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IEA:核能将在全球能源转型中扮演关键角色
IEA:核能将在全球能源转型中扮演关键角色
2019/8/15 7:48:12 | 浏览:341 | 评论:0

IEA:核能将在全球能源转型中扮演关键角色

近日,国际能源署(IEA)发布《清洁能源系统中的核电:低碳发电的关键来源》报告指出,核电在发达经济体中的发展前景不明朗,发电量可能出现急剧下降,这将威胁能源安全和气候目标。核电是当前第二大低碳能源,占全球发电量的10%,然而由于政策、经济和监管因素,发达经济体老化核电厂开始逐步退役。如果政策没有变化,到2025年发达经济体核电装机容量将减少25%,到2040年将减少2/3,这将导致全球增加40亿吨碳排放。报告认为,核电能够为全球能源转型做出重要贡献。针对选择保留核电的国家,IEA为决策者提出了八大战略性建议。报告具体内容如下:

一、全球核电现状

1、核电将在全球清洁能源转型中发挥关键作用。2018年核电占全球发电总量的10%。截至2019年5月,全球31个国家共有452座核电反应堆投入运行,总装机容量约为400 GW。核电占发达经济体发电总量的18%,且是其最大的低碳发电来源,过去50年中贡献了一半的低碳电力。然而,由于发达经济体的核电设施逐渐老化退役,新建核电容量逐年减少,核电在全球电力供应中占比逐年下降。尽管风能和太阳能大幅增长,由于核电的衰退,2018年清洁能源在电力供应中占比仅为36%,与20年前水平相同。全球能源系统的转型以电力系统为基础,要实现可持续发展情景目标,清洁电力的发展要比目前快三倍,到2040年,清洁电力占比需从当前的36%增加至85%。核电是低碳电力不可或缺的部分,到2040年核电的发电量需增加80%。此外,核电还有助于维持电网的稳定。

2、延长核电站运行寿命对能源转型重回正轨至关重要。目前发达经济体核电站的平均运行寿命是35年,欧盟和美国拥有全球最大规模的在运核电站(超过100 GW),其核反应堆的平均运行时间分别为35年和39年,而通常核电站的设计寿命为40年,发达经济体约有1/4的核电机组将在2025年前关闭。政策和监管框架决定了核电机组的命运,如对现有机组延长寿命的许可。此外,经济因素也起到一定作用,延长核电机组寿命所需成本比新建机组要低得多,但较低的批发电价和碳价以及反应堆冷却水的环境监管新规导致的冷却水系统升级,增加了核电站的经济压力,大多数发达经济体的核电站都有提前关闭的风险。

3、新核电项目投资阻碍过大。新建大型核电项目面临一系列投融资问题,包括前期投资过大、交付周期过长,施工问题、延误和成本超支,以及政策和电力系统结构的变动带来的风险,增加了投资回报的不确定性。

二、发达经济体核电的经济性

1、延长核电站运行寿命有助于提高核电的竞争力。在许多情况下,与新建其他低碳发电机组相比,获得监管机构的授权以延长核反应堆运行寿命所需的投资更具备经济性,能够使核电在电力市场具有竞争力。

2、影响核电收益的主要因素。电力行业的市场状况,尤其是发达经济体的市场状况近年来发生了显著变化,体现在:电力需求增长放缓,近年来大多数发达经济体的用电量基本保持不变甚至出现下降,2010年至2017年间,其电力需求平均每年增长0.3%,不到前十年的三分之一;可再生能源发电量迅速增加(尤其是风力发电和太阳能发电)挤占了市场份额,并压低了批发电价;美国等市场天然气价格的降低对核电经济性也有影响;碳价仍然过低,不足以提振核电的经济性。上述四个因素导致所有拥有核电厂的发达经济体市场的批发电价下降,影响了核电的收益。

三、核电衰退的影响

1、减少核电投资将导致能源转型更为困难。IEA根据各国现有和计划实行的政策(即“新政策情景”)预测,2018至2040年期间,核能发电量年均增速预计为1.5%,其在发电总量中的份额将从10%略微下降到9%。而在可持续发展情景下,核电的作用则更为重要:到2040年,核电发电量年均增速将达到2.8%,其在电力结构中的份额将达到13%。假设除了已经在建项目外,不再新建核电站,也不对现有核反应堆进行投资以延长寿命,发达经济体的核电装机容量将从2018年的282GW减少到2040年略高于90 GW,下降约三分之二。欧盟的下降最多,超过100GW,其在运行的126座反应堆有89座将于2030年退役,到2040年,现有的反应堆中将只有15座在运行,其中有4座是当前在建的反应堆。美国几乎所有在运行机组都已延长了20年寿命,但到2040年其核电装机容量也预计减少大约一半。根据新政策情景的目标,核电衰退导致发电量的下降需要化石燃料和可再生能源来补充,到2040年天然气等化石燃料将占发电量净增量的60%,风能和太阳能则占剩余大部分。天然气将成为最大的电力来源,占电力结构的30%。发达经济体由此而增加的用于发电的天然气消耗将占天然气总消耗量的4%。到2040年,二氧化碳累计排放量将增加近40亿吨,使得实现碳排放目标更为困难。为了抵消核电退役机组而新建的发电机组和电网基础设施建设将使投资需求增加近3400亿美元。未来二十年需要新建的光伏和风能发电容量将接近过去二十年的五倍,这需要克服更多非市场障碍,如公众的接受及相关的电网基础设施改造。另外,核电有助于集成波动性可再生能源,核电的衰退将降低电力系统灵活性。

2、增加可再生能源发电以弥补核电缺口将导致更高成本。如果任由核电衰退,2018年到2040年发达经济体电力部门将需要增加约1.6万亿美元的低碳电力投资,这是由于增加新的可再生能源发电机组比延长现有核电机组寿命的投入更高,扩展输电网络和升级现有电网线路也会导致成本增加。而在运营方面,核电燃料成本很低,运营和维护成本占比也很小,取消核电并不会节省多少运营成本。因此,如果不延长现有核电站寿命或新建核电站,发达经济体的电力供应总成本每年将平均增加近800亿美元。

四、发展核电的战略性建议

针对选择保留核电的国家,IEA为决策者提出了八大战略性建议,包括:

(1)保持核电选择权:尽可能安全地授权现有核电站的寿命延长许可。

(2)确保核电在电力市场的价值:设计电力市场以确保包括核电厂能够以有竞争力和公平的方式得到财政补贴。

(3)重视非市场效益:与其他低碳能源建立公平的竞争环境,以确认核电的环境效益和能源安全效益能够得到体现。

(4)更新安全法规:必要情况下更新安全法规,以确保核电厂的持续安全运行,在技术可行的情况下能够提供辅助服务以提升电网灵活性。

(5)建立有吸引力的融资框架:建立风险管理和融资框架,以撬动更多企业资金,同时考虑核能项目的风险状况和长期评估。

(6)支持新核电站的建设:确保许可流程不会导致项目延迟和成本增加,支持新反应堆技术的标准化建设工作,并不断总结经验。

(7)支持新型反应堆设计:加快新型反应堆设计创新,例如小型模块化反应堆(SMR),此类技术能够降低资本成本,缩短交付周期,提高核电厂运行灵活性,促进风能和太阳能的集成。

(8)维护人力资本:保障和发展核电人力资本及项目管理能力。

https://www.iea.org/publications/nuclear/

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