中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：今年下半年以來(lái)的全球能源危機(jī)再次點(diǎn)燃了人們對(duì)核能的熱情，甚至在一直擔(dān)當(dāng)綠色能源急先鋒的歐洲，不少國(guó)家又開(kāi)始重新審視以核電彌補(bǔ)綠電的可能性。這是2011年福島核事故以來(lái)，核能首次獲得局部認(rèn)可。英國(guó)投資5.5億美元在國(guó)內(nèi)建核電站，法國(guó)則逆歐洲的去核潮流，宣布將新建6座核反應(yīng)堆，德國(guó)雖仍然堅(jiān)持原有的2023年全面棄核計(jì)劃，但其每年從法國(guó)大量進(jìn)口的電力中，核電占比亦極大。這一切難道都表明，核能的“第二春”來(lái)了？國(guó)際原子能協(xié)會(huì)近期發(fā)布了《2021年核能?chē)?guó)際地位與前景》報(bào)告，對(duì)近幾年全球的核能發(fā)展進(jìn)行了梳理和總結(jié)，本刊摘要刊發(fā)，期能為未來(lái)核能的健康發(fā)展提供參考。
核能地位再獲國(guó)際認(rèn)可
實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國(guó)確定的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的前提是，人人都能獲得價(jià)格合理、供應(yīng)穩(wěn)定的可持續(xù)能源。隨著全球能源版圖的更新和演進(jìn)，越來(lái)越多的人意識(shí)到這一點(diǎn)。國(guó)際能源署（IEA）2018年也曾表示，能源是全球?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的關(guān)鍵，從拓展電力的獲取到烹飪?nèi)剂系那鍧嵒?、從減少不必要的能源補(bǔ)貼到減少空氣污染，涵蓋范圍廣泛。而核電則是實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的重要組成部分。
過(guò)去50年，由于用核能替代石油、煤炭、天然氣而取得的二氧化碳減排量為700億~780億噸。1970~2010年，法國(guó)和瑞典等大規(guī)模使用核能的國(guó)家成功實(shí)現(xiàn)了電力脫碳。2019年，核能發(fā)電量占全球發(fā)電量的10.4%，高達(dá)2657太瓦時(shí)。如果用天然氣發(fā)電，這個(gè)發(fā)電量將排放高達(dá)1.5億噸的二氧化碳。研究發(fā)電技術(shù)的生命周期可以發(fā)現(xiàn)，核能發(fā)電是碳密度最低的技術(shù)之一，與水電和風(fēng)電不相上下。因此，未來(lái)幾十年，核能與風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源一起，仍將是電力部門(mén)脫碳的主要途徑之一。
國(guó)際上對(duì)核能在減緩氣候變化和可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮的重要作用的認(rèn)可度正在穩(wěn)步提高。許多國(guó)家和國(guó)際組織分析了實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》目標(biāo)與能源系統(tǒng)脫碳的關(guān)系，都呼吁加大核能投入。根據(jù)國(guó)際能源署《2019年世界能源展望》的可持續(xù)發(fā)展設(shè)想，不僅需要在既有核能市場(chǎng)加大投入，而且其他市場(chǎng)，包括發(fā)展中國(guó)家也應(yīng)考慮，同時(shí)不應(yīng)僅局限于電力領(lǐng)域。
國(guó)際能源署2019年10月召開(kāi)了其第一次關(guān)于氣候變化和核能作用的國(guó)際會(huì)議，吸引了來(lái)自79個(gè)成員國(guó)和17個(gè)國(guó)際組織的500多名與會(huì)者，首次匯聚了處理能源和氣候變化的主要國(guó)際組織（聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)、國(guó)際能源機(jī)構(gòu)和聯(lián)合國(guó)經(jīng)社部），討論了核能在應(yīng)對(duì)全球氣候變暖方面的作用，并就核能在能源部門(mén)脫碳、實(shí)現(xiàn)全球氣候目標(biāo)上發(fā)揮的重要作用達(dá)成共識(shí)，提出核能需要政策支持才能充分挖掘潛力。
國(guó)際能源署在2021年5月發(fā)布的報(bào)告《2050年凈零排放：全球能源路線圖》中又重申了這一觀點(diǎn)，并預(yù)計(jì)，雖然以太陽(yáng)能和風(fēng)能為主的可再生能源將起主導(dǎo)作用，但到2050年，全球核電產(chǎn)能將增長(zhǎng)近一倍（在全球發(fā)電總量中的占比將略降，至8%）。其最新的一份報(bào)告也顯示，風(fēng)能、太陽(yáng)能和電池技術(shù)非常依賴一些關(guān)鍵礦物質(zhì)，這些礦物質(zhì)的豐沛程度將影響綠色能源的部署。另外，核能與水電一樣低碳，且對(duì)礦物質(zhì)的依賴度最低。歐盟聯(lián)合研究中心在2021年3月發(fā)布的一項(xiàng)技術(shù)評(píng)估中稱(chēng)，沒(méi)有證據(jù)表明，核電對(duì)人類(lèi)健康或環(huán)境的危害比歐盟分類(lèi)法中其他（低碳）發(fā)電技術(shù)更大。
核能的優(yōu)勢(shì)還在于成本。國(guó)際貨幣基金組織（IMF）2021年3月發(fā)布文件顯示，清潔能源投資對(duì)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的影響是天然氣等化石能源投資的2~7倍，而在所有的清潔能源中，核電產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)乘數(shù)效應(yīng)最大，單位電力需要的就業(yè)人數(shù)比風(fēng)電多25%，核電行業(yè)的工資收入也比可再生能源行業(yè)高1/3。
全球核電發(fā)展勢(shì)頭良好
截至2020年底，全球有32個(gè)國(guó)家擁有核電，核反應(yīng)堆442座，核電總?cè)萘繛?9.26萬(wàn)兆瓦。而在疫情期間，核電穩(wěn)定性也經(jīng)受住了考驗(yàn)。2020年，全球核能發(fā)電量為2553.2太瓦時(shí)，約占全球發(fā)電總量的10%，占全球低碳發(fā)電總量的近1/3。新增5座壓水堆，約5500兆瓦的新核電容量接入電網(wǎng)，其中包括白俄羅斯的白俄羅斯1號(hào)， 1110兆瓦；中國(guó)的天津5號(hào)和福清5號(hào)，各1000兆瓦；俄羅斯的列寧格勒2-2號(hào)，1066兆瓦；阿聯(lián)酋的巴拉卡1號(hào)，1345兆瓦等。
白俄羅斯和阿聯(lián)酋都是首次使用核能發(fā)電的國(guó)家，表明核電正被越來(lái)越多的國(guó)家所接受。世界上第一座先進(jìn)模塊化小型核反應(yīng)堆，也是唯一的浮動(dòng)核電站，即“羅蒙諾索夫?qū)W院”號(hào)也于2020年開(kāi)始商業(yè)運(yùn)行。在全球范圍內(nèi)，90%的在營(yíng)核電是輕水慢化冷卻反應(yīng)堆，其他分別為6%的重水慢化冷卻反應(yīng)堆、2%的輕水冷卻石墨慢化反應(yīng)堆、2%的氣冷反應(yīng)堆。退役的核電容量為5200兆瓦，6個(gè)核反應(yīng)堆永久關(guān)閉。
總體而言，過(guò)去十年的核電容量仍呈逐漸增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，增幅超過(guò)6%。目前在建的52座核反應(yīng)堆中，有9座位于首次試水核電的國(guó)家，共有28個(gè)國(guó)家對(duì)發(fā)展核能興趣濃厚。有24個(gè)原子能成員國(guó)通過(guò)原子能機(jī)構(gòu)與核基礎(chǔ)設(shè)施有關(guān)的活動(dòng)或技術(shù)合作參與了規(guī)劃項(xiàng)目。10~12個(gè)成員國(guó)計(jì)劃，2030~2035年運(yùn)營(yíng)核電站，這意味著核電國(guó)家的數(shù)量將增加近30%。
國(guó)際原子能協(xié)會(huì)提供的核基礎(chǔ)設(shè)施綜合審查服務(wù)深受歡迎，迄今已向22個(gè)成員國(guó)派出32個(gè)國(guó)際審查團(tuán)。
核電成法國(guó)穩(wěn)定能源供應(yīng)的“救命稻草”
●李麗旻
近日，法國(guó)總統(tǒng)馬克龍宣布，法國(guó)將重啟新核電項(xiàng)目建設(shè)，以便將能源價(jià)格控制在合理范圍內(nèi)，同時(shí)將利用核電幫助法國(guó)實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)。在電價(jià)隨氣價(jià)上漲不斷創(chuàng)歷史新高之際，核電再度成為法國(guó)穩(wěn)定能源供應(yīng)的“救命稻草”。
再次規(guī)劃新核電
多家外媒報(bào)道稱(chēng)，馬克龍表示，法國(guó)將開(kāi)始建新核反應(yīng)堆，并繼續(xù)大力發(fā)展可再生能源。一方面，此舉將確保法國(guó)能源獨(dú)立，為其提供充足電力供應(yīng)；另一方面，也有助于實(shí)現(xiàn)法國(guó)確定的其他目標(biāo)，尤其是碳減排目標(biāo)。
馬克龍強(qiáng)調(diào)，全球經(jīng)濟(jì)正面臨原材料價(jià)格上漲、能源短缺和通脹的挑戰(zhàn)，在汽油、天然氣和電力價(jià)格越來(lái)越貴時(shí)，法國(guó)政府將緊急做出回應(yīng)。核電是將能源成本控制在合理區(qū)間內(nèi)、降低對(duì)進(jìn)口能源依賴的重要工具。另外，他還表示，法國(guó)也將提倡節(jié)約能源，加大本土零碳能源生產(chǎn)的投資力度。
一直以來(lái)，核電都是法國(guó)電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)中的“主力”，但實(shí)際上，現(xiàn)在距離法國(guó)最后一次決定新建核電站已過(guò)去14年。2007年，法國(guó)電力公司Flamanville核電站的第三個(gè)核反應(yīng)堆正式開(kāi)建，但隨后工期一再拖延，建設(shè)預(yù)算超過(guò)原計(jì)劃數(shù)倍，目前該項(xiàng)目仍未完工。
不僅如此，過(guò)去10年，歐洲對(duì)于核電安全的爭(zhēng)議一再加劇，法國(guó)核電產(chǎn)業(yè)更是被念了“緊箍咒”。在法國(guó)前總統(tǒng)奧朗德任期內(nèi)，法國(guó)政府宣布了2025年前削減核電占比的目標(biāo)，提出將核能發(fā)電在電力生產(chǎn)中的占比從75%降至50%，設(shè)置了核能發(fā)電生產(chǎn)上限，并將這一目標(biāo)寫(xiě)入法國(guó)《能源轉(zhuǎn)型綠色增長(zhǎng)法案》。這也意味著，在老舊核電機(jī)組退役前，法國(guó)不能新建任何核電設(shè)施。
但從實(shí)際情況來(lái)看，法國(guó)根本離不開(kāi)核電。2019年5月，法國(guó)政府宣布推遲核電限制目標(biāo)，將核電占比降至50%的時(shí)間期限從2025年延后到2035年。在今年10月公布的“法國(guó)2030年發(fā)展計(jì)劃”中，核電成為法國(guó)“再工業(yè)化”發(fā)展的重要一環(huán)，小型模塊化核反應(yīng)堆和核電制氫都成為未來(lái)10年法國(guó)規(guī)劃的重點(diǎn)領(lǐng)域。時(shí)至今日，法國(guó)核電終于迎來(lái)重啟。
能源價(jià)格飆升是核電“復(fù)活”主因
法國(guó)的核電政策為何轉(zhuǎn)向了？業(yè)內(nèi)分析，今年飆升的電價(jià)是法國(guó)重啟核電的主要“催化劑”。
受到全球天然氣、煤炭等能源供應(yīng)短缺影響，今年以來(lái)，歐洲能源價(jià)格一漲再漲。數(shù)據(jù)顯示，10月初，法國(guó)合同交易電價(jià)最高已達(dá)到500歐元/兆瓦時(shí)，創(chuàng)歷史新高。
馬克龍10月底宣布，將為月收入低于2000歐元的中低收入人群一次性發(fā)放100歐元補(bǔ)助，以緩解燃油價(jià)格高漲帶來(lái)的壓力。11月，法國(guó)電力公司發(fā)表聲明稱(chēng)，2021年10月~2022年4月，即使消費(fèi)者無(wú)法支付電費(fèi)，也不會(huì)對(duì)其斷電，但同時(shí)也規(guī)定，2022年4月起，將對(duì)欠電費(fèi)的居民全年用電量設(shè)置上限。
但上述措施是“治標(biāo)不治本”，重啟核電建設(shè)成為法國(guó)保障能源供給的“救命稻草”。
10月底，法國(guó)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商RTE發(fā)布報(bào)告稱(chēng)，對(duì)于法國(guó)來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)2050年凈零排放目標(biāo)成本最低廉的辦法就是大力發(fā)展核電，新建14座大型核反應(yīng)堆和一系列小型模塊化核反應(yīng)堆，同時(shí)加上可再生能源電力投入，將能滿足法國(guó)的能源需求。法國(guó)電力公司宣布，將在未來(lái)10年新建10座核反應(yīng)堆。
路透社報(bào)道稱(chēng)，雖然目前馬克龍尚未公布新建核電計(jì)劃的細(xì)節(jié)，但預(yù)計(jì)法國(guó)政府未來(lái)幾周會(huì)公布6座核反應(yīng)堆的建設(shè)計(jì)劃。
核電爭(zhēng)議持續(xù)不斷
法國(guó)政府宣布重啟核電后，各界質(zhì)疑也隨之而來(lái)。首先是來(lái)自歐盟內(nèi)部的“反核”聲音。2011年日本福島核事故后，多國(guó)對(duì)核電安全產(chǎn)生質(zhì)疑，德國(guó)早早宣布將盡快淘汰核能，并一再呼吁歐盟各國(guó)放棄核電。據(jù)歐洲媒體報(bào)道，在今年的聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)期間，德國(guó)聯(lián)合盧森堡、丹麥、葡萄牙和奧地利形成“反核”聯(lián)盟，認(rèn)為核電并不符合歐盟“不造成顯著危害”的能源規(guī)定，因此不應(yīng)被納入歐盟綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展框架。
路透社也報(bào)道稱(chēng)，在法國(guó)公布新建核電計(jì)劃后，多個(gè)環(huán)保組織表示批評(píng)。一家總部位于荷蘭的環(huán)保組織認(rèn)為，法國(guó)新建核反應(yīng)堆的計(jì)劃與現(xiàn)實(shí)脫節(jié)，法國(guó)始建于2007年的Flamanville核電項(xiàng)目至今未完工，說(shuō)明核電行業(yè)實(shí)際上已陷入困境。
另外，法國(guó)國(guó)際廣播電臺(tái)援引環(huán)保人士的話稱(chēng)，現(xiàn)在距離法國(guó)下一次總統(tǒng)大選僅有5個(gè)月，此時(shí)能源價(jià)格出現(xiàn)飆升，馬克龍?zhí)岢鲂陆ê穗娬竞芸赡苤皇菫榱讼麓未筮x做準(zhǔn)備。
影響核電
未來(lái)發(fā)展六大因素
根據(jù)2015年《巴黎協(xié)定》目標(biāo)進(jìn)行的情景預(yù)測(cè)表明，2050年，核電在全球總發(fā)電量中的占比將在8%~10%，最樂(lè)觀估計(jì)核電容量將增至71.5萬(wàn)兆瓦，悲觀估計(jì)也將有大量新建核電站，因?yàn)榈?030年，約1/3的核電站將退役， 2030~2050年，預(yù)計(jì)新核反應(yīng)堆的容量增加將與退休核反應(yīng)堆的容量持平。
○成本控制
核能是資金密集型行業(yè)，核電站的建造成本約占核電總成本的3/4左右，對(duì)利率變化、建設(shè)周期和其他不確定性因素非常敏感，因此核電項(xiàng)目通常早期風(fēng)險(xiǎn)較大。為了應(yīng)對(duì)這些不確定性，除了以多種融資模式獲取資金和獲得所在國(guó)政府的大力支持，還需要盡可能降低核電項(xiàng)目早期的巨大風(fēng)險(xiǎn)。
不少國(guó)家的核電項(xiàng)目起到了很好的示范作用，有些國(guó)家的政府采取保價(jià)購(gòu)電等措施來(lái)推進(jìn)核電發(fā)展，包括芬蘭的Olkiluoto和Hanhikivi核電站、土耳其的Akkuyu核電站，以及英國(guó)的欣克利角C號(hào)核電站等。阿聯(lián)酋的巴拉卡核電項(xiàng)目將以核蒸汽系統(tǒng)供應(yīng)商入股的方式降低風(fēng)險(xiǎn)，韓國(guó)電力公司也通過(guò)持股方式加入Nawah能源公司的核電項(xiàng)目，俄羅斯國(guó)家原子能公司則入股芬蘭的Hanhikivi核電項(xiàng)目。
此外，采用小型模塊化核反應(yīng)堆來(lái)控制成本也是一種途徑，尤其適用于規(guī)模較小的電網(wǎng)，也便于未來(lái)進(jìn)行模塊化擴(kuò)展，對(duì)私有資金具有較大吸引力。
最后是對(duì)核電項(xiàng)目終端成本的控制，包括核電站退役的收尾處理和放射性廢物的長(zhǎng)期管理等產(chǎn)生的費(fèi)用，這些約占核電平均成本的10%。很多國(guó)家立法規(guī)定，必須在核電站運(yùn)營(yíng)周期的盈利階段預(yù)撥資金來(lái)支付后期成本。
○電力市場(chǎng)
核電在電力市場(chǎng)上的地位遜于風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電，但優(yōu)于化石能源發(fā)電，其所獲的投資于2019年達(dá)到有史以來(lái)的第二次高峰。而疫情以來(lái)，化石燃料發(fā)電量進(jìn)一步下滑，核能則與可再生能源一起獲得更多關(guān)注。
○應(yīng)變能力
近年來(lái)頻發(fā)的極端天氣突顯了核電的應(yīng)變能力。一些易受洪水或炎熱、干旱影響而出現(xiàn)故障的核電站加大了投入，采取了應(yīng)對(duì)措施，確保核電站正常運(yùn)行。維護(hù)和采取應(yīng)對(duì)措施都需要投入，而投入規(guī)模取決于根據(jù)相應(yīng)成本和電站剩余壽命的預(yù)期回報(bào)，計(jì)算基礎(chǔ)則取決于電價(jià)。過(guò)去十年，歐洲和北美市場(chǎng)的批發(fā)電價(jià)既不利于鼓勵(lì)或引導(dǎo)核電站的資金在這方面的使用，又不利于核電站進(jìn)一步強(qiáng)化應(yīng)變能力。
○技術(shù)發(fā)展
核電技術(shù)的進(jìn)步對(duì)于核電的推廣意義重大。小型模塊化核反應(yīng)堆的海上、陸上應(yīng)用進(jìn)展迅速，競(jìng)爭(zhēng)力在于更低的成本和更短的工期。目前共有72種小型模塊化核反應(yīng)堆技術(shù)設(shè)計(jì)，其中至少有25種將在2030年前進(jìn)行項(xiàng)目示范。
該技術(shù)當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)包括，示范項(xiàng)目的安全性和運(yùn)行性能仍有待檢驗(yàn)、是否能獲得持續(xù)的訂單、是否擁有相對(duì)于其他替代品的成本競(jìng)爭(zhēng)力、供應(yīng)鏈?zhǔn)欠衲軐?shí)現(xiàn)大規(guī)模燃料循環(huán)和制定可行的融資方案等。
此外，微核反應(yīng)堆也是近年來(lái)新興的一項(xiàng)核電技術(shù)，功率范圍在1~20兆瓦，適用于偏遠(yuǎn)工業(yè)區(qū)或無(wú)網(wǎng)地區(qū)的供電，可填補(bǔ)小型模塊化核反應(yīng)堆留下的空白，目前在一些國(guó)家已開(kāi)展示范項(xiàng)目。
○與可再生能源發(fā)電相輔相成
核能與可再生能源發(fā)電結(jié)合而成的混源系統(tǒng)（HES），可充分利用不同技術(shù)及其運(yùn)行模式的優(yōu)點(diǎn)，為電網(wǎng)提供可靠、穩(wěn)定和平價(jià)的電力，是很有前景的一種供電方式，但也同樣面臨一些技術(shù)難題，如各子網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性，與操作和維護(hù)系統(tǒng)有關(guān)的人力資本規(guī)劃等。
○核燃料的可持續(xù)性和廢物處理
根據(jù)新核電站的數(shù)量和現(xiàn)有核電站的壽命預(yù)期，預(yù)計(jì)到2040年，世界每年鈾需求量為5.66萬(wàn)~10萬(wàn)噸，這意味著當(dāng)前的鈾年產(chǎn)量無(wú)法滿足需求，需要進(jìn)行大規(guī)?？碧剑瑢ふ业V源。除了供應(yīng)端，從需求端開(kāi)展的工作可通過(guò)技術(shù)改進(jìn)來(lái)提高核燃料利用效率，如核材料的回收利用、燃料運(yùn)行安全邊際的提高等。
放射性核廢物的處理能力是核電技術(shù)可持續(xù)利用的先決條件和關(guān)鍵推動(dòng)力。在幾十年的經(jīng)驗(yàn)和發(fā)展的基礎(chǔ)上，一些國(guó)家已摸索出相對(duì)可靠的棄置方法，但有待進(jìn)一步驗(yàn)證。
