早关闭的风险 。3. 发达国家投资建设新核电项目的障碍大 。核电项目投资规模大、前期开发时间长；存在建设过程中的安全质量、延期和超概风险；未来政策或电力系统本身变化的可能性 。 芬兰、法国和美国的EPR、AP1000等先进核电技术一直在拖期 ， 甚至芬兰EPR项目已经拖期了13年之久 。 事实证明 ， 这些核电项目的实际成本远远高于最初预算 ， 并打消了投资者对新核电项目投资的积极性 。
三、全球核电发展的政策建议保持开放的态度：授权对现有核电机组延寿 ， 延寿后确保机组安全运行 。价值可调度性：规划电力市场时 ， 适当评估维持电力安全所需的配套服务 ， 包括容量适宜性和电力调价服务 。 确保配套服务运营商 ， 包括核电配套服务运营商 ， 得到公平竞争的补偿 。重视非市场利益：为核能和其他低碳能源建立公平竞争环境 ， 关注其对环境和能源安全的价值 ， 并给予相应的补偿 。改进安全规定：必要时 ， 改进安全规定 ， 以确保核电机组安全稳定运行 。 在技术可行情况下 ， 这些规定应当包括允许核电站灵活运行 ， 以为电力系统提供辅助服务 。建立具有吸引力的融资框架：建立风险管理和融资框架 ， 帮助以可接受的成本为新建和现有的核电项目筹集资金 ， 同时也应当研究核电项目的风险状况和长期前景 。支持新电项目建设：确保许可证申请过程中不会导致项目延误 ， 确保安全要求不会导致不合理的成本增加 。 支持标准化建设 ， 在整个核电行业内通过学习效应 ， 降低建造成本 。支持创新型反应堆设计：加快新反应堆设计的创新 ， 例如小型模块化反应堆 ， 降低成本 ， 缩短建造周期 ， 研究提高核电机组运行灵活性的技术 ， 以促进将快速发展的风电和光电并网 。保护人力资本：保护和发展核电领域的人力资本和项目管理能力 。四、我国核电产业发展的预测与建议1. 核电审批重启迎来复苏 ， 核电建设将加速 ， 未来核电发展潜力广阔 。有序稳妥推进核电建设仍然是我国的基本战略 ， 安全高效发展核电是清洁能源时代的必然选择 。 我国将在确保安全的前提下 ， 继续发展核电 。 自2015年核准8台核电机组后 ， 我国核电行业经历了3年多的“零核准”状态 ， 而在2019年国家能源局宣布山东荣成、福建漳州和广东太平岭核电项目核准开工 ， 核电重启迎来复苏 。据预测 ， 到2035年全球电力平均年增速为2.2%至2.3% ， 我国发电量增速较高 ， 如按3%来预测 ， 到2035年可能达到28亿至30亿千瓦总装机容量 。 如果将核电的发电量占比提升一倍 ， 达到8% ， 预计到2035年我国在运核电机组将达到1.5亿千瓦 ， 在建5000万千瓦 ， 为实现这个目标 ， 每年须开工6至8台机组 。 若以每台投资100亿元至200亿元计算 ， 投资规模高达千亿元 。2. 加快探索核能的多用途应用 。目前 ， 我国能源转型升级进入了新阶段 ， 对核能的多元利用提出了更高要求 。 2004年6月 ， 国际原子能机构倡导成立“革新型小型核能装置”协作研究项目 ， 主要致力于核能多用途利用 ， 包括城市区域供热、海水淡化、工业工艺供热、偏远地区及孤网热电联供、海洋开发能源需求等 。我国已经开始探索核能的多用途应用 。 2010年 ， 中核集团正式启动玲龙一号专项科研工作 ， 2016年4月成为全球首个通过国际原子能机构通用安全审查的小型堆 ， 是全世界小堆发展的一个重要里程碑 。 2019年7月 ， 海南省举办自由贸易试验区建设项目（第五批）集中开工和签约活动 ， 中核集团宣布启动玲龙一号示范工程建设 。 2019年底 ， 首例核能供热项目在山东海阳投入运营 ， 70万平米居民和公共建筑用上清洁能源 ， 告别烧煤取暖的历史 ， 开辟了核能综合利用的新纪元 。随着核能在我国的建设加快 ， 应对能源转型的需要 ， 我国将加快探索核能的多元利用 。3. 加快完善核安全法规标准 。截至2020年3月 ， 我国在运核电机组47台 ， 位列世界第三 ， 在建核电机组11台 ， 位居世界第一 。 在此背景下 ， 我国应加快完善核安全法规标准建设 ， 尽快出台《原子能法》 。 2019年9月 ， 我国首次发布《中国核安全白皮书》 ， 全面分享了中国核安全监管理念和实践 ， 有效回应了社会公众对核安全的关切 ， 展示出我国倡导构建核安全命运共同体的决心和行动 。与此同时 ， 《核安全法》的颁布为实现核能利用的持久安全和健康发展提供了法制保障 。 目前 ， 核安全法规标准顶层设计日趋完善 ， 修订工作加快 。 随着“十四五”的到来 ， 核与辐射安全法规标准也将进一步完善、落实 ， 我国核能产业发展将迎来新阶段 。
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