美智庫機構(gòu)發(fā)布核能發(fā)展報告

【本刊2022年7月綜合報道】美國突破研究所（Breakthrough Institute）2022 年7 月6 日發(fā)布報告《推進(jìn)核能發(fā)展：評估核能部署、投資及其對美國清潔能源未來的影響》。該報告指出，作為一種穩(wěn)定持久、靈活性高的清潔能源，先進(jìn)核能將在美國能源體系清潔低碳轉(zhuǎn)型過程中發(fā)揮重要作用，并帶來良好的經(jīng)濟、社會和氣候效益。

突破研究所位于加利福尼亞州奧克蘭，重點研究能源、環(huán)境保護(hù)以及食品和農(nóng)業(yè)三個領(lǐng)域應(yīng)對環(huán)境和人類發(fā)展挑戰(zhàn)的技術(shù)解決方案。

先進(jìn)核能潛力巨大

報告指出，美國首批部署的先進(jìn)反應(yīng)堆主要為三種，即小型模塊化輕水堆、高溫氣冷堆以及帶有熱能存儲系統(tǒng)的反應(yīng)堆?；趯@三種反應(yīng)堆的研究結(jié)果，研究所對先進(jìn)核能系統(tǒng)的脫碳潛力進(jìn)行了全面評估。

研究表明，美國將從21 世紀(jì)30 年代初啟動先進(jìn)反應(yīng)堆的廣泛商業(yè)部署；先進(jìn)核電裝機容量2035 年將達(dá)到1900 萬～4800 萬千瓦，2040 年增至5400 萬～1.5 億千瓦，2050 年進(jìn)一步增至1.9億～4.7億千瓦；2050年，核發(fā)電量可能占全國總發(fā)電量的20%～48%。

若首批先進(jìn)反應(yīng)堆從21世紀(jì)30年代初開始商業(yè)部署，則核能將為美國實現(xiàn)碳減排目標(biāo)作出重要貢獻(xiàn)。相較于風(fēng)能、太陽能等間歇性可再生能源，先進(jìn)反應(yīng)堆運行靈活性高，能夠以穩(wěn)定、可靠的方式實現(xiàn)全天侯持續(xù)供電。因此，先進(jìn)反應(yīng)堆能夠有效填補間歇性可再生能源的不足，為建立清潔、穩(wěn)定、平衡且多元化的能源結(jié)構(gòu)提供支持，保障美國的電力供應(yīng)安全。

研究所公布的模型顯示，美國先進(jìn)核電廠建設(shè)的累計投資到2035 年將達(dá)1500 億～2200 億美元，到2050年增至8300億～1.1萬億美元。

可獲得良好效益

充分利用先進(jìn)核能技術(shù)助推清潔能源轉(zhuǎn)型，能夠獲得良好的經(jīng)濟、社會和氣候效益。

在經(jīng)濟方面，在向清潔能源轉(zhuǎn)型的過程發(fā)展先進(jìn)核能技術(shù)，可以幫助降低未來國家清潔能源體系的建設(shè)成本；先進(jìn)核電廠產(chǎn)生的熱量和蒸汽可以為重化工業(yè)這類難以脫碳的部門提供可靠、清潔的能源；能夠在現(xiàn)有化石燃料發(fā)電廠建設(shè)先進(jìn)反應(yīng)堆，以清潔能源取代化石能源，促進(jìn)地區(qū)能源轉(zhuǎn)型。

在社會效應(yīng)方面，構(gòu)建先進(jìn)核能體系，將在核電設(shè)備制造、電廠建設(shè)、運營和維護(hù)等環(huán)節(jié)創(chuàng)造就業(yè)崗位。到2050 年，僅運營和維護(hù)環(huán)節(jié)就能創(chuàng)造7.4萬～22.3萬個永久性就業(yè)崗位。

在氣候方面，發(fā)展核能可以推動全球清潔能源轉(zhuǎn)型，為其他國家發(fā)展核能提供示范，同時提高美國在先進(jìn)反應(yīng)堆方面的競爭力，幫助美國成為清潔能源技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。

對策建議

提高先進(jìn)反應(yīng)堆部署的費效比優(yōu)勢及經(jīng)濟競爭力可能會面臨一系列挑戰(zhàn)。根據(jù)歷史經(jīng)驗，增加核電機組輸出功率，需增加核電廠設(shè)備部件數(shù)量，擴大其尺寸及規(guī)模。這提高了技術(shù)復(fù)雜性，潛在故障點也會相應(yīng)增加。技術(shù)問題進(jìn)一步推動了更多監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)、審查程序的制定。未來先進(jìn)核能部署還可能面臨拖期超概、供應(yīng)鏈不足、監(jiān)管許可程序限制等難題。為突破上述障礙，研究所提出了五個方面的對策建議。

一是避免超支。成本超支、建設(shè)拖期是核電廠建設(shè)面臨的最大挑戰(zhàn)之一。應(yīng)加強核電建設(shè)項目管理，開工前固化工程設(shè)計，整合供應(yīng)鏈，盡可能減少分包，將質(zhì)量控制貫穿整個施工過程，避免因建設(shè)拖期、更換承包商、施工期間更改設(shè)計、重新建造未達(dá)標(biāo)部分而導(dǎo)致的項目成本超支，提高建設(shè)效率，依照計劃按時交付。

二是發(fā)展供應(yīng)鏈。美國現(xiàn)有供應(yīng)鏈企業(yè)無法支持先進(jìn)反應(yīng)堆部署。應(yīng)加強燃料及設(shè)備制造供應(yīng)鏈建設(shè)，完善質(zhì)量等級認(rèn)證，投資建設(shè)戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施，為多種反應(yīng)堆技術(shù)商業(yè)化提供支持。同時避免壟斷，增強國內(nèi)制造商的市場競爭，鼓勵由多個供應(yīng)商參與建設(shè)。防止壟斷的另一個有效方法是繼續(xù)推進(jìn)由美國能源部主導(dǎo)的加速核能創(chuàng)新門戶（GAIN）計劃，為技術(shù)開發(fā)商提供關(guān)鍵技術(shù)支持及國家實驗室專家指導(dǎo)，使企業(yè)和國家實驗室相結(jié)合，共同推進(jìn)先進(jìn)反應(yīng)堆技術(shù)開發(fā)及其商業(yè)化。

三是建立合理的監(jiān)管框架。截至目前，唯一通過美國核管會（NRC）設(shè)計認(rèn)證的先進(jìn)反應(yīng)堆是紐斯凱爾電力公司（NuScale Power）的5 萬千瓦版小型模塊化壓水堆。此次認(rèn)證耗時五年，花費約7000 萬美元。在啟動核電廠建設(shè)前，還需完成一系列審查程序。先進(jìn)反應(yīng)堆開發(fā)商目前面臨的最大問題是，當(dāng)前的監(jiān)管體系是針對傳統(tǒng)大型輕水堆建立的，這使得新型先進(jìn)反應(yīng)堆設(shè)計難以通過認(rèn)證。目前應(yīng)加速制定與先進(jìn)反應(yīng)堆相適應(yīng)的新聯(lián)邦監(jiān)管框架，并精簡現(xiàn)有規(guī)則。這是確保先進(jìn)核反應(yīng)堆項目及時獲得許可并啟動建設(shè)的關(guān)鍵。

四是減少限制。截至2022 年2 月，美國有12 個州限制或禁止新建核電廠，主要理由是放射性廢物無法安全貯存。但現(xiàn)有經(jīng)驗表明，乏燃料和高放廢物均可以在中間貯存設(shè)施中安全貯存。各州限制先進(jìn)反應(yīng)堆部署將會阻礙本州乃至全國脫碳目標(biāo)的實現(xiàn)。因此，有必要取消州一級對核電項目的限制，為核電增加市場機會，并為各州吸引投資。

五是提供政策支持。積極的公共政策將成為美國先進(jìn)反應(yīng)堆技術(shù)發(fā)展的重要推動力。其中，財政政策支持可以幫助降低初期項目成本，降低資金風(fēng)險，激勵技術(shù)開發(fā)，促進(jìn)制造商、供應(yīng)商競爭和發(fā)展；非財政政策有助于推進(jìn)核電廠選址，開展人員培訓(xùn)，規(guī)范乏燃料管理等?？梢酝ㄟ^提供聯(lián)邦貸款擔(dān)保、實施環(huán)境影響資格預(yù)審和可行性研究、加快監(jiān)管體系和收費制度改革以及實施技術(shù)中立的清潔能源稅費抵免等措施，將核能納入國家清潔能源結(jié)構(gòu)，支持先進(jìn)核技術(shù)出口。