本报告是一份年度出版物,目前已经是第43版,包含了直至2050年的能源、电力和核能趋势的估计数据。报告分为世界和区域小节,并从国际原子能机构(IAEA)的电力反应堆信息系统收集的最新统计数据出发,总结了截至2022年底IAEA成员国核能的状态。然后,它提出了基于两项国际研究:国际能源署2022年世界能源展望[1]和美国能源信息署2021年国际能源展望[2],直至2050年的全球和区域能源和电力预测。2022年的能源和电力数据是估计值,因为联合国经济和社会事务部[3]和国际能源署[4]提供的最新信息是针对2020年的。人口数据来源于联合国经济和社会事务部人口司发布的2022年世界人口展望[5]。
全球和区域核能预测以低和高两种情况呈现,涵盖了预测趋势所固有的不确定性。这些预测是基于对以下内容的批判性审查:(i) 其他国际组织所做的全球和区域能源、电力和核能预测,(ii) 个别国家为最近的经合组织核能署和IAEA联合研究提供的国家预测[6],以及(iii) 参与IAEA年度咨询会议的专家小组的估计。
出版物第24页表5中呈现的核能发电容量估计,是使用国家逐一的“自下而上”方法得出的。在得出这些估计时,专家组考虑了所有运行中的反应堆、可能的许可证续期、计划的停机和未来几十年可能预见的合理建设项目。专家们通过评估每个项目的合理性,考虑高和低两种情况来构建预测。
低情况的假设是当前市场、技术和资源趋势继续,并且影响核能的明确法律、政策和法规变化很少。这种情况旨在产生一套“保守但合理”的预测。此外,低情况并不假设特定国家对核能的目标必然实现。高情况预测则更具雄心,但仍然合理且技术上可行。高情况下也考虑了国家对气候变化的政策。在两种情况下,都假设了基于当前预期的经济和电力需求增长的相同展望。高情况预测并不旨在反映净零碳排放的雄心。它不假设不同国家能源系统转型的具体路径,但整合了各国扩大核能使用的表达意图。
低和高估计反映了对影响核能部署的不同驱动因素的不同基础假设,这些因素及其可能的演变在国家之间有所不同。这些估计提供了按区域和全球划分的核能容量发展的合理范围。它们并不旨在预测,也不反映从最低到最高可行的全范围可能的未来。
到2050年,全球最终能源消费预计将增加约30%,电力生产预计将翻倍[1, 2]。全球而言,煤炭仍然是电力生产的主导能源,2022年约占35%。虽然自1980年以来其在电力生产中的份额变化不大,但核能、可再生能源和天然气的份额在过去40年中有所增加。如今,核能约占全球电力生产的9%。
在2021年11月第26届联合国气候变化大会(COP26)之后通过的格拉斯哥气候公约的推动下,重新获得了到2050年实现全球净零CO2排放的动力。在COP27之前,一些国家修订了他们的国家自主贡献,承诺在未来几十年内实现净零CO2排放,并认识到核能在实现这一气候目标中的作用。截至2022年底,超过四分之三的全球能源使用和全球经济体位于已经宣布到21世纪中叶实现净零排放目标的国家。COP26的关键成果之一是一些国家和国际金融机构承诺停止资助新的燃煤电厂,并逐步淘汰现有的燃煤电厂。
能源安全和韧性仍然是主要的政策关注点。最近的事件,如COVID-19大流行、地缘政治紧张和欧洲的军事冲突,已经打乱了能源系统的可靠性,阻碍了跨区域的能源流动,并导致能源价格大幅波动。人们越来越认识到核能作为避免未来能源供应和价格冲击的关键贡献者的角色。
鉴于这种不断发展的能源格局,以及对气候行动的强烈承诺和对能源供应安全的重新审视,一些成员国已经修订了他们的能源政策,倾向于核能,导致决定长期运行现有反应堆和新建第三代/三代+设计。此外,在越来越多的国家,对小型模块化反应堆的兴趣和发展也在加速,目标是电力和非电力应用。
这些因素促成了政府宣布支持核能在他们的能源和气候战略中发挥更大作用,导致与2022年版出版物相比,低情况的预测上调了14%,高情况上调了约2%。相对于2022年全球运行中的核能发电容量371吉瓦电力(GW(e)),低情况预测表明,到2050年,全球核能容量将适度增加至458 GW(e)。在高情况下,预计全球核能容量将增加一倍以上,达到890 GW(e)。
增加安装核能容量需要一些必要条件。其中一些问题正在得到解决,包括国际努力实现监管和工业协调,以及高级别放射性废物最终处置的进展。然而,仍然存在一些挑战,包括一些地区新核建设的融资、经济和供应链困难。
气候变化缓解是维持和扩大核能使用的一个关键驱动因素。根据国际能源署[7],过去50年使用核能已经避免了约700亿吨CO2排放。根据巴黎协定和其他倡议所作的承诺,如果建立必要的能源政策和市场设计,以促进对可调度低碳技术的投资,可以支持核能发展。
正如国际能源署[8]所述,为了到2050年实现净零排放,几乎一半的CO2减排需要来自目前尚在开发中但尚未上市的技术。这对于小型和中型、模块化和其他先进核反应堆等核技术也是如此。如果核能要在提供低碳热能或氢能给工业和交通部门方面发挥作用,以超越电力脱碳,那么就需要加快这些技术的创新和示范步伐。
目前,大约三分之二的核电反应堆已经运行了30年以上,突显了需要大量新的核能容量来抵消长期退役的需求。在几个拥有大量核电舰队的地区和国家,已经取得了积极的发展。越来越多的反应堆正在实施老化管理计划和长期运行。然而,对于未来几十年计划退役的大量反应堆的延长运行,仍然存在不确定性。
考虑到每个地区特定的因素,重要的是要考虑核能发电容量的变化。近年来,由于首次建设项目的成本超支和延误,导致在美洲和欧洲对新项目的风险感知很高,阻碍了对新项目的投资决策。在一些地区,核电站已经按时按预算建成。专家组假设,上述挑战可能会继续影响一些核能发展计划,特别是在低情况下。
当前的核能发展速度表明,需要紧急行动来维持核能在能源结构中的现有角色。需要政策制定者、核能行业、金融界和国际组织的广泛参与,以及与公众的积极互动。
人口和电力消费增长的基本因素,以及对气候变化和空气质量的担忧,能源供应安全以及其他燃料价格波动,都表明只要采取一致行动,核能在未来的能源结构中将继续发挥至关重要的作用。
1 这些预测没有明确考虑所有潜在的技术(即小型和先进反应堆)和核能的潜在用途(例如热能、氢能、海水淡化)在气候变化限制下的情况。
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