2021年7月，國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）發(fā)布了最新版《國際核電狀況與前景》報(bào)告，強(qiáng)調(diào)了核電在緩解氣候變化和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展方面的作用，概述了核電現(xiàn)狀與發(fā)展前景，重點(diǎn)介紹了影響核電未來部署的十個(gè)因素?！秶H核電狀況與前景》自2008年開始每兩年發(fā)布一次，從2017年開始，改為每四年發(fā)布一次。

根據(jù)最新版《國際核電狀況與前景》，在過去十年間，核電裝機(jī)容量呈現(xiàn)逐步增長趨勢，通過新建反應(yīng)堆或?qū)ΜF(xiàn)有反應(yīng)堆升級改造而增加的新容量約23.7吉瓦（電）。截至2020年底，全球在運(yùn)核動(dòng)力堆有442座，總裝機(jī)容量為392.7吉瓦（電），其中約有89.5%是輕水慢化冷卻堆，6%是重水慢化冷卻堆，2%是輕水冷卻石墨慢化堆，剩余2%是氣冷堆。共有27個(gè)國家表示對核電感興趣，正在考慮、計(jì)劃或積極努力將核電納入其能源結(jié)構(gòu)。

根據(jù)IAEA到2050年的高值預(yù)測，假定30年內(nèi)現(xiàn)有核電機(jī)組廣泛長期運(yùn)行，且新建核電達(dá)到500吉瓦(電)，核電裝機(jī)容量將增加到715吉瓦(電)。在低值估計(jì)中，到2050年，全球核電容量將減少7%，降至363吉瓦（電），占全球發(fā)電量的6%。然而，即使是低值估計(jì)，假設(shè)大約三分之一的現(xiàn)有核動(dòng)力堆將在2030年前退役，而新反應(yīng)堆將增加近80吉瓦(電)的容量，預(yù)計(jì)也會有大量的新核電廠建設(shè)。預(yù)計(jì)在2030年至2050年期間，新反應(yīng)堆的新增容量將幾乎與退役反應(yīng)堆容量相當(dāng)。下文簡要介紹影響未來核電發(fā)展的十個(gè)因素。

一、資金與融資

開發(fā)新核電廠需要大量資金，雖然與利息相關(guān)的負(fù)債在核電廠壽期內(nèi)會由發(fā)電產(chǎn)生的收入，但高度資本密集型項(xiàng)目還受到利率變化、建設(shè)工期以及其他一些不確定因素影響?，F(xiàn)已開發(fā)各種潛在的融資模式來解決其中一些不確定性。減輕核電廠壽期早期階段的風(fēng)險(xiǎn)，可以通過多種方式實(shí)現(xiàn)，例如，東道國政府向貸款人提供直接的主權(quán)擔(dān)保，或者核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)供應(yīng)商同意在項(xiàng)目中獲得股權(quán)。阿拉伯聯(lián)合酋長國的巴拉卡項(xiàng)目就采取了后一種方式，韓國電力公司持有納瓦能源公司和巴拉卡一公司18%的股權(quán)，而在芬蘭的漢?？司S核電廠項(xiàng)目中，俄羅斯聯(lián)邦國家原子能公司獲得了34%的股權(quán)。對于最近在孟加拉國、白俄羅斯、埃及、匈牙利、伊朗和巴基斯坦等啟動(dòng)核電和擴(kuò)大核電國家的新建項(xiàng)目，供應(yīng)商國和東道國政府選擇簽訂政府間協(xié)定以及提供政府貸款。

與大型反應(yīng)堆相比，小型模塊堆可能具有一些優(yōu)勢，例如建設(shè)時(shí)間更短，前期資本費(fèi)用更低，適用于較小的電網(wǎng)，以及可進(jìn)行模塊擴(kuò)展以逐步滿足需求。這些優(yōu)勢可能導(dǎo)致對目前用于大型核電廠的財(cái)務(wù)模式的重新審視。小型模塊堆在未來十年左右的成功示范可以鼓勵(lì)更多擴(kuò)大核電和啟動(dòng)核電國家考慮小型模塊堆。私人投資者對小型模塊堆技術(shù)的開發(fā)、示范和部署越來越感興趣。

另一項(xiàng)重要的責(zé)任涉及設(shè)施運(yùn)行壽期結(jié)束時(shí)產(chǎn)生的費(fèi)用，例如與設(shè)施退役和高放廢物長期管理有關(guān)的費(fèi)用。與“前期”費(fèi)用情況一樣，也必須從運(yùn)營收入中提取準(zhǔn)備金，以解決這些“后端”費(fèi)用。后者可能占核電平準(zhǔn)化成本的10%。管理核能使用的立法通常規(guī)定了在核電廠運(yùn)行壽期的盈利階段預(yù)留支付后端費(fèi)用的資金的要求?？刹扇《喾N不同方案，從要求業(yè)主在公司賬簿中留出適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備金，到要求將相關(guān)資金轉(zhuǎn)移給一個(gè)獨(dú)立的組織，由該組織負(fù)責(zé)這些資金管理和最終付款，以支付后端負(fù)債。

二、電力市場與政策

自2017年以來，全球電力市場的主要發(fā)展包括：風(fēng)能、太陽能光伏發(fā)電等大量可再生能源持續(xù)部署成本不斷下降；由于各行業(yè)電氣化程度的提高，電力需求從經(jīng)合組織國家轉(zhuǎn)移到非經(jīng)合組織國家；政策導(dǎo)致碳定價(jià)大幅提高；以及排放交易計(jì)劃發(fā)生改變。此外，由于許多成員國承諾在本世紀(jì)中葉實(shí)現(xiàn)凈零排放，煤炭資產(chǎn)已成為一種負(fù)債，而金融機(jī)構(gòu)也在逐步放棄對煤炭的投資。核能發(fā)電持續(xù)增長。

政府間氣候變化問題小組在2018年發(fā)布的《全球變暖1.5oC特別報(bào)告》和國際能源機(jī)構(gòu)最近推出的《全球能源行業(yè)2050年凈零排放路線圖》均顯示，大多數(shù)實(shí)現(xiàn)凈零排放的軌跡包括核電，在未來三十年內(nèi)，核能發(fā)電量將翻倍。原子能機(jī)構(gòu)對2050年的預(yù)測表明，要實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》的目標(biāo)，到2050年至少需要將目前的核電容量增加一倍，這與國際能源機(jī)構(gòu)的預(yù)測相一致。核電的一個(gè)明顯潛力在于它有能力幫助“難以脫碳”部門脫碳。由現(xiàn)有反應(yīng)堆和先進(jìn)反應(yīng)堆生產(chǎn)的低碳熱能或氫可能成為各國成功實(shí)現(xiàn)凈零目標(biāo)的關(guān)鍵。此外，核電在供應(yīng)安全、可靠性和可預(yù)測性方面也具有明顯優(yōu)勢。

三、復(fù)原力

2021年2月，北美冬季風(fēng)暴，加上各種因素共同作用造成的大停電，表明了擁有彈性能源系統(tǒng)的重要性。據(jù)預(yù)測，由于全球變暖，發(fā)生極端天氣事件的頻率會增加，強(qiáng)度也會越來越大。這些事件可能包括冬季風(fēng)暴、強(qiáng)烈洪水或熱浪和干旱等，都會影響發(fā)電資產(chǎn)和電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。雖然在過去的幾十年中核部門報(bào)告的天氣相關(guān)停電事件越來越多，但由于核電廠的設(shè)計(jì)可以在極端天氣條件下安全有效地運(yùn)行，這些停電造成的發(fā)電損失相對有限。

在新冠疫情期間，成員國迅速采取行動(dòng)，最大限度地降低疫情蔓延的風(fēng)險(xiǎn)，從而確保工作人員的安全和福祉，同時(shí)保持核電廠的業(yè)務(wù)連續(xù)性和適當(dāng)?shù)陌踩脖：涂沙掷m(xù)性水平。沒有成員國報(bào)告稱因新冠疫情對其職工隊(duì)伍或供應(yīng)鏈等基本服務(wù)的影響而導(dǎo)致任何核動(dòng)力堆被迫關(guān)閉。有些核電廠通過取消非關(guān)鍵工作以盡量減少外部人員進(jìn)廠，縮小了停堆范圍。還有一些核電廠延長了停堆時(shí)間，以便能夠以適應(yīng)身體距離限制的慢節(jié)奏開展工作。還有一些核電廠將整個(gè)停堆工作都推遲到下一年。

四、先進(jìn)反應(yīng)堆和非電力應(yīng)用

小型模塊堆預(yù)計(jì)通過高度模塊化實(shí)現(xiàn)技術(shù)競爭力，以降低建設(shè)成本和縮短建設(shè)工期，以及實(shí)現(xiàn)“批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性”。目前有72種不同技術(shù)準(zhǔn)備程度的小型模塊堆設(shè)計(jì)，其中至少有25種計(jì)劃在2030年前進(jìn)行示范。如果全球部署環(huán)境（包括燃料循環(huán)）完全啟用，那么小型模塊堆的貢獻(xiàn)將增加約1.6吉瓦（電）。然而，小型模塊堆技術(shù)仍然需要克服部署問題并達(dá)到商業(yè)競爭力，為此必須滿足幾個(gè)條件：展示具有新穎設(shè)計(jì)和技術(shù)的首創(chuàng)反應(yīng)堆的安全和運(yùn)行實(shí)績；訂單的連續(xù)性、相對于可替代方案的成本競爭力、強(qiáng)健的供應(yīng)鏈、大規(guī)?？捎玫娜剂涎h(huán)以及可行的融資計(jì)劃；以及必須通過協(xié)調(diào)建立監(jiān)管框架（許可證審批路徑）。

第一座小型模塊堆已部署在俄羅斯聯(lián)邦的一個(gè)海上浮動(dòng)動(dòng)力裝置中，并從2020年5月開始商業(yè)運(yùn)行，發(fā)電容量為70兆瓦（電）。關(guān)于陸基小型模塊堆，第一座模塊高溫氣冷堆目前即將完成熱試，即將于2021年底在中國并網(wǎng)發(fā)電。另一個(gè)例子是阿根廷的一體化壓水堆式小型模塊堆已處于建設(shè)后期階段（75%），目標(biāo)是在2024年啟動(dòng)和實(shí)現(xiàn)臨界，預(yù)期容量為30兆瓦（電）。

微型反應(yīng)堆是另一種新興技術(shù)，其功率范圍在1兆瓦(電)到20兆瓦(電)之間，可以為工業(yè)偏遠(yuǎn)地區(qū)或離網(wǎng)地區(qū)供電，提供電力彈性，作為柴油的替代品，并部署在甚至“正常”小型模塊堆都不適合的市場。

目前已有五座快堆在運(yùn)行：俄羅斯的兩座在運(yùn)快堆（BN-600和BN-800）和一座試驗(yàn)堆（BOR-60）、印度的快中子增殖試驗(yàn)堆和中國實(shí)驗(yàn)快堆。2021年6月，俄羅斯聯(lián)邦開始建造BREST-OD-300快堆，這將是第一座鉛冷民用核能反應(yīng)堆。如果成功，它將成為進(jìn)一步發(fā)展核能的重要一步，通過燃料再循環(huán)和減少廢物足跡，提供更大的可持續(xù)性。其他國家也在這一領(lǐng)域取得進(jìn)展。例如，中國正在建設(shè)兩臺大型示范快堆機(jī)組，并計(jì)劃最終部署商業(yè)快堆。印度正在完成其鈉冷原型快中子增殖堆的調(diào)試，這是該國正在計(jì)劃的幾座工業(yè)快堆的第一座。泰拉電力公司已宣布在懷俄明州一個(gè)即將退役的煤電廠原址上建造其第一座下一代核反應(yīng)堆“Natrium”。日本正在其“核能x創(chuàng)新促進(jìn)”計(jì)劃中開展可行性研究，作為其《快堆發(fā)展戰(zhàn)略路線圖》的第一階段。

在福島核事故之后，繼續(xù)在安全、建造技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行水冷堆技術(shù)的創(chuàng)新。當(dāng)今先進(jìn)水冷堆設(shè)計(jì)中的安全系統(tǒng)具有不依賴電力的非能動(dòng)特性，并包括更大的水庫存，以便在非計(jì)劃工況（例如全廠持續(xù)斷電）情況下能有數(shù)天而不是幾小時(shí)的處理時(shí)間。先進(jìn)水冷堆的其他優(yōu)勢包括：廢物產(chǎn)生量更少、燃料利用率更高、可靠性更大、具有防擴(kuò)散性以及能夠與電力應(yīng)用和非電力應(yīng)用相結(jié)合。在提高熱效率和經(jīng)濟(jì)性方面，作為先進(jìn)壓水堆和沸水堆設(shè)計(jì)的合理延伸，一些成員國正在開發(fā)的超臨界水冷堆概念突出了這種設(shè)計(jì)在經(jīng)濟(jì)性、安全性和技術(shù)方面的有利特性。

熱電部門脫碳的需要導(dǎo)致人們越來越關(guān)注核能的使用，不僅用于發(fā)電，而且還用于其他能源密集型的非電力應(yīng)用，例如海水淡化、地區(qū)供熱、工業(yè)工藝熱和燃料合成（包括制氫）。例如，2020年底，中國山東海陽核電廠開始為周邊地區(qū)提供地區(qū)供熱，預(yù)計(jì)每年可避免使用2.32萬噸煤，減少6萬噸二氧化碳排放。包括中國、法國、日本、波蘭、俄羅斯聯(lián)邦、英國和美國在內(nèi)的許多國家越來越關(guān)注利用核能制氫，核能制氫的實(shí)際實(shí)施將取決于以價(jià)格、競爭者、總需求和消費(fèi)地理分布為表現(xiàn)的市場條件。

核能和可再生能源是低碳發(fā)電的兩個(gè)主要選擇。核能-可再生能源復(fù)合能源系統(tǒng)在向電網(wǎng)提供可靠、可持續(xù)和負(fù)擔(dān)得起的電力以及向其他部門提供低碳能源方面，充分利用了每種技術(shù)及其運(yùn)行模式的優(yōu)勢。在這種核能資源與可再生能源資源的整合中，可以生產(chǎn)并酌情儲存熱能、電能和其他能源產(chǎn)品或服務(wù)。除了電力之外，核能-可再生能源復(fù)合能源系統(tǒng)可以為各種應(yīng)用提供能源，例如氫和碳?xì)浠衔锷a(chǎn)、地區(qū)供熱或冷卻、三次采油、海水或微咸水淡化，以及包括熱電聯(lián)產(chǎn)、煤制油生產(chǎn)和提煉以及化學(xué)原料合成在內(nèi)的工藝熱應(yīng)用。然而，為了實(shí)現(xiàn)全面可運(yùn)行的緊密耦合的核能-可再生能源復(fù)合能源系統(tǒng)，需要解決和消除一些現(xiàn)有的差距，包括核能-可再生能源復(fù)合能源系統(tǒng)達(dá)到至少與目前單獨(dú)的核電廠相當(dāng)?shù)谋匾踩?；運(yùn)行和維護(hù)這些系統(tǒng)的人力資本發(fā)展；核能-可再生能源復(fù)合能源系統(tǒng)與電力市場和電網(wǎng)監(jiān)管的互動(dòng)；以及核能-可再生能源復(fù)合能源系統(tǒng)的技術(shù)準(zhǔn)備程度，這在很大程度上取決于每個(gè)子系統(tǒng)的技術(shù)準(zhǔn)備程度以及耦合和運(yùn)行方案。

在過去幾年中，核聚變技術(shù)取得了重大進(jìn)展，使私營部門的參與更加廣泛，并創(chuàng)造了新的就業(yè)機(jī)會。國際熱核實(shí)驗(yàn)堆正在穩(wěn)步推進(jìn)，是朝著利用聚變能的目標(biāo)邁出的關(guān)鍵一步。

五、燃料可持續(xù)性和創(chuàng)新燃料循環(huán)

根據(jù)新建核電廠的數(shù)量和現(xiàn)有核電廠的延壽，預(yù)計(jì)到2040年，世界鈾的年需求量在56 640噸鈾至100 225噸鈾之間。因此，在IAEA低值情景中，當(dāng)前全球鈾供應(yīng)需要與2019年的數(shù)值保持一致。相反，在IAEA高值情景中，鈾的年產(chǎn)量需要增加約41 000噸鈾。這將需要大量的勘探活動(dòng)、創(chuàng)新和開發(fā)新的鈾礦。自2009年以來，在運(yùn)鈾礦的初級產(chǎn)量平均占全球需求的87%。缺口一直由二次供應(yīng)彌補(bǔ)，自2010年以來，二次供應(yīng)一直在慢慢耗盡。許多主要鈾礦資源預(yù)計(jì)在21世紀(jì)30年代中期枯竭?？紤]到建造和投產(chǎn)一座新礦山平均需要15年至20年，業(yè)界對中長期的供應(yīng)安全表示擔(dān)憂。

先進(jìn)技術(shù)燃料作為替代燃料系統(tǒng)技術(shù)正在開發(fā)中，以進(jìn)一步提高商業(yè)核電廠在當(dāng)前和未來反應(yīng)堆設(shè)計(jì)中的安全性、競爭力和經(jīng)濟(jì)性。歐洲、俄羅斯和美國開發(fā)的先進(jìn)技術(shù)燃料包括用于燃料和包殼的新材料，有時(shí)需要更高濃度的鈾-235，以補(bǔ)償其包殼材料中子透明度的損失。因此，正在生產(chǎn)、開發(fā)和測試濃度高于5%但低于20%的高豐度低濃鈾燃料。為了提高經(jīng)濟(jì)效益，還在提高卸料燃耗并延長核電廠的燃料運(yùn)行周期，這也需要更高濃度的鈾-235。

由于小型模塊堆有多種類型（例如輕水堆、高溫氣冷堆、快堆和熔鹽堆），因此正在開發(fā)具有不同的設(shè)計(jì)、幾何形狀和富集度等特性的傳統(tǒng)和新型燃料。對于某些類型的小型模塊堆，燃料的設(shè)計(jì)和制造基于已知技術(shù)，但燃料需要的鈾-235濃度可能處于低濃鈾定義范圍中鈾-235濃度的最高值（鈾-235 濃度高于5%但低于20%的高豐度低濃鈾燃料）。

核燃料閉合循環(huán)是確保核電可持續(xù)性的主要?jiǎng)恿?。可以從乏核燃料中回收易裂變材料，以生產(chǎn)新燃料。對氧化鈾燃料后處理并循環(huán)利用鈾和钚，是當(dāng)今輕水堆的一種工業(yè)實(shí)踐，盡管目前很少有輕水堆獲得使用循環(huán)燃料的許可。在REMIX、CORAIL和MIX燃料中多次循環(huán)利用钚的工作正在取得進(jìn)展。

六、放射性廢物處置

在世界各地幾十年的經(jīng)驗(yàn)和發(fā)展基礎(chǔ)上，各國正在利用經(jīng)驗(yàn)證的成熟技術(shù)，在放射性廢物管理的所有步驟中實(shí)施有效、安全、可靠以及防擴(kuò)散（在涉及核材料時(shí)）的解決方案。過去十年中，一些國家在處置高放廢物方面取得了重大進(jìn)展：有的即將正式提出處置場建議（加拿大和瑞士），有的正在制定深層地質(zhì)處置設(shè)施建設(shè)和商用方案（法國和瑞典），還有的正在為在建設(shè)施中安置乏燃料辦理許可證申請（芬蘭）。

成員國的經(jīng)驗(yàn)表明，制定和實(shí)施廢物管理解決方案及其相關(guān)處置終點(diǎn)是可行的。然而，在許多情況下，源于過去國家實(shí)踐和歷史遺留問題的挑戰(zhàn)依然存在。廢物清單不完整和廢物表征含糊不清，會妨礙進(jìn)一步的有效處理，限制對適當(dāng)處置方案的選擇。過去對資源估計(jì)的不足阻礙了能力和設(shè)施的必要發(fā)展，而過去的處置實(shí)踐加深了人們認(rèn)為放射性廢物管理“無法完成”的普遍看法。這導(dǎo)致了人們對廢物處置的負(fù)面看法，使決策者在承擔(dān)這一責(zé)任和提供合理實(shí)施解決方案的明確國家框架方面猶豫不決。

七、退役

雖然在過去的幾十年里推遲拆除是設(shè)施所有者采取的主要退役策略，但立即拆除的方案已越來越受到青睞。鑒于退役涉及將冗余設(shè)施改造為非能動(dòng)安全狀態(tài)，能否進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施在很大程度上取決于是否有足夠的財(cái)政資源和長期管理乏燃料和放射性廢物的適當(dāng)制度。盡管目前還沒有最終處置乏燃料的設(shè)施投入使用，但乏燃料可以安全地貯存在貯存池或干法貯存設(shè)施中。

來自退役的很大一部分廢棄材料的放射性水平可以忽略不計(jì)，因此在許多情況下可以解除監(jiān)管控制，并重新用于其他目的。這種作法在一些國家效果很好，但并非在所有國家都有效。后一種情況包括公眾不接受重新使用來自核設(shè)施的材料，無論其放射性水平如何，都可能阻止這種材料的重新使用或回收。

八、人力資源開發(fā)

獲得和留住技能型人才，以確保在核設(shè)施壽期的所有階段都有一支稱職的職工隊(duì)伍，是核能界的首要任務(wù)之一。在不斷變化的全球格局中，核領(lǐng)域的人才吸引和保留受到技術(shù)創(chuàng)新、流動(dòng)性增加和人口結(jié)構(gòu)變化的進(jìn)一步挑戰(zhàn)。同時(shí)，數(shù)字學(xué)習(xí)和混合學(xué)習(xí)等創(chuàng)新技術(shù)方案正付諸實(shí)踐，以使運(yùn)行核電國家和啟動(dòng)核電國家的新一代核職工隊(duì)伍更容易獲得核培訓(xùn)、教育和能力建設(shè)。

九、許可證審批/監(jiān)管框架/方案

各國政府在為核電計(jì)劃制定適當(dāng)?shù)恼?、?jì)劃和法律框架方面的作用，有助于為安全、可靠和可持續(xù)地引進(jìn)或擴(kuò)大核能創(chuàng)造有利的環(huán)境。所有低碳能源都需要具體的政策來支持其部署。政策應(yīng)體現(xiàn)在國家法律、制度和監(jiān)管體系中，以確保擁有穩(wěn)定和可預(yù)測的環(huán)境，并最大限度地?cái)U(kuò)大其影響。核電廠許可證審批需要對其設(shè)計(jì)和技術(shù)特性進(jìn)行廣泛的安全、安保和保障評價(jià)。各國可以利用IAEA安全標(biāo)準(zhǔn)和安保導(dǎo)則支持其國家監(jiān)管框架的發(fā)展。評價(jià)小型模塊堆等先進(jìn)技術(shù)的現(xiàn)有監(jiān)管導(dǎo)則和流程相對滯后，在某些情況下尚不可用。

十、公眾認(rèn)識

公眾對與核電相關(guān)的利益和風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識，特別是對輻射風(fēng)險(xiǎn)、廢物管理、安全和擴(kuò)散的關(guān)切，仍然是最影響公眾接受的幾個(gè)方面。與利益相關(guān)者建立牢固、積極和長期的關(guān)系是現(xiàn)有、新的和未來的核電計(jì)劃的關(guān)鍵因素。在各國評價(jià)小型模塊堆等新技術(shù)作為低碳電力和非電力應(yīng)用選擇的可行性時(shí)，盡早、實(shí)質(zhì)性和頻繁地讓利益相關(guān)者參與進(jìn)來，也將有利于這些技術(shù)的的開發(fā)和部署。各利益相關(guān)者更好地理解核電在為電網(wǎng)特別是那些可變可再生能源所占比例較高的電網(wǎng)提供穩(wěn)定性方面的重要作用，可以使公眾更加接受核電。