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全球能源危机下的核电政策转变与技术趋势

期号

2022年11期

选题时间

2022-11-20

摘要

2022年初，随着俄乌冲突的爆发，以及欧佩克组织成员国的原油减产，导致国际能源价格飙升，综合通货膨胀、疫情、极端天气等因素，全球陷入了巨大的能源危机之中，对于欧洲诸国尤其明显。能源问题可能在今年冬季因“三重”拉尼娜现象而进一步恶化。上述多重因素的叠加严重影响了各国的碳中和目标，导致这些国家的能源政策发生了转变，尤其表现在核电领域。1、全球重要国家核能源政策转变由于地缘政治、极端气候、新冠疫情等多方面的影响，各国的核能源布局与战略发生了巨大变化，特别是欧美国家迫于现实需要，逐步放弃了自福岛核事故后维持了多年的抑制核电发展的政策。美、英、法、韩等核电大国开始加大核电建设投入，以德、日为代表的废核、限核国家，现今也逐步放开核电政策。1.1 美国美国拜登政府上台之初就意识到了核电对于美国实现“碳中和”目标的重要性，因此一改历届民主党政府的“抑核”态度，对核电采取了务实的态度。早在去年3月，美国能源部核能办公室发布的《战略愿景》文件中就提出了美国核能事业到2030年的5大愿景目标，包括确保现有核反应堆的持续运行、实现先进反应堆的部署、开发先进核燃料循环技术、保持美国核电技术的领导地位、建立高效的核电业务组织，以应对美国核电领域面临的挑战。在今年8月出台的《通胀削减法案》中，给予了核电站建设与升级更优惠的税收政策与信贷额度，并提供拨款激励先进反应堆铀燃料的生产与升级国家实验室的核基础设施。1.2 英国2021年，由于核反应堆的退役，英国的核电发电量降至1982年以来的最低水平。今年4月初，英国《英国能源安全战略》指出，英国政府未来的能源政策将着眼于包括核电在内的清洁能源，计划到2050年将核电装机容量增加两倍，为了实现该目标，除了考虑现有核电站延寿以外，还计划在未来十年内以每年大约一个新核电项目的速度推进核电的开发。此外，英国政府也在积极推进核能制氢技术的发展以及聚变能发电的商业化应用，如其去年发布的《氢能战略》中提出到2030年实现5吉瓦低碳氢产能，在《英国聚变战略》中则表示将示范聚变发电技术的商业可行性，并向全球输出聚变技术。1.3 法国核电大国法国有近70%电力依赖于核电，但在2015年通过的法案要求实现电力生产的多元化，逐渐关闭部分现有核反应堆，在2035年前将核电占比将至50%。但随着全球能源危机的爆发，从今年2月开始，法国政府不得不重新加大对于核电的投入，除了要求法国电力公司（EDF）研究核电机组延寿运行到50年以上的技术以外，还起草了新法案，进一步加速发展新型核电，计划首批建设6个新一代欧洲压水反应堆（EPR-2），远期还考虑建设另外8个EPR-2。1.4 德国2011年日本福岛核泄漏事故后，德国政府制定了2022年底前逐步退役全部核电站的计划。德国目前仅剩3座核电站处于运行状态，原计划今年底关闭。近期，德国政府认为允许暂时延长剩余3座核电站寿命的关键条件已经得到满足，德国总理朔尔茨已于今年10月17日正式宣布，将德国剩余3座核电站的运营时间延长至2023年4月15日。1.5 韩国尹锡悦政府上台后，拒绝上届政府提出的逐步淘汰核电的方案，承诺加大投资核电产业，使韩国重获安全核反应堆出口主要国家的地位。韩国产业通商资源部今年6月宣布，计划到2030年将核电在全国能源结构中的比重提升至30％以上。2021年这一比重为27.4％。韩国政府还准备投入4000亿韩元开发小型模块化核反应堆，力争到2030年出口10座核反应堆。1.6 日本福岛核事故过去11年后，日本政府于今年8月24日宣布正在考虑未来建设“配备有新安全机制的新一代反应堆”，这既是为了实现碳中和，也是为了应对能源价格飞涨。除了新建新一代反应堆，重启现有反应堆也是日本政府近期的主要核电计划。7月14日，日本首相岸田文雄就透露，今年冬季最多将启动9个核电机组。为确保今后电力稳定供应，明年夏季之后，将计划重启的核电机组数量增加到17个，并进一步延长核电机组运营期限。2、核电技术主要发展趋势正是由于国际局势、经济环境、环保政策等的快速变化，以及其它清洁能源的一些劣势，如能源输出不稳定、成本仍然较高等，导致稳定和相对廉价的核能越来越成为各国理想的零碳能源来源。在多方因素作用下，当前核电技术快速发展，其研究主要集中在第四代核电技术以及小型模块化反应堆技术。2.1 第四代核电技术第四代核电技术目前仍处于开发阶段，目标是在2030年左右投入应用。第四代核电技术有六种设计概念，包括三种快中子堆和三种热中子堆。三种快中子堆分别是带有先进燃料循环的钠冷快堆（SFR）、铅冷快堆（LFR）和气冷快堆（GFR）；三种热中子堆分别是超临界水冷堆（SCWR）、超高温气冷堆（VHTR）和熔盐堆（MSR）。这些设计的目的是要达到大幅减少核废料、更充分利用铀资源、降低核电站建造和运营成本，以及更好控制核扩散，即保证核技术的和平利用。我国在第四代核电技术的研究与商业化方面处于优势地位，在钍基熔盐堆、铅基重金属冷却快中子反应堆等方面具有丰富的技术储备，同时，全球首个四代核电技术商业化示范项目，即石岛湾核电站高温气冷堆，也于今年11月初首次实现了核能供热。2.2 小型模块化反应堆技术小型模块化反应堆（SMR）已经成为未来核能技术发展的重要方向，各国正针对其开展研究，依据国际原子能机构（IAEA）最新统计数据，全球目前约有70种SMR设计和概念，处于不同开发阶段。SMR具备优异的灵活性，采用不依赖电源即可冷却反应堆的结构等，提高了安全性，能够以单一或多模块形式进行部署，并且可以在工厂内建造，根据需求运输到现场安装。我国与俄罗斯在SMR的应用落地方面处于世界前列，根据国际能源署（IEA）今年6月的报告显示，在2017年以后世界各地开工建设的31座反应堆中，中国和俄罗斯建造的占27座。2020年5月，俄罗斯开始运营世界上第一座海上浮式核电站“罗蒙诺索夫院士”号，其包括了两台35兆瓦的SMR机组。目前，我国自主研发的全球首个陆上商用小型反应堆“玲龙一号”示范工程正抓紧建设。“玲龙一号”是全球首个通过国际原子能机构安全审查的陆上SMR，标志着我国在SMR应用技术上走在世界前列。3、趋势总结在当前能源危机和碳中和交织的形势下，核电作为持续稳定的低碳能源，得到世界主要国家的进一步重视。目前核电领域主要发展的趋势可总结为：①能源危机的出现迫使各国不得不延长核电站使用寿命，这刺激了核安全技术的研发；②作为一种全天候稳定供能的清洁能源，核电已成为未来多能融合能源体系的重要组成部分；③安全化、小型化、环境友好化、应用多元化是未来核电技术发展的主要方向。对我国而言，在能源需求不断提升的背景以及“双碳”战略目标的指引下，核电作为稳定能源也将成为重要的能源选项。政策动态

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选题发起人

徐英祺 ; 陆颖