經合組織核能機構(OECD/NEA)2021年7月29日發布報告《核電廠長期運行與脫碳戰略》，介紹了核電廠長期運行在減少碳排放、推動能源轉型方面的重要意義，分析了當前核電廠長期運行面臨的挑戰，并就此提出了政策建議。

核電廠長期運行是指核電廠延壽，即將核電廠運行壽期延長至超過原許可證運行壽期或設計壽期，使其能夠在更長時間內以可靠、低成本且低碳排放的方式生產電力，從而實現價值最大化。大多數在運機組的設計壽期為30至40年，但這并非由于技術限制。如今，在滿足法規、安全性和經濟性的要求后，核電機組延壽已成為一種常見做法。

1 核電廠延壽的意義

要實現2015年《巴黎協定》中設定的氣候目標，全球需要大幅發展核電。國際能源署(IEA)在2021年5月發布的報告《全球能源行業2050年凈零排放路線圖》中預計，要實現2050年碳中和目標，需要使核發電量在現有水平上翻番。政府間氣候變化專門委員會(IPCC)在2018年10月發布的《全球升溫1.5℃特別報告》中指出，大幅發展核電有助于將全球溫升控制在1.5℃以下。

對于已經在使用核電的國家，在能源轉型過程中可以采取兩種措施推動核能的可持續發展，即開展核電建設和實施核電廠延壽。全球超過30%的在運核電機組正在準備或者已經完成延壽，其中100多臺核電機組的實際運行時間已超過最初的40年設計運行壽期。根據國際原子能機構公布的數據，截至2021年8月，在全球443臺在運機組中，超過67%(294臺)的役齡已超過30年，其中113臺的役齡在31至40年之間，107臺為41至50年，14臺為51至52年。鑒于越來越多在運機組的役齡即將逐漸達到初始設計運行壽期以及越來越多的國家致力于實現雄心勃勃的碳減排目標，未來核電廠延壽將在降低碳排放、推動能源轉型方面發揮更重要的作用。

1.1碳減排

核電廠延壽能夠在下述兩方面支持碳減排。一方面，延壽能夠阻止核電廠關停，使得核電廠不會被化石燃料發電廠取代，因而能夠有效避免碳排放。現有經驗表明，相關企業通常會采用建設化石燃料電廠以及“間歇性可再生能源和化石燃料”混合電廠的方式填補核電廠關閉帶來的電力供需缺口，這會導致碳排放量增加。另一方面，相對于開展核電建設，延壽具有更高的可預測性，因為延壽是一個成熟的技術方案，面臨的監管風險和投資風險均相對較低。對于擁有役齡接近或超過30年的核電機組的國家，核電廠延壽可為其碳減排目標的實現作出重要貢獻。

目前，核電每年幫助全球避免至少29億噸碳排放，相當于2020年全球能源相關碳排放量(315億)的近10%。隨著越來越多機組的役齡即將達到其初始設計運行壽期，如果不對這些機組進行延壽，未來10年將有大量機組關閉，全球實現碳減排目標的難度將會大幅增加。

1.2經濟性

根據國際能源署和經合組織核能機構2020年12月聯合發布的報告《預計發電成本報告(2020版)》，對于許多國家，核電廠延壽是最具經濟性的碳減排方案。相關研究表明，核電廠延壽不僅能夠降低消費者的能源支出，還有助于提高投資效率。

如下圖和下表所示，核電廠延壽的隔夜造價為每千瓦450至950美元，平準化發電成本為每兆瓦時25至50美元，遠低于新建一座同類型核電廠，同時也低于其他任何一種低碳燃料和化石燃料發電廠。此外，核電的平準化發電成本中包含了涵蓋廢物管理的所有成本;化石燃料電廠未包含相關碳成本;可再生能源未包含電網調頻等外部成本。因此，核電廠延壽能夠有效降低消費者能源支出。

核電廠延壽還能夠提升投資效率。在能源低碳轉型過程中，政府需要在相對較短的時間里籌集大量資金。與其他低碳發電技術相比，核電廠延壽的投資額相對較低，能夠有效降低能源轉型前期的投資壓力，并為核電廠退役資金的籌集和廢物處置庫的建設提供充足的時間。在能源體系層面，核電廠延壽有助于提升電網運行的穩定性，增強電網對間歇性可再生能源的消納能力。在當下后新冠疫情時期投資能力有限的情況下，核電廠延壽在提高投資效率方面的作用顯得愈發重要。

1.3能源供應安全

核電廠能夠幫助保障國家能源供應的可靠性和能源結構的多樣化，并有助于提升電網運行的穩定性和增強對風電與光伏發電的消納能力。通過對在運核電機組進行延壽，相關國家能夠繼續享有核電的上述益處。

大多數國家在制訂能源政策時需解決的的重要問題是如何確保中長期內的電力供應安全。隨著雄心勃勃減排目標的提出，這一問題變得至關重要，因為要實現減排目標，未來必然會關閉一些使用化石燃料的基荷電廠，如煤和天然氣電廠。這必然會降低電網運行靈活性，而其他有助于提升電網運行靈活性的技術(如儲能技術、需求側響應和行業耦合)尚未實現商業化部署。由于其間歇性特性，風能和太陽能等可再生能源在彌補電力供需缺口方面的能力有限。相比之下，核電廠能夠持續供電，可根據用電需求調峰運行，同時還能夠提高電網運行的穩定性。因此，核電廠延壽能夠在各國能源低碳轉型過程中保障能源供應安全。

1.4 能源政策風險

政府在制訂能源政策時通常會面臨較大的不確定性。首先，政府很難全面評估某一項碳減排政策的社會影響，尤其是當這項政策會對經濟、政治和工業等眾多領域產生廣泛影響時。其次，多種因素可能會影響相關政策的實施效果，系統性提高政策的成本，并可能產生破壞性的后果，進而迫使政府不得不重新考慮相關政策。此外，由于國家間缺乏協調合作，一國政府無法控制其鄰國的能源政策，這會進一步增加政府能源決策的不確定性。

對政府的能源決策而言，技術的多樣性、時間和實施難度是關鍵要素。顯然，核電廠延壽在這些方面具有優勢。因此，核電廠延壽能夠增強政府決策的靈活性，幫助政府降低能源轉型過程中的決策風險。

2 延壽不存在重大技術阻礙

對于核電廠延壽，運營商面臨的最重要挑戰是設備老化問題。通過數十年的研究和運行經驗的積累，運營商現已充分了解構件、設備和部件的主要老化機理，并在此基礎上制訂老化管理大綱(AMP)以開展老化監測，同時進行必要的設備維修和更換，確保核電廠在預期運行壽期內能夠保持足夠的安全裕度。

此外，為確保延壽工作的順利實施，運營商可通過定期內部評估和外部同行審查等方式，查明現有老化管理大綱的不足之處，并了解國際上最佳老化管理方案，進而優化管理大綱。現有經驗表明，在進行延壽升級時，運營商還可以對核電機組進行額外改造，如提升功率、升級儀控系統、提高運行的靈活性或實施全面的現代化改造，總目標是使核電機組能夠適應不斷變化的環境，同時提高延壽的投資回報率。

通過采取上述措施，運營商在開展核電機組延壽工作時不會遇到任何重大技術阻礙。

3 供應鏈仍面臨挑戰

核電廠績效指標的變化(如下圖非計劃容量損失和非計劃緊急停堆指標的下降趨勢)表明，在全球范圍內，盡管存在老化問題，核電廠運行實績仍穩步提升。在核電廠長期運行中，運營商會面臨設備供應和人員保障兩方面的挑戰。

在設備供應方面，受三項因素影響，核工業設備供應商的數量持續減少，供應鏈的風險不斷增加：一是核電機組運行時間長，設備和部件更換頻率低，訂單數量相對較少;二是為提升運行安全性與經濟競爭力，核工業持續創新，對相關設備進行升級;三是由于部分國家

政策的不確定性增加，核工業市場前景較差，且監管部門對供應商提出了較高的資質要求。1980年，持有美國機械工程師協會(ASME)核電廠設備制造證書(N-type certificate)的企業共有約400家，絕大部分位于美國;今天，持證企業數量從2013年開始以每年5%的速度逐步下降，從2013年的395家下降到2019年的270家，而且絕大部分位于美國以外。這不利于保障設備和部件在整個運行壽期內的有效供應­。

在人員保障方面，核電廠60年的運行壽期已超過人均工作年限，因而勞動力老齡化的問題已經出現。為應對這一挑戰，運營商應當通過建立完善的人才培養機制和提供更好的福利待遇等方式引進高素質人才。

4 政府決策至關重要

對于核電機組延壽，政府決策往往至關重要。受政策影響，許多核電機組沒有實施延壽，有的甚至已經或即將提前關閉。在歐洲，到2025年關閉的核電機組中有近80%是因政策停運的。造成這一情況的原因有兩個：一是德國、比利時和瑞士等國政府發布了棄核政策，使得運營商不得不提前關閉核電機組;二是政府未能出臺有助于提升核能經濟性的政策。自2010年以來，美國的頁巖氣革命導致天然氣價格下降了53%，使核電面臨激烈的市場競爭。由于美國政府未能及時給予相應的政策支持，自2013年以來已有8臺核電機組永久關閉 ，還有5臺機組計劃將于2022年關閉。

鑒于政府在支持核電廠延壽以推進脫碳戰略方面的關鍵性作用，政府應當及時制訂合適的政策。其中一些政策可以迅速實施，例如作出政策承諾、提供核能稅收優惠等。而其他政策的實施可能會耗費更長的時間，例如­市場的結構性改革。

5 政策建議

為推動核電機組延壽，報告提出了七條政策建議。

一是保持現有低碳裝機容量。如果不對現有核電機組進行延壽，電力系統脫碳的難度將 會增加。延壽是一種安全并且能夠快速實施的技術方案，可以幫助相關國家以可預測的方式降低碳排放。

二是加強設備老化機理和管理的技術研究并開展國際合作。基于過去持續開展的老化機理和管理技術研究，在運核電機組延壽已成為一項成熟的技術方案，并得到廣泛應用。如果想進一步延長核電機組運行壽期，需要進一步推進相關技術研究，并廣泛開展國際合作。

三是支持新技術的應用和核電機組的升級。運營商擁有根據市場環境選擇合適的技術對核電機組進行升級的權利。政府應頒布鼓勵政策并采取風險共擔措施，支持運營商在開展核電機組延壽的同時選用相關技術，提高核電機組運行績效。

四是促進合作以利用豐富的工業經驗。越來越多的運營商已經或正在采用新技術對核電機組進行現代化升級。外部同行評審和國際運營經驗共享是確保在升級改造中應用最佳實踐經驗的有效方法。同時運營商、政府與監管機構應當及時開展對話和合作，加速實施最具創新性的機組升級方案。

五是在各個層面保障供應鏈能力并促進人才培養。對核電機組進行延壽，有助于為維持現有供應鏈提供直接支持，并向年輕人發出核工業擁有良好就業前景的明確信號。政府應當與監管機構、企業和學術界開展合作，促進核工業人才培養。在核電人才培養領域開展國際合作也能夠發揮積極作用。

六是制訂并實施長期且可預測的核工業發展計劃。像核電這樣前期投資很高的產業的發展需要獲得明確的政策支持。政府應通過制訂和發布核工業發展戰略等方式，為核電廠延壽提供長期、穩定的政策框架。

七是改革市場機制，確保為延壽的系統性價值提供經濟補償。在許多國家，為了幫助低碳技術應對市場挑戰，政府提供了多種鼓勵性的政策措施。可以將這些措施擴展至核電廠延壽，以便充分補償其在避免碳排放和保障電網運行可靠性等方面的價值。

(中核戰略規劃研究總院 李晨曦 伍浩松)