美國(guó)突破研究所(Breakthrough Institute)2022年7月6日發(fā)布《推進(jìn)核能：評(píng)估核能的部署、投資及其對(duì)美國(guó)清潔能源未來(lái)的影響》報(bào)告。該報(bào)告指出，先進(jìn)核能作為一種穩(wěn)定持久、靈活性高的清潔能源，在美國(guó)清潔能源體系轉(zhuǎn)型的過(guò)程中將發(fā)揮重要作用，并能獲得良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和氣候效益。

1、先進(jìn)核能潛力巨大

報(bào)告指出，美國(guó)首批部署的先進(jìn)反應(yīng)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(chǔ)系統(tǒng)(TES)的反應(yīng)堆。基于對(duì)這三類反應(yīng)堆的研究考察，研究所對(duì)先進(jìn)核能系統(tǒng)的脫碳潛力做出了更全面的估計(jì)。

研究表明，先進(jìn)反應(yīng)堆的廣泛商業(yè)部署將從21世紀(jì)30年代初開(kāi)始，到2050年，核發(fā)電量可能會(huì)提供約20%～48%的國(guó)內(nèi)總發(fā)電量。2035年，國(guó)內(nèi)部署的先進(jìn)核電裝機(jī)容量將達(dá)到1900萬(wàn)～4800萬(wàn)千瓦，2040年達(dá)到5400萬(wàn)～1.5億千瓦，2050年達(dá)到1.9億～4.7億千瓦。

若首批先進(jìn)反應(yīng)堆從21世紀(jì)30年代初開(kāi)始商業(yè)部署，則核能將為美國(guó)實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)作出重要貢獻(xiàn)。相較于風(fēng)能、太陽(yáng)能等間歇性可再生能源，先進(jìn)反應(yīng)堆運(yùn)行靈活性高，可以提供更加穩(wěn)定、可靠的電力，并全天侯持續(xù)供電。因此，先進(jìn)反應(yīng)堆有效地補(bǔ)充了其他清潔能源技術(shù)，能夠?yàn)榻⑶鍧崱⒎€(wěn)定、平衡且多元化的能源結(jié)構(gòu)提供支持，滿足美國(guó)未來(lái)的電力需求。

該研究所公布的模型顯示，美國(guó)在清潔能源轉(zhuǎn)型過(guò)程中應(yīng)發(fā)展核能：先進(jìn)核電廠建設(shè)的累計(jì)投資到2035年約為1500億～2200億美元，到2050年將增至8300億～1.1萬(wàn)億美元。

到2050年先進(jìn)核能將成為美國(guó)電力結(jié)構(gòu)的重要組成部分，因此先進(jìn)核能的成本將在很大程度上影響全國(guó)零售電價(jià)。早期的資本投資和積累的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蚴瓜冗M(jìn)反應(yīng)堆項(xiàng)目造價(jià)和先進(jìn)核電技術(shù)的平準(zhǔn)化度電成本大幅降低，從而促進(jìn)新反應(yīng)堆在全國(guó)范圍內(nèi)大規(guī)模部署。

2、獲得良好效益

充分利用先進(jìn)核能技術(shù)助推清潔能源轉(zhuǎn)型，能夠獲得良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和氣候效益。經(jīng)濟(jì)方面，在向清潔能源轉(zhuǎn)型階段發(fā)展先進(jìn)核能技術(shù)，可以幫助降低未來(lái)國(guó)家清潔能源系統(tǒng)的成本;先進(jìn)核電廠產(chǎn)生的熱量和蒸汽可以為重化工業(yè)這類難以脫碳的部門提供可靠、清潔的能源;此外，可在現(xiàn)有化石燃料發(fā)電廠建設(shè)先進(jìn)反應(yīng)堆，以清潔能源取代化石能源，促進(jìn)地區(qū)能源轉(zhuǎn)型。

在社會(huì)效應(yīng)方面，構(gòu)建先進(jìn)核能體系，將在核電站的生產(chǎn)、建造、操作和維護(hù)等環(huán)節(jié)創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會(huì)，僅到2050年，就會(huì)在運(yùn)營(yíng)和維護(hù)方面創(chuàng)造7.4萬(wàn)～22.3萬(wàn)個(gè)永久性就業(yè)機(jī)會(huì)。

在氣候方面，能夠推動(dòng)全球清潔能源轉(zhuǎn)型，為世界先進(jìn)反應(yīng)堆提供示范，同時(shí)提高美國(guó)在先進(jìn)反應(yīng)堆方面的競(jìng)爭(zhēng)力，幫助美國(guó)成為清潔技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。

3、突破現(xiàn)有障礙的對(duì)策及建議

提高先進(jìn)反應(yīng)堆部署的費(fèi)效比優(yōu)勢(shì)及經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力可能會(huì)面臨一系列挑戰(zhàn)。根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)，增加核電機(jī)組輸出功率，需擴(kuò)大核電廠設(shè)備部件數(shù)量、尺寸及規(guī)模，這提高了技術(shù)復(fù)雜性，潛在故障點(diǎn)也會(huì)相應(yīng)增加。技術(shù)問(wèn)題進(jìn)一步推動(dòng)了更多監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)、審查程序的制定。未來(lái)先進(jìn)核能部署還可能面臨造價(jià)超支、供應(yīng)鏈短缺、監(jiān)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(yīng)的對(duì)策及建議：

● 避免超支。成本超支、建設(shè)拖期是核電廠建設(shè)的常見(jiàn)問(wèn)題。應(yīng)完善核電建設(shè)項(xiàng)目管理，開(kāi)工前完成工程設(shè)計(jì)，整合供應(yīng)鏈，盡可能減少分包，將質(zhì)量控制貫穿整個(gè)施工過(guò)程，避免因建設(shè)拖期、更換承包商、施工中更改設(shè)計(jì)、重新建造未達(dá)標(biāo)部分而導(dǎo)致的項(xiàng)目成本超支，提高建設(shè)效率，依照計(jì)劃按時(shí)交付。

● 發(fā)展供應(yīng)鏈。目前美國(guó)的供應(yīng)鏈還無(wú)法支持未來(lái)先進(jìn)反應(yīng)堆的部署，需要加快發(fā)展燃料和部件制造供應(yīng)鏈。應(yīng)提高燃料及部件制造能力，完善質(zhì)量等級(jí)認(rèn)證，投資建設(shè)戰(zhàn)略性核設(shè)備制造所需的基礎(chǔ)設(shè)施，為多種類型的反應(yīng)堆提供支持。同時(shí)避免壟斷，增強(qiáng)國(guó)內(nèi)制造商的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，鼓勵(lì)由多個(gè)供應(yīng)商參與建設(shè)。防止壟斷的另一個(gè)有效的方法是繼續(xù)推進(jìn)由美國(guó)能源部主導(dǎo)的加速核能創(chuàng)新門戶(GAIN)計(jì)劃，為技術(shù)開(kāi)發(fā)商提供關(guān)鍵技術(shù)及國(guó)家實(shí)驗(yàn)室專家指導(dǎo)，使企業(yè)和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室相結(jié)合，共同推進(jìn)先進(jìn)反應(yīng)堆技術(shù)開(kāi)發(fā)及商業(yè)化。

● 建立合理的監(jiān)管框架。截至目前，唯一獲得美國(guó)核管會(huì)(NRC)設(shè)計(jì)認(rèn)證的先進(jìn)反應(yīng)堆是紐斯凱爾電力公司(NuScale Power)的6萬(wàn)千瓦小型模塊堆。此次認(rèn)證耗時(shí)五年，花費(fèi)約7000萬(wàn)美元。在建設(shè)核電廠前，還需完成一系列審查程序。先進(jìn)反應(yīng)堆開(kāi)發(fā)商目前面臨的最大問(wèn)題是，當(dāng)前的監(jiān)管制度是為現(xiàn)有的傳統(tǒng)大型輕水堆建立的，這使得新的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)難以通過(guò)認(rèn)證。目前應(yīng)加速制定新的聯(lián)邦監(jiān)管框架，與多種類型的先進(jìn)反應(yīng)堆相適應(yīng)，并精簡(jiǎn)現(xiàn)有規(guī)則，這將是確保新的先進(jìn)核項(xiàng)目及時(shí)獲得許可和建設(shè)的關(guān)鍵。

● 減少限制。截至2022年2月，美國(guó)有12個(gè)州設(shè)令限制或禁止新建核電廠，限制的理由主要是廢物無(wú)法安全貯存。但歷史經(jīng)驗(yàn)表明，高放廢物均可轉(zhuǎn)移到安全、可靠且穩(wěn)定的處置庫(kù)中。各州對(duì)先進(jìn)反應(yīng)堆部署設(shè)置的障礙將會(huì)阻礙本州及全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)。因此，有必要取消州一級(jí)對(duì)核電項(xiàng)目的暫停和限制，減少限制將會(huì)擴(kuò)大市場(chǎng)機(jī)會(huì)，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(guó)先進(jìn)反應(yīng)堆技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的推力。其中，財(cái)政政策支持可以幫助降低初期項(xiàng)目成本，降低資金風(fēng)險(xiǎn)，激勵(lì)技術(shù)開(kāi)發(fā)，促進(jìn)制造商、供應(yīng)商競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展;非財(cái)政政策有助于推進(jìn)核電廠選址、組織人員培訓(xùn)、規(guī)范乏燃料管理等。可以通過(guò)以下具體途徑：提供聯(lián)邦貸款擔(dān)保，實(shí)施環(huán)境影響資格預(yù)審和可行性研究，加快監(jiān)管許可現(xiàn)代化和收費(fèi)改革，技術(shù)中立的清潔能源稅收抵免，將核能納入國(guó)家清潔能源組合標(biāo)準(zhǔn)，支持先進(jìn)核項(xiàng)目出口等。

4、小結(jié)

先進(jìn)核能技術(shù)可以在國(guó)家電力部門的低成本脫碳中發(fā)揮關(guān)鍵作用，有效支持可再生能源系統(tǒng)，為清潔電網(wǎng)創(chuàng)造更高價(jià)值，且具有巨大的市場(chǎng)潛力。新興的先進(jìn)核能技術(shù)最終將從成本、參數(shù)、迎合客戶需求等方面提升自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。初期先進(jìn)反應(yīng)堆可能對(duì)特定目標(biāo)市場(chǎng)和客戶最具競(jìng)爭(zhēng)力，然而，隨著先進(jìn)反應(yīng)堆部署的擴(kuò)大，以及對(duì)穩(wěn)定能源需求的增長(zhǎng)，先進(jìn)反應(yīng)堆將會(huì)在全國(guó)范圍內(nèi)被大規(guī)模采用，從而為國(guó)家的清潔能源戰(zhàn)略提供支持。