在能源系统清洁转型过程中,各类能源品种的地位和作用都将转化。核能一方面要扩大电力占比,替代高碳排放能源品种承担基荷角色,主动与风、光、蓄等能源品种互为补充、相互支撑;另一方面要积极改变自身,技术向着灵活化、智慧化方向发展,通过大中小装机配合,地上、地下、水面等多重空间布局,抓住机会开拓制氢、供热等核能综合利用领域市场,确立核能在清洁能源替代中的突出位置。——王海洋等《碳达峰、碳中和目标下中国核能发展路径分析》
1. 中国核能行业高速发展,助推电力系统脱碳
电力系统脱碳是全社会实现零碳发展的关键。根据中国核能行业协会,需求侧的大规模电气化零碳排放的前提是所使用的电力都来自零碳能源。而从全寿命周期来看,核电单位发电量的温室气体排放低于风电、光伏,是各类电力中最小的。因此,叠加其稳定可靠供能、保障电网稳定运行、支撑新能源发电消纳等优势,核能是助推电力系统脱碳、达成双碳目标的重要力量。
全球核电产业格局中,我国核电规模已位居世界前列。作为全球为数不多拥有自主完整核工业产业链的国家,2023 年底中国在运核电 55 台、装机规模 5703 万千瓦,位居全球第三,仅次于美国/法国;在建核电机组 26 台,总装机容量 3030 万千瓦,位居全球第一。
我国核电行业高速发展,2030 年前在运核电装机规模有望成为全球第一。十四五定调“积极安全有序发展核电”,2022-2023 年连续两年中国核准 10 台核电机组。根据《中国核能发展报告(2023)》蓝皮书,伴随在建核电有序投产,预计 2030 年前,我国在运核电装机规模有望成为全球第一。
2. 超脱出供电角色,核能综合利用助力能源密集型产业减排降碳
随着技术的发展,尤其是第四代核能系统技术的逐渐成熟和应用,核能更将超脱出仅仅提供电力的角色,在核能制氢、区域供热、海水淡化等多种非电综合利用领域发挥功能,起到减排降碳、确保能源安全的重要作用。
全球范围内,核能综合利用探索持续推进。根据国际原子能机构《世界核电反应堆》报告,截至 2021 年底,全球有 11个国家 69 台机组实现了区域供暖、工业供热、海水淡化等其中一项或两项的综合利用。
其中,核能供暖和供汽是核能综合利用的最主要途径。国际能源署(IEA)数据显示,2018年供热占全球终端能耗的 50%,占 CO2 排放的 40%;而在热力消费中,工业部门占比约50%,建筑物房屋(主要为采暖和热水供应)占比 46%。
核能有望助推能源密集型产业减排降碳,截至 2023 年 5 月全球 400 余台在运核反应堆中有超过 1/10 的机组已实现热电联供,且已累计安全运行约 1000 堆/年。