技经观察丨2023全球核电发展报告——全球核电发展现状

自俄乌冲突爆发以来，美西方国家与俄罗斯的“能源武器”博弈持续，这对俄罗斯、欧洲国家，以及其他能源进口国的能源和经济等方面产生了严重影响。攀升的化石能源价格、紧张的化石能源库存，以及日益激烈的清洁能源产业竞争，使得更多国家，尤其是依赖天然气发电的国家寻求在能源安全与绿色发展的平衡点。核电在这一背景下表现出了清洁、高效和稳定的特性，越来越多国家改变2011年日本福岛核事故后的核能发展规划，重启或拥抱核电发展，这为日本福岛核事故后处于保守发展状态的全球核电市场注入了新动能。本文从全球及各国核电发展现状、先进核电技术发展情况，以及聚变能发展情况三个方面梳理2023年全球核电领域的主要动向，供读者参考。

全球核电发展现状

近年来，核电在全球能源市场的份额持续回升。根据国际原子能机构动力堆信息系统的数据，截至2024年1月，全球可运行的核电反应堆为413座，总净装机容量达到371510兆瓦（MWe），核电占全球总发电量的比重约为10%。全球在建核电反应堆58座，加压轻水反应堆（PWR）为主要堆型（49座），其他还有快中子增殖反应堆（FBR）、加压重水反应堆（PHWR）和沸腾水反应堆（BWR），总净装机容量为59867兆瓦（见表1、表2）。

表1 全球核电反应堆装机容量前15名国家及核电反应堆数量

数据来源：国际原子能机构动力堆信息系统，截至2024年1月27日。

表2 全球在建核电反应堆容量及核电反应堆数量

数据来源：国际原子能机构动力堆信息系统，截至2024年1月27日。

国际原子能机构动力堆信息系统显示，全球在运核电反应堆一半以上已处于“高寿”阶段 ，平均运行时长已达到31.8年，262座核电反应堆（占总数量的62%）已经运行了31到50年，如俄罗斯有24座核电反应堆已经运行了30年以上，11座运行了40年以上，新沃罗涅日4号（NOVOVORONEZH-4）和科拉1号（KOLA-1）等已运行了超过50年。美国与俄罗斯情况类似，如九英里峰1号（NINE MILE POINT-1）已并网发电近55年，美国正在运行的92座核电反应堆，有88座已获得批准运行长达60年，一些核电反应堆已申请额外延长20年，将运行80年（见图1）。

天然气发电和可再生能源发电等大规模部署对核电发展产生了挤压，2011年日本福岛核事故更是破坏了公众对核电的信心，全球核电反应堆的净电力容量和发电量大幅减少，直到2018年才恢复至2011年水平（发电2563太瓦时）（见图2）。

图1 全球在运核电反应堆运行时长

数据来源：国际原子能机构动力堆信息系统，截至2024年1月27日。

图2 全球核电反应堆装机容量趋势

资料来源：国际原子能机构动力堆信息系统。

在清洁能源转型加速、国际能源市场波动不断，尤其是俄乌冲突爆发后国际能源格局巨变、化石能源价格飙升的背景下，依赖俄罗斯能源的欧洲国家，以及日韩等能源自给率低的国家不得不调整能源发展战略，清洁、高效、稳定，以及相对可控的核电成为重建稳定的电力供应体系的“解题答案”。2022年，美国、法国、英国、韩国和日本等国家调整核能发展战略。美国希望重塑全球核能供应链，改变中俄优势地位。法、英、韩等国家将核电发展上升到国家能源安全战略的核心地位。日本福岛核事故后，本土所有核电反应堆暂停运行，需通过安全合规审查或根据新安全基准机组升级改造后才可以恢复运行，同时停止新建核电反应堆的计划 （见图3）。2022年8月，日本首相岸田文雄提出加快现有核电反应堆安全合规审查流程，并重启核电建设。同年12月，日本原子能管制委员会（Nuclear Regulation Authority）批准了一项新法规草案，允许核电反应堆运行寿命超过60年。俄罗斯批准了到2035年新建16座核电机组的计划，并在《俄罗斯绿色项目分类法》（Russian Green Taxonomy）中明确了核电作为清洁、低碳能源的地位。中国稳步推进本土核电建设、核电综合利用以及核电技术“走出去”。此外，波兰、哈萨克斯坦、沙特阿拉伯王国和约旦等无核国家宣布发展本国核电。

图3 日本核电占比趋势

资料来源：国际原子能机构动力堆信息系统。

2023年，核电复苏与发展的趋势进一步增强。

美国方面

2023年7月，美国首座第三代+核电反应堆西屋公司（Westinghouse）AP1000投入商业运行，这也是美国30余年首个新建核电项目。美国在启动“核能信贷计划”（Civil Nuclear Credit Program），支持本国“高寿”核电反应堆“延寿”的同时，加大对先进核电项目的支持力度，推进新技术的原型发展及早期部署，如2024年测试微堆堆芯、2026年进行商业微堆演示、2027年演示核能与可再生混合能源系统、2029年运行首个商业小型模块化核反应堆（NuScale公司设计）等。美国的核电技术也支持了全球众多国家核电发展，但近些年中俄在海外的核电发展火热。美国希望联合其盟友国家，凝聚阵营力量，构建新的核电供应链。美国在2023年上半年的七国集团峰会上与法国、英国、加拿大和日本签署发展核电声明，在下半年的COP28期间，美国、法国、英国、加拿大和日本宣布在2024-2026年动员42亿美元政府和私人部门投资，提高五国铀浓缩和转化的能力，建立不受俄罗斯影响、具有弹性的全球铀供应市场。此外，美国和21个国家在COP28期间签署《三倍核能宣言》（Declaration to Triple Nuclear Energy），到2050年实现全球核电装机容量较2020年增加2倍的目标（达到631吉瓦），对全球核电的快速、大规模发展“带来了保障”。

欧洲方面

欧盟已形成以核电立场为界的二元核能地缘格局，法国和大部分东欧国家是“拥核”派，德国和部分西北欧国家则是坚定的“弃核”派。两派进行长期、复杂的博弈。在俄乌冲突爆发背景下，继续发展占欧洲发电量约25%的核电成为现实选择，“拥核”派占据上风。在法国等国推动下，欧盟已确认核电是实现气候目标和确保能源安全的重要工具，包括将核电列为“绿色能源”、将先进核电技术纳入“净零技术”范畴等，为核电建设融资等扫清障碍。

法国是全球核电发电占本国总发电量比例最高的国家，约70%。但2014年（76.93%）后这一数字持续下降，到2022年为62.58%（见图4）。2023年，法国参议院和国民议会均通过了关于加速核电发展法案的草案，其中取消了“2035年核电在总电力生产中的份额降低至50%”的目标，大力支持新建核电项目，包括6座新型EPR反应堆以及8座备选反应堆。预计法国将在2024年第一季度通过该法案并纳入《能源主权法案》（Souveraineté énergétique）。

图4 法国核电占比趋势

资料来源：国际原子能机构动力堆信息系统

英国在《英国绿色分类法》（UK Green Taxonomy）中将核电归为“环境可持续”一类，使其能够获得与可再生能源相同的投资激励。英国能源安全和净零排放部（Department for Energy Security and Net Zero）在《民用核能2050路线图》（Civil nuclear: roadmap to 2050）明确核电的战略意义——核电是英国当前唯一可大规模部署的可靠、安全、低碳电力类型，也是英国实现零净排放的关键组成。综合来看，如果英国实现《三倍核能宣言》的目标，到2050年核电装机容量将达到24吉瓦。

瑞典首相乌尔夫·克里斯特森（Ulf Kristersson）推动修改核反应堆数量上限为10座的法律，并允许在新的场地上建造反应堆。2023年年底，瑞典政府公布核电发展路线图，计划到2035年至少拥有2座大型核反应堆的核能发电能力、到2045年投运多达10个大型核反应堆。

挪威核电公司（Norsk Kjernekraft）已向挪威皇家石油和能源部（Royal Ministry of Petroleum and Energy）提交建造该国首座核电站的提案，或将部署丹麦Seaborg公司的紧凑型熔盐反应堆（CMSR）。意大利拟允许国际合作伙伴将第四代核电技术引入意大利，迈出重返核电的第一步。此外，法国、比利时、保加利亚等14个“拥核”派欧盟成员国，以及嘉宾国英国等正在为欧洲核电发展拟定路线图。

波兰方面，美国和波兰两国政府于2022年11月建立战略伙伴关系，并启动波兰核电建设。2023年4月，波兰核电公司（Polskie Elektrownie Jądrowe）向波兰气候与环境部（Ministry of Climate and Environment）提交在卢比亚托沃-科帕利诺（Lubiatowo-Kopalino）建设西屋公司AP1000项目的申请；7月，波兰气候与环境部原则上批准了该申请。预计波兰将建造3台AP1000机组，首台机组将于2026年启动建设、2033年投运。

韩国方面

尹锡悦政府上台后，扭转了前任政府逐步淘汰核电的政策，将核电作为韩国主要的电力来源，重启本土核电项目建设。2022年12月，停工4年的新韩蔚1号（Shin Hanul-1，APR-1400设计）机组投运，这是韩国首台实现反应堆冷却剂系统、核电测试控制系统等核心装备国产化的核电机组。2023年1月，韩国产业通商资源部（Ministry of Trade, Industry and Energy）在《第10次电力长期供需基本计划》（The 10th Basic Plan for Long-term Electricity Supply and Demand）中提出到2030年核电在总发电量的占比达到32.4%（超越煤炭和天然气成为第一大电力来源）、到2036年占比达到34.6%的目标。6月，韩国政府通过了新韩蔚3号和4号机组建设项目实施计划，预计将分别于2032年和2033年建成。韩国计划在《第11次电力长期供需基本计划》提出新建4台以上核电机组，如果通过，将是自《第7次电力长期供需基本计划》9年来韩国首次纳入新建核电计划。12月，韩国新韩蔚2号机组并网发电。此外，韩国政府大力支持核电技术出口，包括英国、波兰、埃及、哈萨克斯坦、沙特阿拉伯王国和菲律宾等国家。韩国的APR-1000设计也于2023年3月通过了欧洲用户要求（European Utility Requirements）认证，使得APR-1000设计得以进入欧洲市场。

日本方面

2023年2月，日本内阁会议通过《绿色转型基本方针》（The Basic Policy for the Realization of GX），提出要最大限度利用可再生能源和核能，以及研发并建设更安全的新一代核电反应堆，替代已报废的核电反应堆。同月，日本内阁批准了一揽子涉及核电政策法规的修订案，包括《原子能基本法》（Atomic Energy Basic Law）、《电气事业法》（Electricity Business Act）和《核原料物质、核燃料物质及反应堆监管法》（Act on the Regulation of Nuclear Source Material, Nuclear Fuel Material and Reactors）等。2023年，高滨核电站1号、2号机组恢复运行，成为第11和第12个重启的核电机组，日本原子能管制委员会还正式解除了由东京电力公司（Tokyo Electric Power Company）运营的柏崎刈羽核电站的运行禁令，该核电站是世界上最大的核电站之一，其7座核电反应堆总装机容量达到8212兆瓦。此外，玄海核电站3号、4号机组，以及大饭核电站3号机组也完成“专业安全设施”（Specialized Safety Facility）升级改造投入运行。

俄罗斯方面

俄罗斯是传统核电强国，核电发展政策连贯且有力。2023年，俄罗斯进一步细化核电发展规划，包括到2028年新建2.7吉瓦核电装机容量、启动库尔斯克核电站二期建设，以及谋划、推动远东和北极核电项目发展等。在技术方面，俄罗斯推进先进核电技术、先进核燃料和乏燃料处理工艺等发展，包括制造含次锕系元素的混合氧化物燃料组件，建设全球首座铅冷示范快堆BREST-OD-300，持续设计和开发RITM-200小堆、Shelf-M微堆、BN-1200钠冷快堆，开发小型核能热电示范堆ATST Elena-AM、水下核电设施，以及开发臭氧浴（Ozone Baths）净化辐射污染金属设备的技术等。此外，俄罗斯推进全球核电合作，包括与中国加强在快中子反应堆和核燃料闭式循环等领域的合作，与沙特阿拉伯、吉尔吉斯斯坦、印度、缅甸，以及其他中东、东南亚和非洲地区国家进行核电合作。

中国方面

2023年，中国第三代核电项目批量化建设稳步推进，西部地区首台“华龙一号”广西防城港核电站4号机组投运，广东太平岭核电站1号、2号机组，广东陆丰核电站5号、6号机组，浙江三澳核电站2号机组等采用了“华龙一号”设计的项目正在加速建设。采用国产化CAP1000技术（国和一号）的三门核电站二期工程（3号、4号机组）和海阳核电站二期工程（3号、4号机组）也在建设中。11月，中国自主研发并具有自主知识产权的多功能模块化小型压水堆“玲龙一号”（ACP100）顶封头吊装成功，已从土建施工阶段全面转入设备安装阶段，预计将成为全球首个陆上商用模块化小堆。12月，中国具有完全自主知识产权的全球首座第四代核电站——华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程正式投入商业运行，该项目攻克了大量“卡脖子”关键技术和核心设备，研制出2200多套世界首台套设备，设备国产化率达93.4%，标志着中国在第四代核电技术研发和应用领域达到世界领先水平。此外，中国发布了全球首型、世界最大（2.4万标准箱级）的核动力集装箱船船型设计，其核动力系统采用了第四代核反应堆技术——熔盐反应堆技术，具有防扩散与固有安全特征，挪威船级社（Det Norske Veritas）向该船型颁发了原则性认可证书（Approval in Principle）。

作者简介

张宇麒 国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究五室

研究方向：能源领域前沿技术研究跟踪及产业、政策研究

联系方式：[email protected]