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全球核电发展现状与展望

作者:赵君陶 来源:能源研究俱乐部 时间:2020-10-16 浏览:
       一、全球核电发展概况

在装机容量方面,IEA最新统计数据显示,2019年,全球核电总装机容量443吉瓦,新增装机容量5.5吉瓦,与2018年的11.2吉瓦(1989年以来最大新增容量)相比大幅下降;全球在建核电装机容量60.5吉瓦,其中经合组织国家、中国和俄罗斯在建核电装机占比分别为33%、17%和8%。

数据来源:IEA

图1  全球在建核电装机情况

在发电量方面,《BP世界能源统计年鉴2020》数据显示,2019年全球核电发电量为2796太瓦时,同比增长3.5%,为2004年以来的最快增长。在各类电源发电量中,核电占比10.4%,同比增长0.3个百分点。

具体到国家层面,美国核电发电量最高,为852太瓦时,约占全球核电发电量的30.4%。法国、中国、俄罗斯核电发电量紧随其后,分别为399.4太瓦时、348.7太瓦时、209太瓦时。这4个国家的核电发电量约占全球核电发电量的65%。2019年,核电发电量在本国总发电量中占比超过10%的国家共有20个,其中法国占比最高,达70.6%;乌克兰和斯洛伐克并列第二,均为53.9%。

从增长速度来看,中国继续延续2018年快速增长态势,为全球核电贡献了最大的增量。2019年,中国结束三年来的“零核准”,年内获核准的山东荣成、福建漳州1-2号机组、广东太平岭1-2号机组均采用中国自主知识产权的“国和一号”或“华龙一号”三代核电技术,福建漳州一号机组已于2019年10月开工建设。日本也逐渐摆脱福岛事件的影响,取得显著增长。2019年,中国核电发电量348.7太瓦时,同比增长89.7太瓦时,增幅18.2%;日本核电发电量65.6太瓦时,同比增长16.5太瓦时,增幅33.7%。

受全球新冠肺炎疫情影响,2020年一季度全球核电发电量同比下降约3%。IEA在其发布的《全球能源评估2020》中指出,由于各国封锁政策的实施,年内全球电力需求将大幅减少5%或以上,核电的需求也将随之下降。事实上,为防控疫情而采取的封锁隔离措施也对接近完工的核电机组建设进度造成了很大影响。目前,中国2台、芬兰1台在建核电机组已将完工日期从2020年推迟至2021年,而法国、英国和美国的在建项目也很可能面临类似延期。此外,部分机组停堆换料工作也推迟至2021年。受整体电力需求下降、计划大修项目推迟及核电机组建设延期等因素影响,IEA预计2020年度全球核电需求将下降2.5%。

来源:IEA

图2  各地2020年一季度及预计全年核电需求的变化情况

二、全球核电发展环境分析

在全球电力需求增速放缓、石油天然气等化石燃料价格降低、可再生能源电力成本降低、技术迭代速度加快的大背景下,占据全球发电总量10.4%的核电行业发展正面临多重挑战。尤其在2011年福岛核事故之后,对于核电站和核废料存储方案安全性的担忧使得发达国家调整国家核电发展政策,而全球核电设备“老龄化”加剧了核电发展的困境。

(一)经合组织国家核电发展放缓

近年来,多个国家调整核能领域发展计划。德国、比利时、瑞士和西班牙等国家计划逐步淘汰核电;韩国、瑞典、法国等国家则打算降低核电比例;受低成本天然气和可再生资源竞争的影响,美国一些小型、低效核电站提前关闭。

德国是世界上第一个通过立法确定淘汰核电的国家,决定在2022年全面淘汰核电。目前,德国已经关闭20座核电站,2019年该国核电发电量约占全国总发电量的5%。比利时计划在2025年前逐步淘汰核能发电,2019年核电发电量约占该国总发电量的46.3%。瑞士明确不再批准新建核电站,对现有核电站不延期退役,并于2019年12月永久关闭了其现有五座核反应堆中的第一座。西班牙计划于2030年前关闭国内最后一座核反应堆,并计划不对任何核反应堆40年的运行寿期进行延长。

(二)多数在运机组服役将近设计年限

核电机组的运营年限一般为30~40年,这意味着欧美等发达国家于上个世纪大规模建设的核电机组均已到达服役年限。国际原子能机构(IAEA)公布2019年全球核电发展数据显示,截至2019年底,全球在运核电机组总计443座,其中,292台机组(装机容量约254吉瓦)运行时间已超过30年,美国九英里峰1号和京纳机组、印度塔拉普尔1号和2号机组、瑞士贝兹瑙1号机组等5台核电机组的运行时间甚至已超过50年。

数据来源:IAEA

图3  全球在运核电机组运行年限

鉴于延长核电机组运行时间的费用仅为新建核电机组的10%~20%,更多国家选择通过对核电机组基本结构、系统和部件进行特殊安全评审和评定来延长机组运行时间至60年,同时对核电机组进行升级改造,确保本国核电机组未来安全运行。美国、法国、加拿大、阿根廷、亚美尼亚、乌克兰、捷克、俄罗斯、墨西哥和巴西等国家均有核电延长运营期限的计划。

即使如此,俄罗斯科学院能源研究所(ERI RAS)认为,到2040年,发达国家运营的核电装机容量仍将下降三分之二,从2018年的约280吉瓦下降到2040年的95吉瓦左右。

三、展望

水电和核电两者共同提供了全球四分之三的低碳发电量。然而作为世界上第二大低碳电力来源的核电,其发展轨迹与IEA可持续发展情景(SDS)的目标仍有较大差距。

按照目前计划的建设趋势,全球核电装机将在2030年后呈现下降态势,2040年的装机仅为456吉瓦,远低于IEA的SDS设定目标601吉瓦。IEA指出,2020~2040年,核电装机年均增加15吉瓦,才能达到SDS水平。

来源:IEA

图4  各情景下到2040年全球核电装机容量

来源:ERI RAS

图5  不同情景下各地区核电发电量

事实上,根据目前的趋势,全球核电发电增长速度将落后于电力需求增长速度。俄罗斯科学院能源研究所认为,到2040年,核电发电量在全球总发电量中占比将降至10%以下。预计经合组织国家核电发电量占比将从2015年的18%下降到2040年的12.6%~13.4%。到2035年,发展中国家核电发电量将超过经合组织国家,为全球核电增长贡献最多的增量。其中,中国将实现最大的核电增长。

参考文献:

[1]BP.Statistical Review of World Energy 2020[R].2020.

[2]IEA.Global Energy Review 2020[R].2019.

[3]IEA.Nuclear 2020[R].2020.

[4]IAEA.Nuclear Technology Review 2020[R].2020.

[5]В.А.Кулагина.ПРОГНОЗ РАЗВИТИЯ ЭНЕРГЕТИКИ МИРА И РОССИИ 2019[R].2020.Москва.

原文首发于《电力决策与舆情参考》2020年9月25日第38、39期

关键字:核电

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