核能是一種低排放、高效率的清潔能源，安全、高效地開發(fā)和利用核能不僅有利于應(yīng)對全球氣候變化，還能夠解決日益嚴峻的能源需求挑戰(zhàn)，保障能源安全。然而，近年來眾多國家對核能的投資減弱，全球核能發(fā)展處于停滯狀態(tài)。本報告認為，除非核能被有意義地融入全球低碳能源技術(shù)的組合中，否則應(yīng)對氣候變化的挑戰(zhàn)將更加困難和昂貴。因此，應(yīng)強調(diào)制定相關(guān)政策和措施以刺激更多的投資，加大核能的發(fā)展力度，以充分發(fā)揮核能促進低碳社會構(gòu)建的潛能。

　　成本高昂導致全球核能發(fā)展停滯不前

　　在碳排放不是主要限制因素時，化石燃料通常以其低發(fā)電成本作為首選方案。在適度的碳排放限制下，可再生能源發(fā)電是成本較低的替代方案。近幾十年來，其他發(fā)電技術(shù)成本持續(xù)降低，而新建核電站的成本卻居高不下，導致許多發(fā)達國家核能投資停滯不前。目前，核能僅占全球一次能源的5%。

　　將核能納入低碳發(fā)電組合有利于降低脫碳成本

　　電力部門的深度脫碳是全球能源低碳轉(zhuǎn)型的重點發(fā)展領(lǐng)域，雖然可采用多種低碳能源技術(shù)組合來實現(xiàn)低碳或零碳發(fā)電，但研究顯示將核能納入低碳發(fā)電技術(shù)組合的成本更低，且總成本隨核能成本下降而降低。因此，加入核電的替代方案是進一步推動深度脫碳目標實現(xiàn)的關(guān)鍵。

　　降低核電站建設(shè)成本的主要措施建議

　　重視利用經(jīng)過核電項目驗證的施工管理經(jīng)驗

　　美國和歐洲的核電基礎(chǔ)設(shè)施項目經(jīng)驗表明，由于缺乏項目管理和經(jīng)驗，導致很多項目建設(shè)無法在預(yù)定的時間和預(yù)算范圍內(nèi)完成交付。因此，為提高新核電廠的執(zhí)行和交付成功率，需采取如下措施：一是施工前要先整理出詳細的項目設(shè)計方案；二是使用經(jīng)過驗證的供應(yīng)鏈和熟練技工；三是在設(shè)計過程的早期階段將制造商和建造商納入設(shè)計團隊，以確保工廠系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)和部件的設(shè)計符合相關(guān)標準；四是任命一名在管理多個獨立分包商方面具有成熟專業(yè)知識的主要項目經(jīng)理；五是合同結(jié)構(gòu)能夠確保所有承包商對項目擁有既得利益；六是創(chuàng)造靈活的監(jiān)管環(huán)境以便及時應(yīng)對設(shè)計和施工中可能出現(xiàn)的意外變化。

　　從高度依賴場地的復雜現(xiàn)場建設(shè)轉(zhuǎn)向標準化工廠制造

　　設(shè)定標準化的核電站建造流程可大幅降低建設(shè)成本和縮短建設(shè)時間。美國和歐洲的核電廠建設(shè)效率一直很低，應(yīng)擴大在工廠的生產(chǎn)，利用制造業(yè)的更高生產(chǎn)率以制造復雜的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)和組件。使用一系列交叉技術(shù)，包括模塊化工廠預(yù)制和現(xiàn)場模塊化組裝建設(shè)、先進的混凝土解決方案（如鋼板復合材料、高強度鋼筋、超高性能混凝土等）、地震隔離技術(shù)和先進的電廠布局技術(shù)等。對于不太復雜的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)和部件或是建設(shè)效率較高的地方（如亞洲），則可選擇傳統(tǒng)方法。應(yīng)將以上建議用于所有反應(yīng)堆概念和設(shè)計中，包括第三代輕水堆、小型模塊化反應(yīng)堆（SMR）和第四代反應(yīng)堆等，通過設(shè)計標準化和建筑方法的創(chuàng)新，使核電在成本上具備與其他發(fā)電技術(shù)相當?shù)膬r格競爭力。

　　針對核能安全和應(yīng)用問題的措施建議

　　增加反應(yīng)堆安全功能設(shè)計

　　開發(fā)具有高化學和物理穩(wěn)定性、高熱容、負反應(yīng)性反饋和高裂變產(chǎn)物保留率的核材料，以及非能動安全系統(tǒng)。一些第三代輕水堆已經(jīng)采用了此類設(shè)計，并已用于中國、俄羅斯和美國的新建核電站中。被動安全設(shè)計可以降低發(fā)生嚴重事故的概率，并在發(fā)生事故時減輕場外后果。此類設(shè)計使新核電站更易獲得許可，并加速其在發(fā)達國家和發(fā)展中國家的部署?；谳p水反應(yīng)堆的小型模塊化反應(yīng)堆和成熟的第四代反應(yīng)堆（如高溫氣冷堆、鈉冷快堆）等先進反應(yīng)堆也具有這些特征，可用于商業(yè)部署。此外，對美國和國際監(jiān)管環(huán)境的評估表明，目前的監(jiān)管體系足夠靈活，可以接受這些先進反應(yīng)堆設(shè)計，對現(xiàn)行監(jiān)管框架的修改可提高許可審查的效率和效力。

　　創(chuàng)造公平的競爭環(huán)境

　　使所有低碳發(fā)電技術(shù)能夠憑借其自身優(yōu)勢進行良性競爭。取消核能的政策阻礙了對核技術(shù)的投資，這可能會增加脫碳成本并減緩氣候目標實現(xiàn)的進程。將二氧化碳排放成本計入電價可以更公平地認識所有氣候友好型能源技術(shù)的價值，現(xiàn)有和新建的核電站都將從中受益。

　　建立反應(yīng)堆試點

　　通過試點進行針對監(jiān)管許可的測試和運營。這些試點應(yīng)支持企業(yè)進行新型反應(yīng)堆原型測試，政府應(yīng)提供適當?shù)谋O(jiān)督和支持，包括安全協(xié)議、基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境審批和燃料循環(huán)服務(wù)，并直接參與所有測試。

　　重新部署電力行業(yè)技術(shù)

　　現(xiàn)有的核電是低成本電力的供應(yīng)商，過早關(guān)閉現(xiàn)有工廠會增加實現(xiàn)減排目標的成本。核電收入不足是因其低碳屬性未獲得市場的充分認可，建議促進低碳發(fā)電的公共政策應(yīng)比較對待所有技術(shù)。政府不應(yīng)歧視核能。對核能作為低碳能源的歧視植根于公眾對核的態(tài)度。建議重新部署電力行業(yè)技術(shù)，確保市場設(shè)計的變化與先進核系統(tǒng)的部署一致。

　　開展核能資助計劃

　　各國政府應(yīng)從四個方面圍繞先進反應(yīng)堆設(shè)計、原型堆測試和商業(yè)部署建立資助計劃：一是分擔監(jiān)管許可費用的資金；二是分擔研發(fā)費用的資金；三是為實現(xiàn)具體技術(shù)的突破性進展提供資金；四是為核電企業(yè)提供專有的信貸資金以獎勵企業(yè)在核電技術(shù)方面的創(chuàng)新。

　　加速開發(fā)不成熟反應(yīng)堆的新范式

　　對高級反應(yīng)堆技術(shù)的評估主要考慮反應(yīng)堆的安全性、可操作性和可維護性，以及由不同反應(yīng)堆技術(shù)的特定功能實現(xiàn)的潛在應(yīng)用范圍。建議采用更具創(chuàng)新性的方法來推進不太成熟的先進反應(yīng)堆設(shè)計。一是通過全面設(shè)計以降低大規(guī)模運行的風險；二是設(shè)計保守的熱機械余量；三是根據(jù)美國核管理委員會（NRC）制定的原型規(guī)則獲得許可認證；四是將反應(yīng)堆安置在偏遠地點作為額外預(yù)防措施，降低設(shè)計上的一些安全限制并允許進行整體測試。

　　核反應(yīng)堆安全規(guī)則和許可建議

　　推動先進反應(yīng)堆監(jiān)管標準國際化

　　由于核電廠運行可能帶來的深遠環(huán)境和社會影響，核安全的某些基本標準理應(yīng)達成國際共識?，F(xiàn)有的監(jiān)管機構(gòu)采用了類似于國際原子能機構(gòu)（IAEA）政策和美國NRC法規(guī)中所述的基本原則，在已建立核電計劃的國家中，評估核反應(yīng)堆安全的基本依據(jù)相當一致。建議進一步推動先進反應(yīng)堆監(jiān)管標準國際化，進而實現(xiàn)商業(yè)反應(yīng)堆設(shè)計的國際部署，并在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)標準化并保障核能安全。

　　建立完善反應(yīng)堆許可證流程

　　美國現(xiàn)有較多方法策略用于新反應(yīng)堆（包括先進反應(yīng)堆）認證，建議繼續(xù)向新反應(yīng)堆推廣基于性能和風險的設(shè)計標準。同時，在未來幾年內(nèi)測試其先進的反應(yīng)堆許可證流程，完善認證流程并培訓NRC工作人員。

　　此外，美國NRC應(yīng)澄清其原型規(guī)則和認證方法，以提高原型反應(yīng)堆的認證效率。核電廠設(shè)計和建造中使用的共識代碼應(yīng)根據(jù)其確保安全的有效性進行重新評估。美國政府應(yīng)為先進反應(yīng)堆監(jiān)管提供額外資金。與此同時，核能工業(yè)必須與包括NRC、DOE和國會在內(nèi)的相關(guān)部門溝通監(jiān)管職能和研究需求，以確保政府撥出足夠的資金。

　　總結(jié)

　　本研究首先闡述了未來幾十年核能的核心機遇與其對電力部門脫碳的潛在貢獻有關(guān)，而實現(xiàn)這一貢獻的主要挑戰(zhàn)是核能的高成本。當前有一些方法可以降低核能的成本，這個行業(yè)必須積極而迅速地采納實施。最后呼吁政府應(yīng)精心設(shè)計有助于能源和環(huán)境發(fā)展的政策，并在新核能系統(tǒng)部署的早期階段提供適當援助，以實現(xiàn)核能的全部潛力。（摘編自中國科協(xié)創(chuàng)新戰(zhàn)略研究院《創(chuàng)新研究報告》）