美國突破研究所(Breakthrough Institute)2022年7月6日發布《推進核能：評估核能的部署、投資及其對美國清潔能源未來的影響》報告。該報告指出，先進核能作為一種穩定持久、靈活性高的清潔能源，在美國清潔能源體系轉型的過程中將發揮重要作用，并能獲得良好的經濟、社會和氣候效益。

1、先進核能潛力巨大

報告指出，美國首批部署的先進反應堆主要為三種，即小型模塊化輕水堆、高溫氣冷堆以及帶有熱能存儲系統(TES)的反應堆。基于對這三類反應堆的研究考察，研究所對先進核能系統的脫碳潛力做出了更全面的估計。

研究表明，先進反應堆的廣泛商業部署將從21世紀30年代初開始，到2050年，核發電量可能會提供約20%～48%的國內總發電量。2035年，國內部署的先進核電裝機容量將達到1900萬～4800萬千瓦，2040年達到5400萬～1.5億千瓦，2050年達到1.9億～4.7億千瓦。

若首批先進反應堆從21世紀30年代初開始商業部署，則核能將為美國實現碳減排目標作出重要貢獻。相較于風能、太陽能等間歇性可再生能源，先進反應堆運行靈活性高，可以提供更加穩定、可靠的電力，并全天侯持續供電。因此，先進反應堆有效地補充了其他清潔能源技術，能夠為建立清潔、穩定、平衡且多元化的能源結構提供支持，滿足美國未來的電力需求。

該研究所公布的模型顯示，美國在清潔能源轉型過程中應發展核能：先進核電廠建設的累計投資到2035年約為1500億～2200億美元，到2050年將增至8300億～1.1萬億美元。

到2050年先進核能將成為美國電力結構的重要組成部分，因此先進核能的成本將在很大程度上影響全國零售電價。早期的資本投資和積累的建設經驗能夠使先進反應堆項目造價和先進核電技術的平準化度電成本大幅降低，從而促進新反應堆在全國范圍內大規模部署。

2、獲得良好效益

充分利用先進核能技術助推清潔能源轉型，能夠獲得良好的經濟、社會和氣候效益。經濟方面，在向清潔能源轉型階段發展先進核能技術，可以幫助降低未來國家清潔能源系統的成本;先進核電廠產生的熱量和蒸汽可以為重化工業這類難以脫碳的部門提供可靠、清潔的能源;此外，可在現有化石燃料發電廠建設先進反應堆，以清潔能源取代化石能源，促進地區能源轉型。

在社會效應方面，構建先進核能體系，將在核電站的生產、建造、操作和維護等環節創造新的就業機會，僅到2050年，就會在運營和維護方面創造7.4萬～22.3萬個永久性就業機會。

在氣候方面，能夠推動全球清潔能源轉型，為世界先進反應堆提供示范，同時提高美國在先進反應堆方面的競爭力，幫助美國成為清潔技術的領導者。

3、突破現有障礙的對策及建議

提高先進反應堆部署的費效比優勢及經濟競爭力可能會面臨一系列挑戰。根據歷史經驗，增加核電機組輸出功率，需擴大核電廠設備部件數量、尺寸及規模，這提高了技術復雜性，潛在故障點也會相應增加。技術問題進一步推動了更多監管標準、審查程序的制定。未來先進核能部署還可能面臨造價超支、供應鏈短缺、監管許可程序限制等難題。為突破上述障礙，研究所提出了相應的對策及建議：

● 避免超支。成本超支、建設拖期是核電廠建設的常見問題。應完善核電建設項目管理，開工前完成工程設計，整合供應鏈，盡可能減少分包，將質量控制貫穿整個施工過程，避免因建設拖期、更換承包商、施工中更改設計、重新建造未達標部分而導致的項目成本超支，提高建設效率，依照計劃按時交付。

● 發展供應鏈。目前美國的供應鏈還無法支持未來先進反應堆的部署，需要加快發展燃料和部件制造供應鏈。應提高燃料及部件制造能力，完善質量等級認證，投資建設戰略性核設備制造所需的基礎設施，為多種類型的反應堆提供支持。同時避免壟斷，增強國內制造商的市場競爭，鼓勵由多個供應商參與建設。防止壟斷的另一個有效的方法是繼續推進由美國能源部主導的加速核能創新門戶(GAIN)計劃，為技術開發商提供關鍵技術及國家實驗室專家指導，使企業和國家實驗室相結合，共同推進先進反應堆技術開發及商業化。

● 建立合理的監管框架。截至目前，唯一獲得美國核管會(NRC)設計認證的先進反應堆是紐斯凱爾電力公司(NuScale Power)的6萬千瓦小型模塊堆。此次認證耗時五年，花費約7000萬美元。在建設核電廠前，還需完成一系列審查程序。先進反應堆開發商目前面臨的最大問題是，當前的監管制度是為現有的傳統大型輕水堆建立的，這使得新的反應堆設計難以通過認證。目前應加速制定新的聯邦監管框架，與多種類型的先進反應堆相適應，并精簡現有規則，這將是確保新的先進核項目及時獲得許可和建設的關鍵。

● 減少限制。截至2022年2月，美國有12個州設令限制或禁止新建核電廠，限制的理由主要是廢物無法安全貯存。但歷史經驗表明，高放廢物均可轉移到安全、可靠且穩定的處置庫中。各州對先進反應堆部署設置的障礙將會阻礙本州及全國范圍內實現脫碳目標。因此，有必要取消州一級對核電項目的暫停和限制，減少限制將會擴大市場機會，并為各州吸引新的投資。

● 提供政策支持。積極的公共政策將成為美國先進反應堆技術領域發展的推力。其中，財政政策支持可以幫助降低初期項目成本，降低資金風險，激勵技術開發，促進制造商、供應商競爭和發展;非財政政策有助于推進核電廠選址、組織人員培訓、規范乏燃料管理等。可以通過以下具體途徑：提供聯邦貸款擔保，實施環境影響資格預審和可行性研究，加快監管許可現代化和收費改革，技術中立的清潔能源稅收抵免，將核能納入國家清潔能源組合標準，支持先進核項目出口等。

4、小結

先進核能技術可以在國家電力部門的低成本脫碳中發揮關鍵作用，有效支持可再生能源系統，為清潔電網創造更高價值，且具有巨大的市場潛力。新興的先進核能技術最終將從成本、參數、迎合客戶需求等方面提升自身的市場競爭力。初期先進反應堆可能對特定目標市場和客戶最具競爭力，然而，隨著先進反應堆部署的擴大，以及對穩定能源需求的增長，先進反應堆將會在全國范圍內被大規模采用，從而為國家的清潔能源戰略提供支持。