全球電力脫碳需遏制核電比例下降趨勢

文 | 李言瑞 白云生

如果全球不采取行動為發展核電提供更多支持，全球向清潔能源轉型的努力會變得更加困難，成本也將更高。

發達國家的核電機組大多建于20世紀90年代之前，目前這些機組面臨老化和到齡退役的現狀。如果發達國家的核電政策沒有變化，到2025年這些國家的核電容量將減少25%，到2040年將減少65%，這些減少的裝機容量將導致全球增加40億噸的碳排放。

如果全球不采取行動為發展核電提供更多支持，全球向清潔能源轉型的努力會變得更加困難，成本也將更高。

一、全球核電面臨退役關停問題

1、全球核電占比持續下降，影響全球清潔能源的轉型速度。2019年，核電在全球電力結構中的占比達到10%，發達國家的核電占比為18%，是電力結構中最大的低碳電力來源。受發達國家關停老舊核電機組的影響，近年來核電在全球電力結構中的占比在持續下降。

盡管近年來全球風電和光伏發電大規模發展，但由于核電的減少，2018年清潔能源發電量在全球總發電量中的份額與20年前持平，為36%。阻止核電占比的下降對于加快電力行業的脫碳步伐至關重要。

2、全球清潔能源轉型需要發展包括核電在內的一系列能源技術。全球能源越來越以電力為基礎，這意味著實現清潔能源轉型，關鍵是把電力來源向低碳清潔化轉變，減少工業、運輸和供暖等領域化石燃料的碳排放。

假設未來能源需求和碳排放主要來源于運行核電站的國家，要實現與可持續發展目標（包括國際氣候目標），清潔電源的發展速度必須是目前的三倍，到2040年全球85%的電力需要來自清潔能源，而現在只有36%，并且全球核發電量還需要增加80%。

3、核電是優良穩定的基荷電源，也可以做到參與調峰。核電有助于保持電網穩定。在一定程度上，核電可以根據電力供需情況參與調峰。隨著風電和光伏發電等可再生能源的占比逐漸上升，對核電參與調峰的要求將會逐漸增加。核電需要的燃料相對較小，有助于降低電網受可再生能源發電的季節性波動的影響，起到加強能源安全的作用。

二、延長核電機組壽命是能源轉型的關鍵

1、發達國家核電機組延壽面臨多種非不確定因素，能源政策和監管要求是發達國家老化核電是否成功延壽的關鍵。目前，發達國家核電機組的平均年齡是35年，歐盟和美國擁有世界最大裝機容量的核電產業（各超過1億千瓦），核電機組的平均壽命分別是35年和39年。由于目前在運的核電機組絕大多數是二代核電技術，設計壽命是40年，如果不進行延壽，到2025年發達國家將關閉目前約1/4的核電機組，剩余核電機組的命運取決于接下來幾年機組是否延壽的決定。

以美國為例，約有90座核電機組取得了運行60年的許可證，但有幾座已經提前退役，更多機組處于是否退役的討論之中。在歐洲、日本和其他發達國家，機組延壽也面臨著諸多不確定因素。

2、經濟考量也是決定核電是否延壽的重要因素。機組延壽成本比新建核電項目要便宜得多，而且與其他發電技術（包括新的風電和光伏發電項目）相比，通常具有成本競爭力。然而，為確保核電機組安全穩定運行，機組延壽仍然需要很大的投資來更換和維修關鍵部件和設備。

低上網電價和低碳價，以及有關核電機組冷卻水源的新規定，使美國一些核電站已經在財務上無法維持。此外，市場和監管體系往往會對核電采取嚴厲措施，卻沒有考慮核電作為清潔能源的價值和對電力安全的貢獻。因此，發達國家的大多數核電機組都面臨過早關閉的風險。

3、發達國家投資建設新核電項目的障礙大

核電項目投資規模大、前期開發時間長；存在建設過程中的安全質量、延期和超概風險；未來政策或電力系統本身變化的可能性。芬蘭、法國和美國的EPR、AP1000等先進核電技術一直在拖期，甚至芬蘭EPR項目已經拖期了13年之久。事實證明，這些核電項目的實際成本遠遠高于最初預算，并打消了投資者對新核電項目投資的積極性。

三、全球核電發展的政策建議

保持開放的態度：授權對現有核電機組延壽，延壽后確保機組安全運行。

價值可調度性：規劃電力市場時，適當評估維持電力安全所需的配套服務，包括容量適宜性和電力調價服務。確保配套服務運營商，包括核電配套服務運營商，得到公平競爭的補償。

重視非市場利益：為核能和其他低碳能源建立公平競爭環境，關注其對環境和能源安全的價值，并給予相應的補償。

改進安全規定：必要時，改進安全規定，以確保核電機組安全穩定運行。在技術可行情況下，這些規定應當包括允許核電站靈活運行，以為電力系統提供輔助服務。

建立具有吸引力的融資框架：建立風險管理和融資框架，幫助以可接受的成本為新建和現有的核電項目籌集資金，同時也應當研究核電項目的風險狀況和長期前景。

支持新電項目建設：確保許可證申請過程中不會導致項目延誤，確保安全要求不會導致不合理的成本增加。支持標準化建設，在整個核電行業內通過學習效應，降低建造成本。

支持創新型反應堆設計：加快新反應堆設計的創新，例如小型模塊化反應堆，降低成本，縮短建造周期，研究提高核電機組運行靈活性的技術，以促進將快速發展的風電和光電并網。

保護人力資本：保護和發展核電領域的人力資本和項目管理能力。

目前，核安全法規標準頂層設計日趨完善，修訂工作加快。隨著“十四五”的到來，核與輻射安全法規標準也將進一步完善、落實，我國核能產業發展將迎來新階段。

四、我國核電產業發展的預測與建議

1、核電審批重啟迎來復蘇，核電建設將加速，未來核電發展潛力廣闊。有序穩妥推進核電建設仍然是我國的基本戰略，安全高效發展核電是清潔能源時代的必然選擇。我國將在確保安全的前提下，繼續發展核電。自2015年核準8臺核電機組后，我國核電行業經歷了3年多的“零核準”狀態，而在2019年國家能源局宣布山東榮成、福建漳州和廣東太平嶺核電項目核準開工，核電重啟迎來復蘇。

據預測，到2035年全球電力平均年增速為2.2%至2.3%，我國發電量增速較高，如按3%來預測，到2035年可能達到28億至30億千瓦總裝機容量。如果將核電的發電量占比提升一倍，達到8%，預計到2035年我國在運核電機組將達到1.5億千瓦，在建5000萬千瓦，為實現這個目標，每年須開工6至8臺機組。若以每臺投資100億元至200億元計算，投資規模高達千億元。

2、加快探索核能的多用途應用。目前，我國能源轉型升級進入了新階段，對核能的多元利用提出了更高要求。2004年6月，國際原子能機構倡導成立“革新型小型核能裝置”協作研究項目，主要致力于核能多用途利用，包括城市區域供熱、海水淡化、工業工藝供熱、偏遠地區及孤網熱電聯供、海洋開發能源需求等。

我國已經開始探索核能的多用途應用。2010年，中核集團正式啟動玲龍一號專項科研工作，2016年4月成為全球首個通過國際原子能機構通用安全審查的小型堆，是全世界小堆發展的一個重要里程碑。2019年7月，海南省舉辦自由貿易試驗區建設項目（第五批）集中開工和簽約活動，中核集團宣布啟動玲龍一號示范工程建設。2019年底，首例核能供熱項目在山東海陽投入運營，70萬平米居民和公共建筑用上清潔能源，告別燒煤取暖的歷史，開辟了核能綜合利用的新紀元。

隨著核能在我國的建設加快，應對能源轉型的需要，我國將加快探索核能的多元利用。

3、加快完善核安全法規標準。截至2020年3月，我國在運核電機組47臺，位列世界第三，在建核電機組11臺，位居世界第一。在此背景下，我國應加快完善核安全法規標準建設，盡快出臺《原子能法》。2019年9月，我國首次發布《中國核安全白皮書》，全面分享了中國核安全監管理念和實踐，有效回應了社會公眾對核安全的關切，展示出我國倡導構建核安全命運共同體的決心和行動。

與此同時，《核安全法》的頒布為實現核能利用的持久安全和健康發展提供了法制保障。目前，核安全法規標準頂層設計日趨完善，修訂工作加快。隨著“十四五”的到來，核與輻射安全法規標準也將進一步完善、落實，我國核能產業發展將迎來新階段。