核能是一種低排放、高效率的清潔能源，安全、高效地開發(fā)和利用核能不僅有利于應(yīng)對(duì)全球氣候變化，還能夠解決日益嚴(yán)峻的能源需求挑戰(zhàn)，保障能源安全。然而，近年來(lái)眾多國(guó)家對(duì)核能的投資減弱，全球核能發(fā)展處于停滯狀態(tài)。本報(bào)告認(rèn)為，除非核能被有意義地融入全球低碳能源技術(shù)的組合中，否則應(yīng)對(duì)氣候變化的挑戰(zhàn)將更加困難和昂貴。因此，應(yīng)強(qiáng)調(diào)制定相關(guān)政策和措施以刺激更多的投資，加大核能的發(fā)展力度，以充分發(fā)揮核能促進(jìn)低碳社會(huì)構(gòu)建的潛能。

　　成本高昂導(dǎo)致全球核能發(fā)展停滯不前

　　在碳排放不是主要限制因素時(shí)，化石燃料通常以其低發(fā)電成本作為首選方案。在適度的碳排放限制下，可再生能源發(fā)電是成本較低的替代方案。近幾十年來(lái)，其他發(fā)電技術(shù)成本持續(xù)降低，而新建核電站的成本卻居高不下，導(dǎo)致許多發(fā)達(dá)國(guó)家核能投資停滯不前。目前，核能僅占全球一次能源的5%。

　　將核能納入低碳發(fā)電組合有利于降低脫碳成本

　　電力部門的深度脫碳是全球能源低碳轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，雖然可采用多種低碳能源技術(shù)組合來(lái)實(shí)現(xiàn)低碳或零碳發(fā)電，但研究顯示將核能納入低碳發(fā)電技術(shù)組合的成本更低，且總成本隨核能成本下降而降低。因此，加入核電的替代方案是進(jìn)一步推動(dòng)深度脫碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。

　　降低核電站建設(shè)成本的主要措施建議

　　重視利用經(jīng)過核電項(xiàng)目驗(yàn)證的施工管理經(jīng)驗(yàn)

　　美國(guó)和歐洲的核電基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)表明，由于缺乏項(xiàng)目管理和經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致很多項(xiàng)目建設(shè)無(wú)法在預(yù)定的時(shí)間和預(yù)算范圍內(nèi)完成交付。因此，為提高新核電廠的執(zhí)行和交付成功率，需采取如下措施：一是施工前要先整理出詳細(xì)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案；二是使用經(jīng)過驗(yàn)證的供應(yīng)鏈和熟練技工；三是在設(shè)計(jì)過程的早期階段將制造商和建造商納入設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，以確保工廠系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)和部件的設(shè)計(jì)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；四是任命一名在管理多個(gè)獨(dú)立分包商方面具有成熟專業(yè)知識(shí)的主要項(xiàng)目經(jīng)理；五是合同結(jié)構(gòu)能夠確保所有承包商對(duì)項(xiàng)目擁有既得利益；六是創(chuàng)造靈活的監(jiān)管環(huán)境以便及時(shí)應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)和施工中可能出現(xiàn)的意外變化。

　　從高度依賴場(chǎng)地的復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)轉(zhuǎn)向標(biāo)準(zhǔn)化工廠制造

　　設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)化的核電站建造流程可大幅降低建設(shè)成本和縮短建設(shè)時(shí)間。美國(guó)和歐洲的核電廠建設(shè)效率一直很低，應(yīng)擴(kuò)大在工廠的生產(chǎn)，利用制造業(yè)的更高生產(chǎn)率以制造復(fù)雜的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)和組件。使用一系列交叉技術(shù)，包括模塊化工廠預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)模塊化組裝建設(shè)、先進(jìn)的混凝土解決方案（如鋼板復(fù)合材料、高強(qiáng)度鋼筋、超高性能混凝土等）、地震隔離技術(shù)和先進(jìn)的電廠布局技術(shù)等。對(duì)于不太復(fù)雜的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)和部件或是建設(shè)效率較高的地方（如亞洲），則可選擇傳統(tǒng)方法。應(yīng)將以上建議用于所有反應(yīng)堆概念和設(shè)計(jì)中，包括第三代輕水堆、小型模塊化反應(yīng)堆（SMR）和第四代反應(yīng)堆等，通過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化和建筑方法的創(chuàng)新，使核電在成本上具備與其他發(fā)電技術(shù)相當(dāng)?shù)膬r(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。

　　針對(duì)核能安全和應(yīng)用問題的措施建議

　　增加反應(yīng)堆安全功能設(shè)計(jì)

　　開發(fā)具有高化學(xué)和物理穩(wěn)定性、高熱容、負(fù)反應(yīng)性反饋和高裂變產(chǎn)物保留率的核材料，以及非能動(dòng)安全系統(tǒng)。一些第三代輕水堆已經(jīng)采用了此類設(shè)計(jì)，并已用于中國(guó)、俄羅斯和美國(guó)的新建核電站中。被動(dòng)安全設(shè)計(jì)可以降低發(fā)生嚴(yán)重事故的概率，并在發(fā)生事故時(shí)減輕場(chǎng)外后果。此類設(shè)計(jì)使新核電站更易獲得許可，并加速其在發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家的部署?；谳p水反應(yīng)堆的小型模塊化反應(yīng)堆和成熟的第四代反應(yīng)堆（如高溫氣冷堆、鈉冷快堆）等先進(jìn)反應(yīng)堆也具有這些特征，可用于商業(yè)部署。此外，對(duì)美國(guó)和國(guó)際監(jiān)管環(huán)境的評(píng)估表明，目前的監(jiān)管體系足夠靈活，可以接受這些先進(jìn)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)，對(duì)現(xiàn)行監(jiān)管框架的修改可提高許可審查的效率和效力。

　　創(chuàng)造公平的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境

　　使所有低碳發(fā)電技術(shù)能夠憑借其自身優(yōu)勢(shì)進(jìn)行良性競(jìng)爭(zhēng)。取消核能的政策阻礙了對(duì)核技術(shù)的投資，這可能會(huì)增加脫碳成本并減緩氣候目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的進(jìn)程。將二氧化碳排放成本計(jì)入電價(jià)可以更公平地認(rèn)識(shí)所有氣候友好型能源技術(shù)的價(jià)值，現(xiàn)有和新建的核電站都將從中受益。

　　建立反應(yīng)堆試點(diǎn)

　　通過試點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)監(jiān)管許可的測(cè)試和運(yùn)營(yíng)。這些試點(diǎn)應(yīng)支持企業(yè)進(jìn)行新型反應(yīng)堆原型測(cè)試，政府應(yīng)提供適當(dāng)?shù)谋O(jiān)督和支持，包括安全協(xié)議、基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境審批和燃料循環(huán)服務(wù)，并直接參與所有測(cè)試。

　　重新部署電力行業(yè)技術(shù)

　　現(xiàn)有的核電是低成本電力的供應(yīng)商，過早關(guān)閉現(xiàn)有工廠會(huì)增加實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)的成本。核電收入不足是因其低碳屬性未獲得市場(chǎng)的充分認(rèn)可，建議促進(jìn)低碳發(fā)電的公共政策應(yīng)比較對(duì)待所有技術(shù)。政府不應(yīng)歧視核能。對(duì)核能作為低碳能源的歧視植根于公眾對(duì)核的態(tài)度。建議重新部署電力行業(yè)技術(shù)，確保市場(chǎng)設(shè)計(jì)的變化與先進(jìn)核系統(tǒng)的部署一致。

　　開展核能資助計(jì)劃

　　各國(guó)政府應(yīng)從四個(gè)方面圍繞先進(jìn)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)、原型堆測(cè)試和商業(yè)部署建立資助計(jì)劃：一是分擔(dān)監(jiān)管許可費(fèi)用的資金；二是分擔(dān)研發(fā)費(fèi)用的資金；三是為實(shí)現(xiàn)具體技術(shù)的突破性進(jìn)展提供資金；四是為核電企業(yè)提供專有的信貸資金以獎(jiǎng)勵(lì)企業(yè)在核電技術(shù)方面的創(chuàng)新。

　　加速開發(fā)不成熟反應(yīng)堆的新范式

　　對(duì)高級(jí)反應(yīng)堆技術(shù)的評(píng)估主要考慮反應(yīng)堆的安全性、可操作性和可維護(hù)性，以及由不同反應(yīng)堆技術(shù)的特定功能實(shí)現(xiàn)的潛在應(yīng)用范圍。建議采用更具創(chuàng)新性的方法來(lái)推進(jìn)不太成熟的先進(jìn)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)。一是通過全面設(shè)計(jì)以降低大規(guī)模運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)；二是設(shè)計(jì)保守的熱機(jī)械余量；三是根據(jù)美國(guó)核管理委員會(huì)（NRC）制定的原型規(guī)則獲得許可認(rèn)證；四是將反應(yīng)堆安置在偏遠(yuǎn)地點(diǎn)作為額外預(yù)防措施，降低設(shè)計(jì)上的一些安全限制并允許進(jìn)行整體測(cè)試。

　　核反應(yīng)堆安全規(guī)則和許可建議

　　推動(dòng)先進(jìn)反應(yīng)堆監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化

　　由于核電廠運(yùn)行可能帶來(lái)的深遠(yuǎn)環(huán)境和社會(huì)影響，核安全的某些基本標(biāo)準(zhǔn)理應(yīng)達(dá)成國(guó)際共識(shí)?，F(xiàn)有的監(jiān)管機(jī)構(gòu)采用了類似于國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）政策和美國(guó)NRC法規(guī)中所述的基本原則，在已建立核電計(jì)劃的國(guó)家中，評(píng)估核反應(yīng)堆安全的基本依據(jù)相當(dāng)一致。建議進(jìn)一步推動(dòng)先進(jìn)反應(yīng)堆監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)商業(yè)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)的國(guó)際部署，并在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化并保障核能安全。

　　建立完善反應(yīng)堆許可證流程

　　美國(guó)現(xiàn)有較多方法策略用于新反應(yīng)堆（包括先進(jìn)反應(yīng)堆）認(rèn)證，建議繼續(xù)向新反應(yīng)堆推廣基于性能和風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，在未來(lái)幾年內(nèi)測(cè)試其先進(jìn)的反應(yīng)堆許可證流程，完善認(rèn)證流程并培訓(xùn)NRC工作人員。

　　此外，美國(guó)NRC應(yīng)澄清其原型規(guī)則和認(rèn)證方法，以提高原型反應(yīng)堆的認(rèn)證效率。核電廠設(shè)計(jì)和建造中使用的共識(shí)代碼應(yīng)根據(jù)其確保安全的有效性進(jìn)行重新評(píng)估。美國(guó)政府應(yīng)為先進(jìn)反應(yīng)堆監(jiān)管提供額外資金。與此同時(shí)，核能工業(yè)必須與包括NRC、DOE和國(guó)會(huì)在內(nèi)的相關(guān)部門溝通監(jiān)管職能和研究需求，以確保政府撥出足夠的資金。

　　總結(jié)

　　本研究首先闡述了未來(lái)幾十年核能的核心機(jī)遇與其對(duì)電力部門脫碳的潛在貢獻(xiàn)有關(guān)，而實(shí)現(xiàn)這一貢獻(xiàn)的主要挑戰(zhàn)是核能的高成本。當(dāng)前有一些方法可以降低核能的成本，這個(gè)行業(yè)必須積極而迅速地采納實(shí)施。最后呼吁政府應(yīng)精心設(shè)計(jì)有助于能源和環(huán)境發(fā)展的政策，并在新核能系統(tǒng)部署的早期階段提供適當(dāng)援助，以實(shí)現(xiàn)核能的全部潛力。（摘編自中國(guó)科協(xié)創(chuàng)新戰(zhàn)略研究院《創(chuàng)新研究報(bào)告》）