中國儲能網(wǎng)訊：今年以來，全球能源價格高企，煤炭、石油和天然氣，甚至鋰的價格都在快速上漲，不少國家和地區(qū)出現(xiàn)電費飆升，極大影響了居民生活，與此同時，供應(yīng)端似乎增長乏力。這一切的根本原因或許還是過去幾年能源項目的投資不力，以及后疫情時代能源需求恢復(fù)快于預(yù)期。化石能源和電池材料的價格共振，使得核電發(fā)展出現(xiàn)新轉(zhuǎn)機。2011年日本福島核事故以來，核電逐漸“失寵”于市場，即便是此時此刻，德國仍堅定執(zhí)行退出核電計劃。核電的優(yōu)點與缺點都十分突出，如果運行正常，核電碳排放低，發(fā)電能力持久穩(wěn)定，對環(huán)境影響很小；如果不幸遭遇核事故，則其對環(huán)境的污染又極大。人類的生產(chǎn)和生活一刻也離不開能源，如何在生產(chǎn)使用能源的同時又不被反噬，幾乎是所有國家和生產(chǎn)企業(yè)面臨的終極難題。
全球核電發(fā)展展望
2011年福島核事故幾乎為全球核電發(fā)展帶來了毀滅性的打擊。事故發(fā)生后，日本（曾表示）和德國以徹底淘汰核電為目標開始逐步退出核電。與此同時，美國廉價的頁巖氣、太陽能和風(fēng)能發(fā)電成本顯著降低，也從經(jīng)濟層面變相給核電施壓。
但近期的能源短缺現(xiàn)象似乎挽救了核電“行將就木”的命運。不僅中國承諾未來15年新建150座核反應(yīng)堆，而且美國也放言將投資60億美元以拯救陷入財政困境的核電項目，歐盟雖然就核電是否屬于新能源爭執(zhí)不休，但現(xiàn)在也開始網(wǎng)開一面，給一些核電投資項目打上“綠色”標簽。
實際上，國際能源署（IEA）設(shè)計的2050年實現(xiàn)凈零排放的路線圖預(yù)測，未來幾十年，核電量將翻番，這其實已表明核電將在全球未來能源供應(yīng)版圖中占重要地位。僅從全球去年的發(fā)電數(shù)據(jù)看，核電復(fù)蘇勢頭已略有顯現(xiàn)：2021年核電占全球發(fā)電總量的10%，雖然從占比上較2000年低了7個百分點，但核電量比2020年增長了4%，新增100太瓦時，總量達到2736太瓦時。
核電的是與非
有關(guān)核電的爭論主要圍繞3點展開，分別是安全性、成本和建設(shè)周期。
發(fā)展核電面臨的最大問題是安全性。核泄漏及由此產(chǎn)生的輻射對人類是巨大威脅，此外還有核廢料的安全處理問題。約3%的核廢料具有很強的放射性，需要安全儲存50年。雖然目前需要處理的核廢料相對有限，但核電擴張將增加這種風(fēng)險。
發(fā)展核電的第二個難題是項目前期成本太高。雖然核電支持者一直聲稱成本會下降，但事實是核電項目超出預(yù)算的情況比比皆是。如美國喬治亞州的Vogtle 3號和4號核電站項目，建設(shè)費用預(yù)計比預(yù)算高250%。2017年，美國南卡羅來納州也有兩個核反應(yīng)堆因成本超支而被廢棄，約90億美元的投資付諸東流。已成功上馬的核項目通常受益于政府和保險公司的全力支持，而且經(jīng)驗也表明，靠電力公司融資開展核項目通常不具經(jīng)濟可行性，發(fā)展核電對于全球很多國家來說相對困難。核電支持者常公開承諾核電價格終將下降，但從已有的核電項目發(fā)展經(jīng)驗來看，這種承諾目前不太令人信服，也成為核電反對者的武器之一。
發(fā)展核電面臨的第三個問題是建設(shè)周期。人類對能源的需求往往非常迫切，但一個核電項目從啟動到發(fā)電往往需要10年或更長時間，彼時人類的能源需求可能早已發(fā)生變化。顯然，核電項目的漫長建設(shè)周期是該技術(shù)應(yīng)著力攻關(guān)的方向。
除了上述3個缺點，核電的優(yōu)點也很明顯，清潔、可靠、占地少。正是這些特點使其成為不少國家清潔電力的主要來源。
過去10年，核電的支持者與反對者一直爭論不休，而反對者的理由至今未能很好地解決也是雙方各執(zhí)一詞的原因。不過，隨著核電的地緣政治、環(huán)境和技術(shù)背景的不斷變化，越來越多的專家學(xué)者開始呼吁重新審視核電的作用。
核電熱度緩慢回升
安珀是致力于歐亞能源轉(zhuǎn)型研究的非贏利獨立能源智庫，已連續(xù)3年發(fā)布《全球電力綜述》報告，核電是其關(guān)注的重點之一。3月，安珀發(fā)布了最新版《全球電力綜述》報告，對2021年全球電力數(shù)據(jù)進行梳理，從中可窺見核電已有走出陰霾、緩慢回暖的跡象。
報告顯示，2021年，風(fēng)電和太陽能發(fā)電增幅達到十年來的最高值，增速也是所有發(fā)電類型中最快的；清潔能源發(fā)電在總量中的占比達到38%，其中風(fēng)電和太陽能發(fā)電占比首次達到10%；由于疫情后需求恢復(fù)快于預(yù)期，燃煤發(fā)電量和碳排放量也達到史上最高值，化石能源發(fā)電量占比達62%，其中燃煤發(fā)電為36%、燃氣發(fā)電為22%。與此同時，核電量和生物質(zhì)能發(fā)電量保持穩(wěn)定，水力發(fā)電量則有所下降。
從國家層面看，過去20年，中國在核電、水電和生物質(zhì)能發(fā)電領(lǐng)域處于龍頭地位。2000年以來，全球新增核電幾乎全部來自中國。2021年，全球核電量增加了100太瓦時，增幅達4%。中國的核電增幅較大，也是唯一投產(chǎn)新核反應(yīng)堆的國家，年增幅達到11%，過去7年增加了3倍，但在總電量中的占比仍較低，僅為5%。法國和日本的部分核反應(yīng)堆恢復(fù)運營，為核電增幅貢獻了力量，其中日本的核電增幅為福島核事故以來第二高，但總發(fā)電量僅為福島核事故前的1/5。從全球范圍看，相比電力需求的快速增長，核電在總電量中的占比仍呈緩慢下降趨勢，從2020年的17%降至10%，而占比增加最多的是燃煤發(fā)電和燃氣發(fā)電。這從側(cè)面表明，如果不加大核電占比，無法有效減少化石能源的使用。
根據(jù)國際能源署的路線圖，要實現(xiàn)2050年凈零排放目標，核電占比應(yīng)達到38%，這意味著從現(xiàn)在起到2030年，核電增幅需要保持每年4%的水平。國際能源署的預(yù)測顯示，2030年后，核電增幅將明顯加快。報告同時援引了政府間氣候變化專門委員會的評估報告，稱水電和核電是碳排放量極低的發(fā)電形式，但前提是需要結(jié)合碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)，否則會產(chǎn)生一定的碳排放，這為核電的未來發(fā)展指明了方向。
部分國家核電發(fā)展概況
1.美國
在全球核電復(fù)蘇呼聲大增的形勢下，美國卻發(fā)出一些“雜音”。佐治亞州的核電項目不僅推遲了6年，還超支250%，打擊了該國發(fā)展核電項目的熱情。
美國佐治亞州能源局公布文件顯示，韋恩斯伯勒市Vogtle 3號和4號核電站完工在即。該項目由州能源局、奧格爾索普電力公司、道爾頓公用事業(yè)公司、州電力公司持股，由西屋公司設(shè)計，原計劃2016~2017年投產(chǎn)，預(yù)計投入140億美元。但根據(jù)當前的投資狀況，項目實際投入將高達340億美元，投產(chǎn)時間則變更至2023年。這是美國20世紀80年代以來最大規(guī)模的核電項目，原計劃每千瓦發(fā)電裝機容量的成本為6400美元，而最終或高達1.55萬美元。反對者認為，與歐洲的可再生能源發(fā)電相比，美國核電過于昂貴。據(jù)統(tǒng)計，美國的Vogtle項目成本是歐洲可再生能源發(fā)電項目的10倍。即便考慮到可再生能源只有約1/3的時間能提供電力，而運行良好的核電項目發(fā)電時間高達90%，Vogtle項目的巨額成本依然使其不具優(yōu)勢。
2.法國
數(shù)據(jù)分析公司GlobalData的電力數(shù)據(jù)庫顯示，無論是從裝機容量還是發(fā)電量來衡量，法國都是當之無愧的核電強國。2021年，核電占法國總發(fā)電量的69.5%。2018~2020年，法國核電量呈下降趨勢，但2021年開始，這一趨勢得到扭轉(zhuǎn)。雖然2021年前4個月部分核反應(yīng)堆因常規(guī)或緊急情況維護而暫時關(guān)閉，導(dǎo)致發(fā)電量同比略有下降，但從5月開始出現(xiàn)反彈并維持到年底。2021年，法國有56個運行中的核反應(yīng)堆，是世界上核反應(yīng)堆數(shù)量排名第二的國家，僅次于美國。
2021年10月，法國電網(wǎng)運營商RTE通過模型計算對法國2050年實現(xiàn)碳中和目標的6種不同路徑進行了預(yù)測，結(jié)論是，對法國來說，實現(xiàn)2050年凈零排放目標成本最低廉的辦法就是大力發(fā)展核電，要滿足法國的能源需求，還需新建14座大型核反應(yīng)堆和一系列小型模塊化核反應(yīng)堆，同時加上可再生能源電力。
法國很看好小型模塊化核反應(yīng)堆技術(shù)。這是一種安全、經(jīng)濟的核反應(yīng)堆，是國際原子能機構(gòu)鼓勵發(fā)展和利用核電的新方向，具有高度的安全性、良好的經(jīng)濟性、功率規(guī)模的靈活性和特殊廠址的適應(yīng)性，能滿足偏遠城市供電、中小型電網(wǎng)供電、城市供熱、工業(yè)供汽和海水淡化等領(lǐng)域應(yīng)用的需求，實現(xiàn)核電的綜合利用。它的特點是模塊化，不同的部件在工廠批量生產(chǎn)，然后在現(xiàn)場組裝，成本上更具競爭力，建設(shè)工期也更短。
法國目前正在開發(fā)的Nuward核反應(yīng)堆就屬于此類型，項目始于2019年9月，由法國原子能和替代能源委員會、法國電力集團、法國海軍集團和法國原子技術(shù)公司合作開發(fā)，以壓水堆技術(shù)為基礎(chǔ)，適用于偏遠地區(qū)或電網(wǎng)無法接入大功率電站的地區(qū)和電力消耗大的工業(yè)場所。參與項目的合作方分工明確，充分展示了法國參與核電的積極性。法國原子能和替代能源委員會提供核反應(yīng)堆堆芯研究及新技術(shù)認證方面的專業(yè)知識；法國電力集團提供核反應(yīng)堆設(shè)計、建造及運營方面的經(jīng)驗；法國海軍集團提供有關(guān)模塊化及小型核設(shè)施方面的專業(yè)知識；法國原子技術(shù)公司提供為法國核潛艇艦隊開發(fā)20座核反應(yīng)堆積累的緊湊型核反應(yīng)堆設(shè)計經(jīng)驗。截至目前，法國政府已為該項目提供5000萬歐元（約合3.53億元人民幣）的補貼資金，預(yù)計還將追加大筆投資支持下一階段開發(fā)工作。
除了Nuward項目，法國原子能和替代能源委員會2019年啟動了一項關(guān)于多功能小型模塊化核反應(yīng)堆的前瞻性研發(fā)計劃，研究除發(fā)電以外的其他功能應(yīng)用，包括生產(chǎn)無碳氫為汽車提供動力，以及為區(qū)域供暖或工業(yè)需求提供熱量，幫助電力以外的其他領(lǐng)域脫碳。
3.英國
2021年11月，英國作為第26屆聯(lián)合國氣候變化大會主辦國公布了零碳排放戰(zhàn)略，將核電列為英國2050年實現(xiàn)凈零排放的關(guān)鍵，支持勞斯萊斯公司投資幾十億英鎊在英國建至少16座小型模塊化核反應(yīng)堆。
4.羅馬尼亞
羅馬尼亞總統(tǒng)約翰尼斯在聯(lián)合國氣候峰會上和美國氣候問題特別代表約翰·克里宣布，羅馬尼亞將利用美國技術(shù)建第一座小型模塊化核反應(yīng)堆。
5.波蘭
去年12月15日，通用電氣-日立核電公司、美國BWX技術(shù)公司和波蘭Synthos綠色能源公司簽署了合作意向書，在波蘭部署B(yǎng)WRX-300小型模塊化核反應(yīng)堆，并計劃到21世紀30年代初在波蘭至少部署10座BWRX-300小型模塊化核反應(yīng)堆。
能源短缺或成核電發(fā)展契機
過去十年，核電發(fā)展受阻的最大原因是受福島核事故影響產(chǎn)生的不當認知，即認為與核電相關(guān)的成本和風(fēng)險超過其清潔可靠帶來的好處。如今，全球能源價格飆升，碳排放量增加，核電成本下降潛力也有所展現(xiàn)，都使得人們可能再次刷新對核電的看法。
核電或迎來發(fā)展機遇主要基于以下3個理由。一是核電是實現(xiàn)凈零排放未來不可或缺的組成部分。如果各國政府認真履行碳減排承諾，核電必將成為其能源組合的核心之一，否則根本無法彌補煤炭和天然氣退出發(fā)電市場后留下的巨大缺口。減少化石能源的使用、實現(xiàn)碳減排目標離不開相對清潔且穩(wěn)定的核電“加持”。雖然也有其他選項，如可再生能源與電池存儲、化石燃料與碳捕集、地?zé)峄蚝穗娤嘟Y(jié)合等，但其中唯一能大規(guī)模提供低碳能源的只有核電。此外，核電技術(shù)隨著小型模塊化反應(yīng)堆的出現(xiàn)，占地面積將進一步縮小，對生態(tài)系統(tǒng)的影響也將減至最低，而這是大型可再生能源項目無法比擬的。一些大型可再生能源項目，如太陽能發(fā)電，有時甚至可能需要太陽能電池板遮蓋整座山峰，這將嚴重破壞當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，更與綠色能源的初衷背道而馳。從環(huán)境角度來看，核電顯然是更佳的解決方式。
二是當前全球地緣政治不穩(wěn)定和供應(yīng)鏈問題凸顯了能源安全的重要性，而核電是重要的解決途徑之一，這是任何國家和政府都無法回避的事實?？稍偕茉吹拈g歇性已使大力發(fā)展綠色能源的國家和地區(qū)吃足了苦頭，特別是歐洲，在天然氣供應(yīng)存在不穩(wěn)定因素的當下，可再生能源無法獨力支持歐洲國家龐大的能源需求已是有目共睹的事實。在這種環(huán)境下，核電的優(yōu)缺點衡量天平再次發(fā)生傾斜也就水到渠成了。對于政府而言，在不放棄可再生能源的同時，發(fā)展核電有助于實現(xiàn)能源供應(yīng)多樣化，從而實現(xiàn)穩(wěn)供，是明智選擇。
三是核電新技術(shù)和方法的演進正慢慢消除反對者對核電成本和建設(shè)周期的疑慮?？偟膩砜?，核電雖非解決當前能源問題的最佳處方，但無疑會增強全球能源結(jié)構(gòu)的清潔性和可靠性，符合全球的綠色轉(zhuǎn)型愿景。核電工業(yè)過去十年取得了巨大的技術(shù)進步，核電正向小型化、安全、低價的方向發(fā)展。雖然這些新技術(shù)的有效性仍有待檢驗，但已有一些技術(shù)表現(xiàn)出極大的成本優(yōu)勢。勞斯萊斯公司的小型模塊項目已有望大幅降低核電價格。比爾·蓋茨也開始參與這類技術(shù)，推出了可將核電成本降低50%的小型模塊化核反應(yīng)堆。其他一些技術(shù)，包括減少核廢料、新型冷卻劑等也有長足進展。
