全球核电蓄势待发
2023-01-05伍浩松,李晨曦
德国总理朔尔茨2022 年10 月17 日正式宣布,所有三台在运核电机组将持续运行至2023年4月15日。据德国媒体报道,朔尔茨已正式向相关部门宣布了这一决定。接下来,相关部门将正式启动立法流程,以便使伊萨尔2 号、内卡韦斯特海姆2 号和埃姆斯兰这三台核电机组可以运行至明年4月。根据德国政府此前的政策,这三台机组应于2022年12月31日永久关闭。
在全球就加快能源结构绿色低碳转型达成普遍共识,且近期俄乌冲突导致国际市场能源价格大幅波动的大背景下,德国只是近期调整核能政策的国家之一。目前,美国、俄罗斯等主要核电国家均大力支持核电发展,韩国和日本等此前限核弃核的国家开始或者准备调整核能发展政策,此外,还有近30个国家正在建设或准备建设本国首批核电机组。全球核电行业正蓄势待发,有望迎来新一轮加速发展。
1 主要核电国家均大力支持核电发展
美国政府将核电视为实现碳减排目标和保障未来能源安全的重要选项,积极从两方面助力本国核电发展。一是支持现有核电机组延寿。美国现有92 台在运机组,大部分已获准将运行寿期从最初的40年延长至60年,其中10多台已获准或宣布准备进一步延寿至80年。二是大力推进包括模块化小堆在内的先进反应堆技术研发,力争在本世纪三十年代实现商业化应用,继续引领全球核电发展。美国已推出约20种先进反应堆设计,其中三种将在能源部支持下于2030年前建成首堆。这三种先进反应堆分别为纽斯凯尔电力公司(NuScale Power)模块化小型压水堆、X 能源公司(X-energy)小型高温气冷堆Xe-100 和泰拉能源公司(TerraPower)小型钠冷快堆Natrium。
俄罗斯设定了到2045年将核电份额从目前的20%提升至25%的目标。为实现这一目标,俄未来将重点开展两项工作。一是到2035年新建16台核电机组,包括9台传统压水堆机组、5台模块化小型压水堆机组、1台大型钠冷快堆机组和1台小型铅冷快堆机组;二是提高核电机组运行效率,包括2024 年底前将所有VVER-1200 机组换料周期延长到18个月。
欧洲议会今年7 月初决定支持将核电项目列入《欧盟可持续金融分类法》涵盖的经济活动。这意味着从明年1月开始,核电将被视为绿色能源,能够吸引更多私营投资。法国政府今年2月宣布核电复兴计划,拟于2028年开始陆续启动6台大型机组建设,未来还可能启动另外8台机组建设,目标是到2050 年新建2500 万千瓦核电装机容量。英国政府今年4月发布能源安全战略,将加速发展核电作为加强能源独立并降低碳排放的一项核心举措:核电装机容量2050 年将达2400万千瓦,较目前的588万千瓦增长三倍多。
加拿大正在积极开展在运机组延寿,并大力推进模块化小堆技术的研发。安大略省、新不伦瑞克省、萨斯喀彻温省和艾伯塔省今年3月联合发布《模块化小堆部署战略计划》,设定了三条小堆技术发展路线。一是2028年底前在安省达灵顿建成一座30万千瓦小堆;之后在萨省建设多座小堆,首堆计划于2034年投运。安大略电力公司(OPG)已宣布将使用通用电气-日立核能公司(GEH)小型沸水堆BWRX-300 在达灵顿建设核电厂,已启动厂址准备工作,并向加拿大核监管机构提交建设许可证申请。二是在新省建设两种先进小堆:先进反应堆概念公司(ARC)计划于2029年底前在莱普罗角建成一座10万千瓦钠冷快堆ARC-100;莫尔泰克斯能源公司(Moltex Energy)计划于本世纪三十年代初在莱普罗角建成一座30万千瓦稳定熔盐堆SSR-W。三是研发主要用于在偏远社区和矿山替代柴油机的微堆。超安全核公司(USNC)计划2026 年在安省乔克河(Chalk River)建成首座5 千瓦微型高温气冷堆MMR。
印度正在建设8 台核电机组,包括4 台压水堆机组、3 台加压重水堆机组和1 台快堆机组。印度已批准在2023—2025年启动建设10台加压重水堆机组,还准备使用俄技术建设2台压水堆机组,并与法国电力公司(EDF)和美国西屋公司(Westinghouse)商谈分别建设6 台欧洲压水堆(EPR)机组和6台AP1000机组的事宜。
2 多个限核弃核国家调整核能政策
除了德国,韩国、日本、比利时和瑞典等此前弃核限核的国家近期均宣布调整核能发展政策。
韩国产业通商资源部今年8月30日发布《第10份电力供应基本计划》(草案),改变了上届政府的弃核政策,表示将重启核电发展,到2033年建成6台核电机组,核电总装机容量将增至3170万千瓦,目前为2470万千瓦。根据新计划,2030年核电在韩国电力结构中所占份额将达三分之一,2021年为27%。
日本首相岸田文雄今年8 月24 日在能源政策研讨会上表示准备从三方面推动核电发展:一是继续推进核电重启进程,明年夏季之后,重启的核电机组数量将从目前的10 台增至17 台;二是延长核电机组运行寿期,目前的法定运行寿期最长为60 年,今后将考虑在这一基础上进一步延长运行寿期;三是对研发和建设新一代核电反应堆展开研讨,争取在年内提出具体方案。2011年福岛核事故之后,日本政府一直表示不会考虑新建核电厂,岸田文雄的上述表态意味着日本核电政策即将迎来重大转变。
比利时政府今年3月宣布批准多伊尔4号和蒂昂热3号机组继续运行至2035年,意味着该国已放弃2025年关闭所有核电机组的政策。实际上,比利时政府2021 年12 月就要求本国核监管机构评估这两台机组继续运行的可行性,并表示未来四年将为模块化小堆研发投资1亿欧元。
在近期大选中获胜的瑞典执政联盟于10月公布了未来能源政策,将发展目标从“100%使用可再生能源”转变为“100%使用非化石能源”,并允许重启和新建核电机组。
3 无核电国家对发展核电兴趣提升
阿联酋和白俄罗斯2021年实现了本国首台核电机组投运,全球核电国家因此增至32 个。目前还有近30个无核电国家正在开展或准备开展核电建设。
孟加拉国、土耳其和埃及正在使用俄罗斯120 万千瓦压水堆技术建设本国首批核电机组。孟加拉国卢普尔核电厂正在建设2台机组,将于2023—2025 年投运;土耳其阿库尤核电厂正在建设4 台机组,将于2023—2026 年投运;埃及埃尔达巴核电厂准备建设4台机组,首台今年7月启动建设。
波兰政府在最新发布的《至2040 年能源政策》中提出计划建设6 台大型核电机组,并已决定使用西屋公司技术建设3台AP1000机组。相关波兰企业还与韩国水电核电公司(KHNP)签署合作意向书,评估在波兰建设4台APR1400机组的可行性。哈萨克斯坦已选定首座核电厂的厂址,并准备在2023 年从分别来自中国、美国、法国和韩国的四家核电技术供应商中选择一家,启动首座核电厂建设。
包括约旦、沙特、立陶宛、爱沙尼亚、玻利维亚、智利、纳米比亚和肯尼亚在内的20 多个亚洲、欧洲、美洲和非洲国家已宣布准备在本国发展核电,并为此开展各项准备工作。
4 原因分析
4.1 实现《巴黎协定》气候目标需要推进核电加速发展
《巴黎协定》于2016 年11 月正式生效,是具有法律约束力的国际条约,已有195个缔约方签署。该协定设定了将全球平均气温升幅控制在比前工业化时期高2℃以内、并努力将温升控制在1.5℃以内的目标。为实现这一目标,许多国家已承诺到2050年实现净零排放。包括国际能源署(IEA)、经合组织核能机构(OECD NEA)、国际原子能机构(IAEA)在内许多国际权威机构的研究表明,实现气候目标,需要大规模采取包括核电在内的“所有可行”的减排技术。核电是一种清洁、高效、优质的基荷能源,目前是发电量仅次于水电的全球第二大清洁电力来源。
国际能源署在2022年6月发布的报告《核能与能源安全转型》中指出,如果2050年实现净零排放,全球核电装机容量需要翻番,从当前的4.13 亿千瓦增至2050 年的8.12 亿千瓦。如果核电未能实现这一幅度的增长,全球在实现碳中和的过程中将遇到三方面挑战:一是总支出提高,到2050 年需要增加5000 亿美元投资;二是清洁能源供应链压力增大,核电装机容量每减少100万千瓦,就需要其他类型的电力装机容量增加350万千瓦;三是消费者电力账单将易受天然气和煤炭价格波动的影响。
4.2 化石燃料价格近期大幅波动使核电再次获得关注
近期的俄乌冲突加剧了全球能源危机,化石燃料价格大幅上涨,电价也随之上涨,在主要依赖天然气发电的地区尤为突出。这促使许多国家尤其是欧洲国家高度重视能源安全问题,开始调整能源发展战略,准备寻求能源独立,摆脱对俄能源依赖。
核电成为许多国家推进电力结构清洁低碳转型、减少对化石燃料依赖的重要选择。主要原因有三条:一是虽然核电厂造价高,但建成后可持续运行60 年甚至更长时间,发电成本稳定且可预测,受国际形势动荡的影响较小;二是核燃料能量密度大,所占空间小,易于存储和运输;三是模块化小堆等新兴核电技术具有固有安全性好、初始投资低、建设周期短等特点,不仅可以在岛屿、无电网的偏远社区等以前不适于发展核电的地区部署,还能够实现多元化应用,可用于发电、供热、制氢和海水淡化等。
5 小结
当前,应对气候变化已经成为全球普遍共识,加快能源结构绿色低碳转型逐步成为各国的一致行动。近期的俄乌冲突凸显了化石燃料价格易因国际形势变化而大幅波动的特性。在这一背景下,许多国家开始关注核能,并调整或准备调整能源政策,试图大力发展核电,提高核电在本国电力结构中的份额。主要核电国家继续支持核电发展,多个限核弃核国家转变核能发展态度,数十个无核电国家准备发展核电,全球即将迎来新一波核电建设热潮。