2021年9月1日，世界核協(xié)會(huì)發(fā)布了新版《世界核電廠運(yùn)行實(shí)績(jī)報(bào)告》。報(bào)告通過(guò)提供發(fā)電量、裝機(jī)容量和容量因子等數(shù)據(jù)展現(xiàn)了全球核電廠的運(yùn)行情況。此外，通過(guò)綜合分析全球電力需求、氣候變化和核電機(jī)組停運(yùn)等問(wèn)題，報(bào)告還強(qiáng)調(diào)了核電在碳減排方面的關(guān)鍵性作用，并明確了各國(guó)應(yīng)當(dāng)如何推進(jìn)核電發(fā)展以實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)。

1  全球核電廠運(yùn)行實(shí)績(jī)

2020年全球核發(fā)電總量為2553太瓦時(shí)，與2019年的2657太瓦時(shí)相比下降近4%（詳見(jiàn)圖1）。報(bào)告指出，在其他任何一年，核發(fā)電量下降4%都是一件會(huì)令核能行業(yè)感到失望的事；然而在2020年，這反而體現(xiàn)了核電機(jī)組運(yùn)行的靈活性，即核電機(jī)組在保障電力穩(wěn)定、可靠供應(yīng)的同時(shí)能夠更好的應(yīng)對(duì)電力需求的變化。

報(bào)告就上述結(jié)論作了詳細(xì)說(shuō)明：首先，受新冠疫情影響，2020年全球電力總需求下降約1%，因而核發(fā)電量也隨之減少；其次，隨著太陽(yáng)能和風(fēng)能等間歇性可再生能源發(fā)電量的增加，能夠以負(fù)荷跟蹤方式運(yùn)行的核電機(jī)組在保障電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。同時(shí)，核電機(jī)組在保障電力供應(yīng)方面的作用還體現(xiàn)在其較高和較穩(wěn)定的容量因子上。2020年全球核電機(jī)組的平均容量因子為80.3%，低于2019年的83.1%。然而如圖2所示，就過(guò)去20年的容量因子來(lái)看，2020年核電機(jī)組的容量因子仍處于較高水平，近三分之二的核電機(jī)組的容量因子大于80%。此外，核電機(jī)組的容量因子不會(huì)因機(jī)組役齡的增加而下降。報(bào)告指出，鑒于一些核電機(jī)組目前已獲準(zhǔn)將其運(yùn)行期限延長(zhǎng)至80年，不隨役齡增加而下降的容量因子對(duì)于保障電力穩(wěn)定供應(yīng)十分重要。

2. 利用核能實(shí)現(xiàn)碳減排

政府間氣候變化問(wèn)題專門(mén)委員會(huì)（IPCC）2021年8月發(fā)布的第六次評(píng)估報(bào)告中指出，目前全球只能通過(guò)采取緊急行動(dòng)以控制氣候變化的影響，而無(wú)法阻止氣候變化。只有大幅減少溫室氣體排放，才能防止全球氣溫上升超過(guò)2℃?；谶@一結(jié)論，世界核協(xié)會(huì)在本報(bào)告中提出，到2050年才實(shí)現(xiàn)凈零排放可能為時(shí)已晚，因此各國(guó)需真正關(guān)注的是如何在2040年實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。核能是可供許多經(jīng)濟(jì)部門(mén)脫碳使用的重要工具。核電能夠提升電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，進(jìn)而推進(jìn)太陽(yáng)能和風(fēng)能等間歇性可再生能源的部署。除供電外，核能還可用于制氫、工業(yè)供熱、區(qū)域供暖、海水淡化、合成燃料和化工產(chǎn)品生產(chǎn)等，有助于推進(jìn)電力以外難以減排行業(yè)的脫碳。因此核能是全球?qū)崿F(xiàn)清潔和現(xiàn)代能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。報(bào)告指出，利用核能實(shí)現(xiàn)碳減排的關(guān)鍵性措施是在保持現(xiàn)有核電機(jī)組長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)建設(shè)新的核電機(jī)組，能夠以可負(fù)擔(dān)的成本融資，簡(jiǎn)化國(guó)際許可程序，以及擴(kuò)大核能在電力之外領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.1 案例分析

為詳細(xì)說(shuō)明核電在碳減排方面作出的貢獻(xiàn)，報(bào)告選擇將德國(guó)格羅恩德核電廠、中國(guó)海陽(yáng)核電廠、土耳其阿庫(kù)尤核電廠和美國(guó)桃花谷核電廠作為案例進(jìn)行分析。

格羅恩德核電廠最初于1984年實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。2021年2月7日，該核電廠的一臺(tái)功率為1360兆瓦的機(jī)組以400太瓦時(shí)的總發(fā)電量創(chuàng)下世界紀(jì)錄。在過(guò)去的36年里該核電廠大約減少了4億噸碳排放。

海陽(yáng)核電廠現(xiàn)有2臺(tái)AP-1000機(jī)組，于2018年投入運(yùn)行。該核電廠計(jì)劃增加4臺(tái)1000兆瓦的機(jī)組，并預(yù)留出空間以便在將來(lái)再建立2臺(tái)機(jī)組。目前海陽(yáng)核電廠正在開(kāi)展核能供熱項(xiàng)目建設(shè)，一期工程已于2019年11月完成，供熱面積達(dá)70萬(wàn)平方米。二期工程開(kāi)始于2020年11月，將于2021年11月投入運(yùn)行，供熱面積將達(dá)450萬(wàn)平方米。海陽(yáng)核電廠為城市提供可負(fù)擔(dān)的低碳電力和熱力，實(shí)現(xiàn)了社會(huì)效益和和環(huán)境效益的雙贏。

阿庫(kù)尤核電廠是俄羅斯國(guó)家原子能集團(tuán)公司根據(jù)俄羅斯與土耳其2010年5月簽訂的政府間協(xié)議正在建造的一座將配有4臺(tái)VVER-1200機(jī)組的核電廠，設(shè)計(jì)壽期為60年。建成后，該核電廠的年發(fā)電量為35太瓦時(shí)，能夠滿足土耳其近10%的電力需求。該核電廠的建設(shè)能夠幫助土耳其實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國(guó)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)（SDG），即阿庫(kù)尤能夠提供“可負(fù)擔(dān)的清潔能源”，使土耳其能夠更好地應(yīng)對(duì)氣候變化。

桃花谷核電廠隸屬于美國(guó)愛(ài)克斯龍公司，共有3臺(tái)機(jī)組，1號(hào)機(jī)組是一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的石墨慢化氦氣冷卻高溫反應(yīng)堆，已于1974年停運(yùn)。2號(hào)和3號(hào)機(jī)組是沸水堆，于1974年投入商運(yùn)，且均已兩次獲準(zhǔn)延壽，可分別運(yùn)行至2053和2054年。除延長(zhǎng)該核電廠運(yùn)行期限外，愛(ài)克斯龍公司還開(kāi)展了一個(gè)長(zhǎng)達(dá)七年的“擴(kuò)展功率提升”（EPU）項(xiàng)目，通過(guò)對(duì)主要部件進(jìn)行更換和升級(jí)，將兩臺(tái)機(jī)組裝機(jī)容量各提升了12%。桃花谷核電廠裝機(jī)容量現(xiàn)為2770 兆瓦，能夠?yàn)?70萬(wàn)家庭和企業(yè)提供零碳電力。如果桃花谷核電廠能夠持續(xù)運(yùn)營(yíng)至2054年，將能避免4.86億噸碳排放量的產(chǎn)生，相當(dāng)于在34年里每年從道路網(wǎng)中移除330萬(wàn)輛汽車(chē)。

2.2現(xiàn)有核電機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行

鑒于核電在碳減排方面的關(guān)鍵性作用，各國(guó)需保證現(xiàn)有核電機(jī)組能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。如圖3所示，截至2020年底，全球有441臺(tái)在運(yùn)核電機(jī)組，總裝機(jī)容量達(dá)392吉瓦。然而在過(guò)去三年里，全球總裝機(jī)容量基本持平，即新增核電機(jī)組的裝機(jī)容量與永久關(guān)停機(jī)組的容量相當(dāng)。2020年，阿聯(lián)酋、白俄羅斯、俄羅斯和中國(guó)共建成5臺(tái)機(jī)組，總裝機(jī)容量為5521兆瓦。然而，法國(guó)、美國(guó)、俄羅斯和瑞典共關(guān)閉6臺(tái)機(jī)組，總裝機(jī)容量為5165兆瓦。2018至2020年，共有26臺(tái)機(jī)組永久停運(yùn)，總裝機(jī)容量為20.8吉瓦，而新投運(yùn)的機(jī)組有20臺(tái)，總裝機(jī)容量為21.3吉瓦。

報(bào)告指出，過(guò)去幾年，機(jī)組的關(guān)閉并非因?yàn)榧夹g(shù)限制，而是因?yàn)檎臈壓苏咭约笆袌?chǎng)未能充分認(rèn)識(shí)到核電廠在降低碳排放和確保電力供應(yīng)穩(wěn)定方面的價(jià)值。例如，受市場(chǎng)因素的影響，美國(guó)印第安角2號(hào)機(jī)組和杜安阿諾德1號(hào)機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益下降，均已于2020年提前關(guān)閉。而受到法國(guó)出臺(tái)的消極核能政策——即降低核電在該國(guó)電力結(jié)構(gòu)中的比重——的影響，弗森海姆1號(hào)和2號(hào)機(jī)組已分別于2020年2月和6月關(guān)閉。此外，報(bào)告中提到，受德國(guó)政府棄核政策的影響，格羅恩德核電廠將于2021年底停運(yùn)。

對(duì)于想要實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)的國(guó)家而言，核電機(jī)組的提前停運(yùn)會(huì)影響低碳電力的生產(chǎn)，也是一種嚴(yán)重的能源浪費(fèi)。此外，報(bào)告還強(qiáng)調(diào)，正如美國(guó)在桃花谷核電廠開(kāi)展的“擴(kuò)展功率提升”項(xiàng)目一樣，通過(guò)部件的維修和更換以及系統(tǒng)的升級(jí)，可以提升現(xiàn)有核電機(jī)組的裝機(jī)容量。。報(bào)告指出，通過(guò)提升現(xiàn)有機(jī)組裝機(jī)容量進(jìn)而增加核發(fā)電量是電力生產(chǎn)領(lǐng)域最具成本效益的緩解氣候問(wèn)題的措施。

報(bào)告提出，必須保持現(xiàn)有核電機(jī)組長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，避免被化石燃料發(fā)電廠取代。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，政府應(yīng)緊急制訂政策，以向那些由于市場(chǎng)忽略核能在氣候和能源安全方面價(jià)值而面臨停運(yùn)威脅的機(jī)組提供支持。例如，美國(guó)伊利諾伊州擬于2021年9月初提交法案，為愛(ài)克斯龍的拜倫、德累斯頓以及布雷德伍德核電廠提供7億美元補(bǔ)貼，避免其因市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)性不足的問(wèn)題提前停運(yùn)。同時(shí)，已經(jīng)實(shí)施了減少或逐步淘汰核電政策的政府現(xiàn)在必須重新評(píng)估這些政策，因?yàn)槟壳疤岢龅奶娲穗姷姆桨付紝?dǎo)致對(duì)化石燃料依賴性的提高、電力系統(tǒng)的可靠性降低以及電價(jià)的上漲。

2.3 建設(shè)新核電機(jī)組

為減少碳排放量，擴(kuò)大核電規(guī)模，，各國(guó)還應(yīng)推進(jìn)新核電機(jī)組建設(shè)。報(bào)告指出，近來(lái)有跡象表明核電業(yè)將會(huì)快速發(fā)展。截至2021年9月1日，全球共有在運(yùn)核電機(jī)組443臺(tái)，總裝機(jī)容量超過(guò)394吉瓦。在2021年前8個(gè)月內(nèi)，盡管美國(guó)印第安角3號(hào)和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)國(guó)圣1號(hào)兩臺(tái)機(jī)組永久停運(yùn)，但是包括印度格格拉帕爾3號(hào)、巴基斯坦卡拉奇3號(hào)、以及中國(guó)田灣6號(hào)和紅巖洋河5號(hào)在內(nèi)的4臺(tái)新機(jī)組已實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。此外，共有7臺(tái)機(jī)組正式啟動(dòng)建設(shè)，包括土耳其阿庫(kù)尤3號(hào)、俄羅斯首座鉛冷快堆 BREST-OD-300、印度庫(kù)坦庫(kù)拉姆5號(hào)、以及4臺(tái)中國(guó)機(jī)組（田灣7號(hào)、徐大堡3號(hào)、昌江小堆示范工程和昌江3號(hào)機(jī)組）的建設(shè)工作已經(jīng)啟動(dòng)。

目前全球經(jīng)濟(jì)已有復(fù)蘇跡象，這使得電力需求出現(xiàn)反彈。國(guó)際能源署發(fā)布警告稱， 2021年全球電力需求將增加5%，而絕大部分新增電力需求將通過(guò)燃煤發(fā)電得到滿足，這會(huì)將碳排放量推向歷史新高。在此情況下，大力發(fā)展核能以取代化石燃料電廠能夠避免碳排放量的增加。因此各國(guó)在充分利用現(xiàn)有核電機(jī)組發(fā)電的同時(shí)，應(yīng)加快新核電機(jī)組的建設(shè)。具體措施如下：一方面，各國(guó)新建核電機(jī)組時(shí)可以通過(guò)近期某一類(lèi)型首座電廠（FOAK）的建設(shè)來(lái)獲取專業(yè)知識(shí)并建立供應(yīng)鏈，以及利用從首座電廠建設(shè)項(xiàng)目中獲得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)來(lái)降低核電建設(shè)成本；另一方面，各國(guó)必須致力于研究、開(kāi)發(fā)和部署下一代核反應(yīng)堆，其中包括小型模塊化反應(yīng)堆和其他先進(jìn)核技術(shù)。

2.4能夠以可負(fù)擔(dān)的成本融資

融資成本占核電總成本的比重超過(guò)75%，因此，如果要建設(shè)足夠的核電廠以滿足到2040年或2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放的目標(biāo)，運(yùn)營(yíng)商需以可負(fù)擔(dān)的成本籌集資金。就為核能項(xiàng)目融資而言，政府作出的有關(guān)核能的承諾至關(guān)重要，它能提升投資者的信心、激勵(lì)投資者制訂長(zhǎng)期投資規(guī)劃、以及吸引私人和公共資本。

目前在全球范圍內(nèi)，投資者們都在優(yōu)先考慮符合環(huán)境、社會(huì)和公司治理原則（ESG）的氣候融資項(xiàng)目。然而，盡管核電及整個(gè)核行業(yè)在滿足氣候以及環(huán)境、社會(huì)和公司治理原則方面表現(xiàn)強(qiáng)勁，但許多氣候融資項(xiàng)目迫于政治壓力被迫將核能排除在外，例如歐盟的《可持續(xù)性金融分類(lèi)法》和英國(guó)的《綠色分類(lèi)法》。鑒于上述情況，報(bào)告強(qiáng)調(diào)，一些國(guó)家通過(guò)限制其他國(guó)家以可負(fù)擔(dān)的成本為核能融資來(lái)強(qiáng)迫這些國(guó)家將核能排除在能源政策之外，這種政治施壓行為必須遭到抵制。環(huán)境、社會(huì)和公司治理原則以及氣候融資標(biāo)準(zhǔn)必須是技術(shù)中立的，以科學(xué)為基礎(chǔ)的，并始終如一地應(yīng)用于所有經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。

2.5簡(jiǎn)化國(guó)際許可程序

當(dāng)前的監(jiān)管要求可能會(huì)給新核能項(xiàng)目的部署帶來(lái)重大挑戰(zhàn)，特別是小型模塊化反應(yīng)堆等新技術(shù)的部署。去年年底，反應(yīng)堆設(shè)計(jì)評(píng)估和許可合作工作組（CORDEL）編寫(xiě)了一份關(guān)于協(xié)調(diào)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)評(píng)估工作和許可申請(qǐng)的報(bào)告，建議為協(xié)調(diào)評(píng)估工作和許可申請(qǐng)建立一個(gè)國(guó)際框架。該框架的核心建立多國(guó)監(jiān)管顧問(wèn)組。該顧問(wèn)組由來(lái)自各國(guó)國(guó)家監(jiān)管機(jī)構(gòu)的專家組成，并由一項(xiàng)國(guó)際協(xié)議授權(quán)。政府、監(jiān)管機(jī)構(gòu)和行業(yè)必須共同努力，加快新核能項(xiàng)目的部署，以便使核技術(shù)能夠最大限度地為包括電力生產(chǎn)和供應(yīng)在內(nèi)的多個(gè)領(lǐng)域的脫碳做出貢獻(xiàn)。

2.6擴(kuò)大核能在電力之外領(lǐng)域的應(yīng)用

上述部分詳細(xì)介紹了核能在電力領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀。但是，先前提到的海陽(yáng)核電廠區(qū)域供熱的案例表明，核能可為其他許多目前依賴化石燃料的行業(yè)提供幫助。報(bào)告指出，首先，鑒于政府希望逐步以氫燃料鍋爐取代燃?xì)庵醒牍┡到y(tǒng)，對(duì)氫的需求預(yù)計(jì)將急劇增加。而可用于交通運(yùn)輸領(lǐng)域的氫燃料電池的開(kāi)發(fā)將進(jìn)一步增加這一需求。目前，大多數(shù)的氫都是由化石燃料制造的，由此產(chǎn)生很高的溫室氣體排放量。核技術(shù)可取代化石燃料制氫，因?yàn)槟壳罢陂_(kāi)發(fā)的反應(yīng)堆能夠在足夠高的溫度下提供熱量，以熱化學(xué)方式分解水來(lái)制氫。其次，除制氫外，反應(yīng)堆所能提供的高溫工藝熱也可用于混凝土、玻璃和鋼鐵等基本產(chǎn)品的制造，目前制造這些產(chǎn)品所需的工藝熱主要由化石燃料提供。此外，氣候變化將帶來(lái)越來(lái)越大的淡水供應(yīng)壓力，而在海水淡化領(lǐng)域核技術(shù)已然成熟。

總之，報(bào)告強(qiáng)調(diào)，鑒于核能是唯一可以產(chǎn)生零碳電力和熱力的低碳能源，各國(guó)需抓住機(jī)會(huì)利用核能以幫助電力以外的許多難以減排的行業(yè)實(shí)現(xiàn)脫碳。同時(shí)，擴(kuò)大核能的應(yīng)用范圍也將改進(jìn)現(xiàn)有和新建核電廠的商業(yè)運(yùn)行模式。 

3 小結(jié)

面對(duì)新冠疫情帶來(lái)的電力需求下降，2020年核發(fā)電量的下降體現(xiàn)出核電機(jī)組運(yùn)行的靈活性。即核電機(jī)組在保障電力穩(wěn)定、可靠供應(yīng)的同時(shí)能夠更好的應(yīng)對(duì)總電力需求的變化和可再生能源市場(chǎng)份額增加等情況。

然而隨著2021年經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，電力需求出現(xiàn)反彈，而絕大部分新增電力需求將通過(guò)燃煤發(fā)電得到滿足。為實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)，各國(guó)需利用核能推進(jìn)經(jīng)濟(jì)部門(mén)的脫碳。一方面，核能在提升電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性方面的作用能夠推進(jìn)太陽(yáng)能和風(fēng)能等間歇性可再生能源的部署。另一方面。除供電外，核能還可用于制氫、工業(yè)供熱、區(qū)域供暖、海水淡化、合成燃料和化工產(chǎn)品生產(chǎn)等。報(bào)告通過(guò)四個(gè)案例指出核能是電力及電力以外行業(yè)脫碳的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。因此，報(bào)告提出五項(xiàng)關(guān)鍵性措施以利用核能實(shí)現(xiàn)碳減排：保持現(xiàn)有核電機(jī)組長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行；建設(shè)新的核電機(jī)組；能夠以可負(fù)擔(dān)的成本融資；簡(jiǎn)化國(guó)際許可程序；以及擴(kuò)大核能在電力之外領(lǐng)域的應(yīng)用。

（中核戰(zhàn)略規(guī)劃研究總院 李晨曦）