世界需要低碳電力，決策者也需要展示核能發(fā)展符合未來需求的證據(jù)。

1、核能的作用是什么?

5月，國際能源機構(gòu)(IEA)發(fā)布了其“2050年前凈零排放”報告。這個報告預(yù)測未來電力將占總能源消耗近50%。

在未來，電力在交通、建筑和工業(yè)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，在生產(chǎn)氫等低排放燃料方面也至關(guān)重要。這意味著，根據(jù)IAEA的數(shù)據(jù)，從今天到2050年，總發(fā)電量將增加2.5倍。當(dāng)然，電力必須以零碳排放產(chǎn)生。

IEA對許多電力來源都很清楚。例如，從現(xiàn)在起，不應(yīng)該對有增無減的煤電廠做出新的投資決定。

IEA表示，核能將為其凈零排放方案做出“重大貢獻”，并將為過渡到凈零能源系統(tǒng)提供“必不可少的基礎(chǔ)”。

報告稱：“到2050年，近90%的發(fā)電來自可再生能源，風(fēng)能和太陽能光伏加起來占近70%，其余大部分來自核能。”

2、核能的潛力全球

不過，世界核協(xié)會(WNA)反對這種說法。針對該報告，WNA表示，與其他能源相比，IEA的預(yù)測低估了核能的潛在貢獻。

WNA表示，IEA的凈零排放方案“過于相信不確定、未經(jīng)測試或不可靠的技術(shù)，無法反映核技術(shù)可能做出的貢獻的規(guī)模和范圍。”

報告稱，鑒于實現(xiàn)凈零的必要時間表，IEA在評估核能的作用時，缺乏雄心壯志是“非常不切實際的”。

然而，IEA確實表示，如果不能及時就核電問題做出決定，將“增加凈零排放途徑的成本，增加無法實現(xiàn)目標(biāo)的風(fēng)險。”

對于WNA總干事薩馬·畢爾巴鄂·萊昂(Sama Bilbaoy León)來說，這是一個呼吁行動。她說：“各國政府現(xiàn)在必須采取行動，確保核能能夠在清潔能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮重要作用，許多國家現(xiàn)在已經(jīng)承諾了這一點。”

3、用電量大幅增長

所有組織都同意的一點是，全球用電量將大幅增長。這意味著，如果沒有雄心勃勃的擴張計劃，核能在電力結(jié)構(gòu)中的重要性將降低。

IEA的數(shù)據(jù)確實預(yù)測了核能的擴張，這說明了這一點：在其凈零情景下，到2030年，核能供應(yīng)量將增加40%，到2050年將增加一倍，這意味著在2030年代初，新增的核電容量將達到每年30GW。

IEA還假設(shè)現(xiàn)有核反應(yīng)堆的長期運行，根據(jù)IEA的說法，“它們是最具成本效益的低碳電力來源之一” 。

盡管如此，由于總用電量正在上升，核能在全球電力結(jié)構(gòu)中的比例將從10.5%下降到8%。這一低雄心與全球核工業(yè)的“和諧”目標(biāo)形成強烈對比——全球核工業(yè)的“和諧”目標(biāo)是到2050年，核能將提供全球至少25%的電力。

要實現(xiàn)這一目標(biāo)，將需要大約1000GW的新核電站建設(shè)和目前運行的反應(yīng)堆的最大功率貢獻。

4、IPCC觀點

向凈零發(fā)電轉(zhuǎn)變的另一影響因素——國際氣候變化專門委員會(IPCC)。IPCC如何看待核能?

報告將核能列為“能源供應(yīng)部門的主要緩解方案”，同時還列出從化石燃料、可再生能源和碳捕獲與儲存(CCS)轉(zhuǎn)向(有增無減)能源效率的提高。然而，它也看到核比例在短期內(nèi)下降。

在其最近評估的能源系統(tǒng)章節(jié)(第七章)中，近年來，核能在世界發(fā)電中的份額已從1993年的17%下降到2012年的11%。報告稱，這一趨勢早在2011年3月福島核事故之前就開始了。

IPCC的作用不是倡導(dǎo)解決全球變暖的具體技術(shù)，它考慮了核能選擇的某些方面。

首先，考慮其排放證明。核對排放主要與發(fā)電廠的制造和安裝有關(guān)，適用于任何技術(shù)，但在鈾濃縮等過程中產(chǎn)生的與核電相關(guān)的排放可能非常重要。

總的來說，該公司表示，最近的分析證實，盡管濃縮和采礦等燃料循環(huán)的某些部分存在固有的排放，但核能仍能保持其“低碳”特征。

長期的燃料供應(yīng)問題。IPCC表示，燃料供應(yīng)不是問題——鈾資源足以滿足130多年的現(xiàn)有需求，“如果考慮到所有常規(guī)鈾礦藏，則可滿足250多年的需求”。

此外，“快速增殖反應(yīng)堆技術(shù)，理論上可以將鈾利用率提高50倍甚至更多”。

5、核能的劣勢

IPCC列出一系列實際的擴張障礙，與其他方案相比，這些障礙使核能處于劣勢。

最重要的是核能的經(jīng)濟概況。雖然它同意核電廠的運營成本較低，“但核電投資的特點是前期投資成本非常高，技術(shù)、市場和監(jiān)管風(fēng)險巨大”。

如果沒有政府的支持，對新核電站的投資目前在經(jīng)濟上通常沒有吸引力，盡管IPCC認為碳定價可以提高核能的競爭力。

廢物管理成本也被列為清單上的高成本——盡管IPCC承認，使用快堆的封閉燃料循環(huán)將減少高放廢物的處置量。

不過，核擴散恐懼，以及確保獲得裂變材料的必要性是一個相關(guān)的障礙。其他障礙涉及核能對總體供應(yīng)和電網(wǎng)管理方面。核能的巨大潛力也可能帶來實際問題。

如果未來的核電站位于距離負荷中心一定距離的地方，則可能還需要投資擴大傳輸線路，以服務(wù)于這些核電站。

這也可能是一個緩慢發(fā)展的過程。在今年早些時候的一次英國會議上，英國國家電網(wǎng)表示，他們已經(jīng)為目前正在建設(shè)中的辛克歷角C項目的電網(wǎng)建設(shè)工作了17年。

IPCC一致認為，核能是一個可靠的大規(guī)模供應(yīng)商，其“產(chǎn)能信用”高于其銘牌產(chǎn)能的90%。

這與使用CCS、地?zé)?、大型水力和相?dāng)高的可再生能源發(fā)電機的火力發(fā)電廠類似。然而，在未來，電網(wǎng)的靈活性可能與容量一樣重要，而這并不是一種核力量。

IPCC表示，核電站的部分負荷運行是可能的，但真正的可變負荷跟蹤“更具挑戰(zhàn)性，必須在設(shè)計階段加以考慮”?？稍偕茉窗l(fā)電的比例很高。例如，電力“可能無法理想地得到核能的補充”——盡管必要的靈活性可以由第三方供應(yīng)商提供。

最后，IPCC指出，能源供應(yīng)系統(tǒng)的資產(chǎn)壽命很長，其中核能的潛在壽命長達一個世紀是一個極端。盡管IPCC沒有明確提出這一點作為核能發(fā)展的障礙，但其含義是，擔(dān)心在核電站上進行的投資，可能無法滿足未來的規(guī)模需求——靈活性需求就是一個例子。擔(dān)心對一項后來“擱淺”的資產(chǎn)進行巨額投資，可能會增加核投資的成本，并使最終的投資決策更成問題。

小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)有助于解決其中一些障礙，事實上，IEA認識到SMR和其他先進堆設(shè)計的核創(chuàng)新在“朝著全面演示的方向發(fā)展，具有可擴展的設(shè)計、較低的前期成本，并有可能提高核電在運行和輸出方面的靈活性，如電力、熱力或氫氣。”

6、什么是合理的發(fā)展態(tài)度?

考慮到IPCC提出的一系列問題，很容易看出IEA為何對其雄心壯志持謹慎態(tài)度。

鑒于目前迫切需要一個更大的凈零電力系統(tǒng)，這種謹慎是否合理?WNA表示，不，“由于沒有考慮到足夠的雄心，核能所能做出的貢獻，在IEA的凈零方案下交付的能力就有更高的失敗風(fēng)險。”

相比之下，IPCC認為當(dāng)前的核目標(biāo)已經(jīng)雄心勃勃，提高這一目標(biāo)是不可能實現(xiàn)的。

IPCC引用的研究稱，“根據(jù)對技術(shù)組合的假設(shè)，在20年(2030-2050年)內(nèi)，低碳份額將翻兩番。”這將導(dǎo)致平均每年建造29至107座新的核電站。

雖然下限估計值相當(dāng)于1980年代觀察到的核電安裝率，但高估計值在歷史上是前所未有的。”如果核工業(yè)旨在說服決策者和投資者，大規(guī)模提高核能力不僅是可取的，而且是可以實現(xiàn)的，那么就不應(yīng)該拖延。

這讓擁有、管理和建造核電站的公司有責(zé)任證明它們能夠克服IPCC的障礙，并允許決策者投資于新的核電站?，F(xiàn)在是展示該行業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)的時候了。

由于SMR的可選性，SMR正受到世界各國政府和電力供應(yīng)商的關(guān)注。

正如丹尼爾·加頓(Daniel Garton)等人所解釋的那樣，SMR的研發(fā)人員必須努力工作，以確保其潛力得到充分挖掘。