1月16日，国际能源署（IEA）发布《迈向核能新时代之路》[1]报告，指出随着投资增加、新技术进步和政策支持，核能发展将提速，全球核能发电量有望在2025年达到新高。报告指出，随着全球电力需求强劲增长，核能发展新势头有可能开启安全清洁能源的新时代。目前，全球有40多个国家支持提高核能结构，其关注度已达20世纪70年代石油危机以来的最高水平，小型模块化反应堆（SMR）等技术创新加快推进，首批商业SMR项目预计于2030年左右投入运营。要点如下：
全球核电发展呈现积极态势，预计2025年近420座核反应堆的发电量将创新高。尽管部分国家逐步淘汰核电或提前退役核电站，但日本重启核电生产、法国完成核电站维护，以及中国、印度、韩国和欧洲等新的反应堆投入运营，将推动全球核能发电量的提升。目前，全球核能发电量约占总发电量的10%，是仅次于水电的第二大低排放电力来源（图1）。全球在建核反应堆约63座，总装机容量超过70吉瓦，为1990年以来的最高水平之一。过去五年中，全球已有60多座反应堆决定延长运行寿命，占核反应堆总数的15%。此外，多国倡议到2050年将全球核电装机容量增加两倍，以助力实现能源安全和气候目标。自2020年以来，核电年度投资增长近50%，超过600亿美元。全球主要国家核能发电量在总发电量中占比如图2所示。
图1 2023年全球低排放电力发电量情况（单位：太瓦时）
图2 2023年主要国家核能发电量在总发电量中占比（单位：%）
目前，全球核电发展高度依赖中国和俄罗斯技术。2017年以来，全球开工建设的52座反应堆中，25座为中国设计，23座为俄罗斯设计（图3）。核技术和铀生产、铀浓缩市场高度集中，未来存在风险，供应链需要多样化。市场格局正在发生变化：目前全球在建项目中有一半在中国，到2030年，中国有望超过美国和欧盟，成为核电装机容量最大的国家。尽管发达经济体拥有全球大部分核反应堆，但这些反应堆相对老旧，平均在役期限超过36年，是其他地区的两倍。近年来，美国、法国等传统核电强国在新建大型反应堆项目中面临延误和成本超支等问题。
未来核电发展前景良好，但存在区域差异（图4）。在发达经济体，SMR和大型反应堆的增加仅能抵消反应堆机组老化的影响，预计到2050年装机容量略高于当前。欧盟核电在电力结构中占比从20世纪90年代的34%降至2023年的23%，且仍在稳步下降。相比之下，到本世纪中叶，中国的装机容量将增长两倍多，其他新兴和发展中经济体的装机容量也将翻一番。
图4 2023年不同经济体核电装机容量（左图：发达经济体；右图：发展中国家和新兴市场；单位：吉瓦）
在政府支持和商业模式创新的作用下，SMR凭借其成本竞争力，有望为核能发展开辟新时代。私营部门对稳定、可调度且清洁的电力需求是推动SMR发展的主要动力，尤其是数据中心等领域电力需求的强劲增长。目前，全球有高达25吉瓦的SMR项目处于不同程度的规划阶段。在现有政策框架下，到2050年SMR装机容量预计将达到40吉瓦，但其潜在发展空间更大。如果政策支持、法规简化与行业交付能力相结合，到本世纪中叶，SMR装机容量有望达到120吉瓦，届时全球将有超过1000座SMR投入运行。SMR所需投资也将从目前不到50亿美元增加到2030年的250亿美元，到2050年累计投资需达到6700亿美元。如果SMR建设成本在未来15年内降至与大型反应堆相当，其成本效益将进一步提升60%，到2050年部署规模有望达到190吉瓦。在此情景下，到2040年中国SMR生产成本预计为2500美元/千瓦，美国和欧洲为4500美元/千瓦。
SMR技术发展以及大型反应堆的增加，将为美国、欧洲和日本重新掌控核能技术的领先地位提供可能。在快速增长场景下，到2050年，发达经济体的核电装机容量有望增长40%以上，有助于实现能源安全和减排目标。在欧洲、美国、日本和韩国新项目的推动下，由发达经济体设计的大型核电站建设比例将从近年来的不到10%上升到2030年的40%，2040年将进一步上升到50%以上（图5）。同时，SMR的广泛部署将强化这一趋势，到2050年，超过一半的新建核电项目将采用美国或欧洲的设计。这种更具竞争力和多样化的市场格局将为各国带来广泛益处，尤其是加强核技术部署的国家。
图5 2017-2040年已承诺情景下全球核电建设的技术来源分布（单位：%）
铀供应链的地理集中仍是关键的风险因素。目前，全球铀生产高度集中在4个国家，这些国家合计占全球铀产量的四分之三以上。此外，铀浓缩供应也高度集中，99%以上的加工能力集中在4个国家，俄罗斯占全球的40%。因此，提升供应链的多样性和安全性对于核能的可持续发展至关重要。
快速增长情景需要大幅扩大年度投资，将2030年的投资额翻一翻至1200亿美元。由于项目规模、资本密集、建设周期长、技术复杂性和风险责任，一些国家核电项目很难融资，需要政府的大力参与。国有企业通常是核电站的主要所有者和运营商，仅靠公共资金难以满足核能发展需求，但许可和建设周期很难吸引私营投资。
为降低核能项目超支和延误风险，扩大公共与私营融资并保护消费者利益，需采取多方面措施：（1）采用成熟设计与标准化建造，建立技术供应链和熟练劳动力体系，缩短建造时间，并降低成本。（2）提高未来现金流可预测性，以更好地降低融资成本、吸引私营资本，支持性监管框架可增强债务融资的可行性。（3）利用去风险工具：在价格波动市场中，长期购电协议、差价合约和受监管资产基础模型等工具不可或缺。长期购电协议还可由大型消费者承保，锁定未来电力供应成本。通过上述措施，可为绿色债券等商业融资工具松绑，并获得监管法规和政策的支持。
SMR带来新的商业模式，可大幅降低单个项目的总投资成本，使其达到与海上风电和大型水电等大型可再生能源项目相当的水平。一旦建立首个项目且技术得到验证，可进一步降低SMR的商业贷款风险。模块化设计可大大缩短SMR建设周期，预计项目将比大型反应堆提前10年实现资金盈亏平衡。数据中心背后技术参与者的良好信用评级也可以推动项目融资。
多种迹象表明核能将进入一个新时代，当前主要任务是营造良好的发展环境。各国政府可以制定战略愿景，提供激励措施和公共财政等支持政策。并非所有国家都认为核能技术可以发挥作用，核电只是全球实现更安全、更可持续的未来能源技术之一。但核能可以提供其他低排放技术难以复制的服务和规模。因此，各国政府需采取多种举措，包括强大和多样化的供应链、熟练的劳动力、创新支持举措、降低投资风险机制，直接财政支持、有效和透明的核安全法规，以及退役和废物管理规定。
（帖鑫龙 李岚春）
[1]
The Path to a New Era for Nuclear Energy. https://www.iea.org/reports/the-path-to-a-new-era-for-nuclear-energy
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