國際原子能機構(IAEA)2020年9月發(fā)布題為《直至2050年能源、電力和核電預測》的2020年版年度報告。報告根據原子能機構動力堆信息系統收集的最新統計數據,概述了截至2019年底原子能機構成員國的核電狀況,并根據國際能源署《2019年世界能源展望》和美國能源信息管理局《2019年國際能源展望》兩份國際研究報告,預測了直至2050年全球和地區(qū)能源和電力發(fā)展情況。這是原子能機構發(fā)布的第40版預測報告。
與往期報告一樣,新版報告對未來核電發(fā)展進行了低值和高值兩種情景預測。預測依據包括:其他國際組織所作的全球和地區(qū)能源、電力和核電發(fā)展預測;各國為經合組織核能機構提供的國家預測值;參與原子能機構年度核電裝機容量預測專家組的估計值。低值和高值情景基于對核電發(fā)展驅動因素的不同假設,但均非極端假設。這些因素及其發(fā)展變化因國家而異。
低值情景采用的假設是:目前的市場、技術和資源發(fā)展趨勢將繼續(xù)保持下去,并且核電相關政策和法律法規(guī)幾乎不變。高值情景則放開這些假設,更加雄心勃勃,且具有合理性和技術可行性,同時考慮了氣候變化應對政策。
到2050年,全球終端能源消費量將增長約30%,發(fā)電量將增長一倍。在全球范圍內,化石燃料仍然是電力生產的主要能源,2019年約占63%,其份額自1980年以來變化不大。當今,核電對全球電力生產的貢獻約為10%。
與上一版報告的預測值相比,新版報告的全球預測值基本沒有變化,但部分地區(qū)的預測值發(fā)生變化。全球核電裝機容量2019年為392 GWe,到2050年將為363 GWe(低值情景)至715 GWe(高值情景)。
影響核發(fā)電容量變化的因素因地區(qū)而異。低價天然氣和可再生能源補貼將繼續(xù)影響部分地區(qū)的核電增長前景。部分地區(qū)持續(xù)存在的財政不確定性和電力需求停滯將繼續(xù)給核電等資本密集型項目帶來挑戰(zhàn)。更高的安全要求、部署先進技術方面的挑戰(zhàn)以及其他因素增長了核電廠造價并拉長了建設周期。
現在完全評估新冠病毒疫情對能源行業(yè)的影響還為時過早,但明顯可以看到全球電力需求出現了近一個世紀以來的最大降幅。由于“封城”等一系列抗疫措施的實施,一些國家的電力需求降低了10%~20%。核能和可再生能源受到的影響相對較?。换剂系男枨罅亢彤a量接連大幅下降。新冠危機對電力行業(yè)的長期影響尚不清楚。但核電有助于保障電力供應安全,并一直是危機期間最具彈性的電力來源之一。
根據低值預測結果,核電在總發(fā)電量中的份額到2050年可能降至不足6%。這表明需要采取緊急行動來維持核電在電力結構中的現有份額。根據高值預測結果,核電份額到2050年將超過11%,但實現這一目標需要采取重大的協調一致行動。
1 2019年全球核電發(fā)展概況
截至2019年底,全球共有443臺在運核電機組,總凈裝機容量為392 GWe。另有54臺核電機組在建,總裝機容量為57 GWe。
2019年,6臺總裝機容量為5174 GWe的核電機組實現首次并網發(fā)電,13臺總裝機容量為10.2 GWe的核電機組永久關閉。5臺總裝機容量為6021 MWe的機組開工建設。
2019年,核發(fā)電量同比增長約4%,達到2657 TWh,占全球總發(fā)電量的約10.4%。
2 全球核電發(fā)展預測
2.1 核電裝機容量預測
全球總電力裝機容量將從2019年的7410 GWe增至2030年10,722 GWe、2040年13,272 GWe和2050年15,978 GWe。
在高值情景中,核電裝機容量將從2019年392 GWe增至2030年475 GWe、2040年622 GWe和2050年715 GWe。
在低值情景中,核電裝機容量將逐步降至2030年369 GWe和2040年349 GWe,然后回升至2050年363 GWe。
無論是高值情景還是低值情景,核電在總電力裝機容量中的份額在2050年前都呈下降趨勢:相對于2019年,高值情景降低不到1個百分點,低值情景降低3個百分點。
2.2 核發(fā)電量預測
全球終端能源消費量將從2019年427.1 EJ增至2030年491.4 EJ、2040年544.3 EJ和2050年592.3 EJ。用電量從2019年80.4 EJ增至2030年109 EJ、2040年135.8 EJ和2050年161.4 EJ,上述四個年度在終端能源消費量中所占份額分別為18.8%、22.2%、24.9%和27.2%。
全球總發(fā)電量將從2019年25,602 TWh增至2030年34,922 TWh、2040年43,372 TWh和2050年51,633 TWh。
在高值情景中,核發(fā)電量將從2019年2657 TWh增至2030年3682 TWh、2040年4933 TWh和2050年5762 TWh。2050年,核發(fā)電量在總發(fā)電量中的份額將達11.2%,相對于2019年提高近1個百分點。
低值情景中,核發(fā)電量將增至2030年2872 TWh,然后降至2040年2774 TWh,接著增至2050年2929 TWh。2050年,核電份額為5.7%,相對于2019年下降近5個百分點。
3 各地區(qū)核電發(fā)展
3.1 北美地區(qū)
自1980年以來,化石燃料在北美地區(qū)終端能源消費中的份額一直超過70%。2019年,化石燃料份額為73%,電力份額為20.8%。
與2019年相比,總電力裝機容量到2030年將增長14%以上,到2050年增長23%;在高值情景中,核電裝機容量保持相對穩(wěn)定,到2050年下降近3%,在總電力裝機容量中的份額到2030年下降1個百分點,到2050年下降近2個百分點;在低值情景中,核電裝機容量到2030年下降近19%,到2050年下降約2/3,在總電力裝機容量中的份額到2030年下降超過2個百分點,到2050年下降近6個百分點。
與2019年相比,總發(fā)電量到2030年將增長約8%,到2050年增長約20%;在高值情景中,核發(fā)電量到2030年下降近5%,但到2050年僅下降3%,在總發(fā)電量中的份額到2030年下降約2個百分點,到2050年下降近4個百分點;在低值情景中,核發(fā)電量到2030年下降20%,到2050年下降近2/3,在總發(fā)電量中的份額到2030年下降近5個百分點,到2050年下降約13個百分點。
3.2 拉美和加勒比地區(qū)
化石燃料1980年至2000年在終端能源消費中的份額略有增長,但自2000年以來逐漸下降,2019年約為60%,其中石油份額為近50%。2019年,電力在終端能源消費中占有18.8%的份額。
與2019年相比,總電力裝機容量到2030年將增長約32%,到2050年增長一倍以上;在高值情景中,核電裝機容量到2050年增長3倍,在總電力裝機容量中的份額增長1個百分點;在低值情景中,核電裝機容量在未來30年翻一番,在總電力裝機容量中的份額保持穩(wěn)定。
與2019年相比,總發(fā)電量到2030年將增長約50%,到2050年翻一番以上;在高值情景中,核發(fā)電量到2030年增長40%以上,到2050年增長4倍,在總發(fā)電量中的份額翻番;在低值情景中,核發(fā)電量到2030年增長約35%,到2050年增長超過130%,在總發(fā)電量中的份額保持穩(wěn)定。
3.3 北歐、西歐和南歐
自1980年以來,化石燃料一直在終端能源消費中占主導地位。2019年,化石燃料份額為約66%,其中42%來自石油;電力份額為21.9%。
與2019年相比,總電力裝機容量到2030年將增長近20%,到2050年增長近1/3;在高值情景中,核電裝機容量到2050年減少約1/3;在總電力裝機容量中的份額下降超過5個百分點;在低值情景中,核電裝機容量到2050年減少60%,在總電力裝機容量中的份額下降7個百分點以上。
與2019年相比,總發(fā)電量到2030年將增長近6%,到2050年增長近8%;在高值情景中,核發(fā)電量在2030年前保持穩(wěn)定,但到2050年下降超過1/5,在總發(fā)電量中的份額下降近7個百分點;在低值情景中,核發(fā)電量到2030年下降約17%,到2050年下降超過50%,在總發(fā)電量中的份額超過13個百分點。
3.4 東歐
自1980年以來,化石燃料在終端能源消費中一直保持最大份額。2019年,化石燃料份額約為64%,電力份額為14.6%。
與2019年相比,總電力裝機容量到2030年將增長超過1/4,到2050年增長近3/4;在高值情景中,核電裝機容量到2050年增長80%以上,在總電力裝機容量中的份額保持穩(wěn)定;在低值情景中,核電裝機容量保持相對穩(wěn)定,到2050年僅增長約10%,在總電力裝機容量中的份額下降約4個百分點。
與2019年相比,總發(fā)電量到2030年將增長1/3以上,到2050年增長超過85%。在高值情景中,核發(fā)電量到2030年增長40%以上,到2050年增長一倍以上,在總發(fā)電量中的份額提高約3個百分點;在低值情景中,核發(fā)電量到2030年增長近20%,到2050年增長近30%,在總發(fā)電量中的份額下降約7個百分點。
3.5 非洲
在過去的40年里,生物能源和廢棄物在終端能源消費中一直占最大份額,約為50%;化石燃料份額一直相對穩(wěn)定,約為40%。2019年電力在終端能源消費中占有10%的份額。
與2019年相比,總電力裝機容量到2030年將增長87%,到2050年增長4倍;在高值情景中,核電裝機容量到2030年增長一倍以上,到2050年增長近7倍;在低值情景中,核電裝機容量到2030年幾乎保持不變,到2050年增長2倍多。
與2019年相比,總發(fā)電量到2030年將增長約3/4,到2050年增長約3.5倍。在高值情景中,核發(fā)電量到2030年翻一番多,到2050年增長7倍以上,在總發(fā)電量中的份額接近翻番;在低值情景中,核發(fā)電量到2030年保持不變,到2050年增長近3倍,在總發(fā)電量中的份額到2030年略有下降,此后回升,到2050年恢復到與2019年幾乎相同的水平。
3.6 西亞
化石燃料自1980年以來一直在終端能源消費中占主導地位,占比穩(wěn)定在80%左右。2019年,石油在終端能源消費中的份額最大,約為50%;電力份額約為19.7%。
與2019年相比,總電力裝機容量到2030年將增長約16%,到2050年增長約65%;在高值情景中,核電裝機容量到2030年增長21倍以上,到2050年增長約59倍,在總電力裝機容量中的份額增長4個百分點;在低值情景中,核電裝機容量到2030年增長19倍,到2050年增長約34倍,在總電力裝機容量中的份額增長2個百分點。
與2019年相比,總發(fā)電量到2030年將增長約35%,到2050年增長約86%;在高值情景中,核發(fā)電量到2030年增長34倍以上,到2050年增長94倍,在發(fā)電量中的份額提高近8個百分點;在低值情景中,核發(fā)電量到2030年增長28倍以上,到2050年增長54倍以上,在總發(fā)電量中的份額增長約4.5個百分點。
3.7 南亞
化石燃料在終端能源消費中的份額從1980年的約40%穩(wěn)步上升到2019年的60%以上。2019年,電力份額約為14.8%。
與2019年相比,總電力裝機容量到2030年將增長一倍以上,到2050年增長超過4倍;在高值情景中,核電裝機容量到2030年增長近2倍,到2050年增長7倍以上,在總電力裝機容量中的份額增加約1個百分點;在低值情景中,核電裝機容量到2030年翻番,到2050年增長4倍,在總電力裝機容量中的份額保持穩(wěn)定。
與2019年相比,發(fā)電量到2030年將幾乎翻一番,到2050年增長3倍以上;在高值情景中,核發(fā)電量到2030年增長近3倍,到2050年增長近10倍,在總發(fā)電量中的份額提高4個百分點;在低值情景中,核發(fā)電量到2030年增長1.5倍,到2050年增長5倍多,在總發(fā)電量中的份額提高1.5個百分點。
3.8 中亞和東亞
化石燃料自1980年以來一直在終端能源消費中占主導地位,總份額保持在70%左右。2019年,電力份額為23.8%。
與2019年相比,總電力裝機容量到2030年將增長約55%,到2050年增長一倍以上;在高值情景中,核電裝機容量到2030年增長約60%,到2050年增長近2倍,在總電力裝機容量中的份額提高約1.3個百分點;在低值情景中,核電裝機容量到2030年增長約10%,到2050年增長約40%,在總電力裝機容量中的份額下降約1.4個百分點。
與2019年相比,總發(fā)電量到2050年將接近翻番;在高值情景中,核發(fā)電量到2030年增長一倍以上,到2050年增長3倍多,在總發(fā)電量中的份額增長近8個百分點;在低值情景中,核發(fā)電量到2030年增長約50%,到2050年翻番,在總發(fā)電量中的份額略有增長。
3.9 東南亞
從1980年到1990年,生物能源和廢棄物一直在終端能源消費中占最大份額。自2000年以來,化石燃料在終端能源消費中占主導地位,其中石油份額最大,約為45%。2019年,電力份額為15.6%。
與2019年相比,總電力裝機容量到2030年將增長約60%,到2050年增長近2倍;總發(fā)電量到2030年增長約55%,到2050年增長近2倍。在高值情景中,首臺核電機組將在2030至2040年投入運行,到2050年核電裝機容量將在2040年基礎上翻番,核電在總發(fā)電量中的份額到2050年將達到2.1%。在低值情景中,核電機組也將在2030至2040年投入運行,核電裝機容量到2050年將比2040年增長2倍,核電在總發(fā)電量中的份額到2050年將為0.8%。
3.10 大洋洲
自1980年以來,化石燃料一直在終端能源消費中占主導地位,盡管其總份額從1980年的76%逐步下降到2010年的69%。在2010年至2019年期間,化石燃料份額增長了3個百分點。石油在所有化石燃料中占比最大,自1980年以來一直保持在50%左右。2019年,電力份額約為22.2%。
與2019年相比,總電力裝機容量到2030年將增長約35%,到2050年增長近80%;總發(fā)電量到2030年增長約15%,到2050年增長約50%。在高值情景中,首臺機組將在2040至2050年投運,核電在總電力裝機容量中的份額到2050年將達到1.3%,在總發(fā)電量中的份額為3.5%。在低值情景中,不會發(fā)展核電。
4 小結
原子能機構最新的年度預測顯示,核電將繼續(xù)在世界低碳能源結構中發(fā)揮關鍵作用,在高值情景下,到2050年全球核電裝機容量將近乎翻倍。北美和西歐等傳統核電大國所在地區(qū)未來的核電發(fā)展將處于停滯狀態(tài),有的地區(qū)甚至會出現倒退;未來的核電發(fā)展主要集中在亞洲和東歐地區(qū)。