国际能源署报告(下):核电发挥作用的七点建议

2022-10-22 10:33  来源:中国核工业    核电  核能  核能综合利用  核能制氢  核能供热

7月28日,国际能源署(IEA)和中核战略规划研究总院联合举办了国际能源署《Nuclear Power and Secure Energy Transitions》报告的中国发布会暨圆桌讨论会,国际能源署、中国能源研究会、中核集团战略咨询委、中广核集团战略规划部和中核战略规划研究总院的多位领导和专家出席会议并充分交流了观点。


 

7月28日,国际能源署(IEA)和中核战略规划研究总院联合举办了国际能源署《Nuclear Power and Secure Energy Transitions》报告的中国发布会暨圆桌讨论会,国际能源署、中国能源研究会、中核集团战略咨询委、中广核集团战略规划部和中核战略规划研究总院的多位领导和专家出席会议并充分交流了观点。

提升核电的市场竞争力

1.必须采取有效方法才能发挥出核能的作用

核电必须符合项目的预算和建设周期。这意味着到2030年,发达经济体的核电项目价格要达到每千瓦5000美元左右,据报道,同类首堆项目的资本成本(不包括融资成本)在每千瓦9000美元左右。可以通过在开始施工前确定最终设计、对后续机组坚持采用相同的设计以及在同一地点建造多个机组等有效的方法降低成本。在整个施工过程中采取稳定的监管框架也有助于避免延误。

核电要发挥更大作用,必须进一步降低建设成本。水电、生物能源和采用CCUS技术的化石燃料发电厂是可以代替核能的几种主要可调度低排放资源,如今都面临着扩张挑战。水力发电厂场地以及可持续生物能源供给有限,而扩大CCUS规模则存在经济、政治和技术障碍。当这些替代能源有扩张潜力或CCUS实现商业化时,核电建设成本需要下降到2000~3000美元/千瓦(按2020年美元计算)才能具有竞争力。根据融资成本,此时对应的每兆瓦时核电平准化成本在40~80美元(包括退役和废物处置)。如果新项目能够在更多市场达到这一成本水平,核电就可以发挥更大的作用。

核电制氢、供热迎来新机遇。迅速扩大低排放制氢是净零排放方案的重要支柱,相关的投资额将从当前接近零增长到2040年每年800亿美元。根据净零排放方案成本预测,通过天然气与CCUS结合制氢或通过可再生能源电解制氢最为经济。相比这些替代能源,核能要形成竞争力必需将每千瓦的投资成本降到1000~2000美元。如果核反应堆与氢用户共处一地,则可以避免运输成本,因此经济性更高。根据净零排放方案估算,到2050年,多余的核电可生产约2000万吨氢气。也可将核电站用于供热联产,取代区域供暖及其他高热用途,但这一市场潜在规模有限,且需将每千瓦的建设成本降到2000~3000美元才有竞争力。

2.市场需考虑所有业务项目的附加值

核能可为电力系统提供重要可调度能源,可作为可再生能源的补充。在风能和太阳能在电力结构中占据主导且未停止使用化石燃料发电的情景下,必须辅之以多元化的可调度发电结构,确保供电稳定且具有短期灵活性并可满足高峰时期需求。例如,根据中国碳中和电力系统分析,核电在2060年将只占总发电量的10%,但却满足了几乎一半的惯量需求,这是系统灵活性的重要内容。

批发市场应根据系统业务项目的价值定价。随着波动性可再生能源比例提高,对系统灵活性、充足性和稳定性等业务的需求也急剧增加。电力市场设计时应充分重视这些业务项目,不能仅限于电力生产。此外,健全碳定价制度有助于在建立低碳化能源体系的同时,降低成本。

政府需参与新投资项目的融资。核电项目具有资本密集和寿命周期长的特点,有重大政策风险的项目尤其如此,因此大部分私营部门都缺乏充分的投资资金,故核电项目长期以来一直依赖国有或受到管制的垄断组织来保障投资回报并抑制投资风险。融资机制创新,比如英国最近核准了受监管资产基础(Regulated Asset Base)模式,可以帮助确保资金充足,并将风险予以化解。

3.小型模块化反应堆的发展前景

小型模块堆的资本成本较低且本身具有安全和易于废物管理的属性,同时项目风险较小,有利于提高社会接受度并吸引私人投资到研发、示范和发展之中,因此在未来提高核电竞争力上具有优势。模块化小堆还可以重复利用退役化石燃料发电厂的场地,将已有的传输、冷却水和熟练劳动力利用起来。此外,还可用于热电氢联产。

净零挑战刺激了模块化小堆技术发展。根据净零排放方案,到2050年,有一半的减排得益于小型模块堆等各种技术,但这些技术目前还没有实现商业化。小型模块堆通常指容量小于300兆瓦的先进核反应堆,拥有强大的政治和制度支持,美国为此设置了大量补助,加拿大、英国和法国也加大了支持力度,可以吸引私人投资者,为核能带来新参与者和新供应链。

需要政策和监管改革来刺激投资。小型模块堆长期部署是否成功取决于政策制定者和监管者是否有强力支持吸引私营部门投资。根据小型模块堆的属性调整和精简许可和监管框架是关键。许可及定义的国际协调对于拓展全球市场至关重要。保障私人融资需要健全的技术中立政策框架(涵盖分类标准和环境、社会和治理领域),这会对资金流动产生越来越大的影响。

小型模块堆要在能源转型中发挥重要作用,需要当机立断。虽然在当下十年期可能只有少数机组能够投运,但根据近期发展趋势,小型模块堆可能在21世纪30年代开始在能源转型中发挥重要作用,但现在就必须当机立断部署监管和投资并证明商业可行性。这既适用更有经济竞争力的小型堆,也适用于各种先进堆。

政策建议

基于上述分析,报告对核电在保障能源清洁低碳转型的过程中进一步发挥潜力和作用提出了7点政策建议。

一是延长核电厂寿命。授权延长现有核电厂寿命,保证其在安全范围内继续运行。

二是促使电力市场重视可调度的低排放容量。通过电力市场策划,确保核电厂可以通过公平竞争获得减排或电力保障业务(包括容量可用性和频率控制)补偿。

三是建立融资框架支持新建反应堆。建立风险管理和融资框架,以合理的成本为新厂募集资金,将风险公平分摊到投资者和消费者。

四是促进高效和有效的安全监管。确保安全监管机构有足够的资源和技能对新项目和设计进行及时审查,为新设计制定统一的安全标准,并与潜在开发商和公众沟通交流,确保清楚传达许可要求。

五是落实核废物处置方案。尚无高放废物处置设施的国家,可促使公民参与相关设施核准和建设的优先级确定过程。

六是加快小型模块化反应堆的开发和部署。确定小型模块堆能够实现低排放发电、产热和制氢成本效益的机会,并鼓励向示范项目和供应链发展项目投资。

七是根据业绩重新评估规划。为能够按时、按预算安全交付项目提供长期支持。



图为技术

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