來源：中國能源研究會(huì)核能專委會(huì)

核能作為全球能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)，正在迎來重要的復(fù)興期。在應(yīng)對(duì)能源安全、碳中和目標(biāo)以及電力需求增長等多重挑戰(zhàn)中，核能以其穩(wěn)定、清潔和高效的特點(diǎn)，成為各國能源政策的重要支柱。本文將從核能復(fù)興的背景、發(fā)展趨勢(shì)、技術(shù)進(jìn)展等方面，分析2025年核電行業(yè)的形勢(shì)與前景。

1. 核能復(fù)興的背景及驅(qū)動(dòng)力

政策支持的增強(qiáng)

近年來，全球?qū)四艿恼咧С至Χ蕊@著加大。在2023年12月召開的阿聯(lián)酋COP28氣候大會(huì)上，20多個(gè)國家共同承諾到2050年將全球核電裝機(jī)容量翻兩番，到2024年的COP29大會(huì)，這一承諾國家增加至30多個(gè)。這些國家的目標(biāo)是在應(yīng)對(duì)氣候變化和能源轉(zhuǎn)型的過程中，通過核能提供更清潔、更穩(wěn)定的電力供應(yīng)。2024年3月，首屆核能峰會(huì)在布魯塞爾召開，30多個(gè)國家的領(lǐng)導(dǎo)人達(dá)成多項(xiàng)共識(shí)，包括推動(dòng)國際合作、加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)、提升資金支持以及優(yōu)化核廢料管理。美國、法國和韓國等核能大國已將核能納入其國家能源安全與碳中和戰(zhàn)略的核心。

核能在全球減排中的作用

核能因其低碳排放的優(yōu)勢(shì)，被視為實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》目標(biāo)的重要手段之一。國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)預(yù)計(jì)，到2030年核電有潛力減少全球二氧化碳排放量的10%。目前，核能在全球電力供應(yīng)中的占比約為10%，這一比例到2025年有望提高至11%。日本計(jì)劃到2025年將其核電比例恢復(fù)至2011年福島核事故前的水平，同時(shí)擴(kuò)建多座核電站。法國和韓國也在通過新建核電項(xiàng)目和延壽老舊核電站的方式提升核能發(fā)電量。印度更是在核電發(fā)展中明確了將核電作為其工業(yè)脫碳計(jì)劃的核心。

能源安全需求的增加

自2021年以來，化石燃料價(jià)格波動(dòng)頻繁，俄烏沖突導(dǎo)致能源供應(yīng)鏈危機(jī)進(jìn)一步惡化，凸顯了能源安全的重要性。核能憑借其穩(wěn)定的發(fā)電能力和高度本地化的燃料供應(yīng)，成為各國能源安全戰(zhàn)略的優(yōu)先選擇。歐洲尤其重視通過核能減少對(duì)天然氣的依賴，其中法國、捷克和波蘭等國正加速推進(jìn)核電項(xiàng)目。

電力需求的持續(xù)攀升

生成式人工智能(AI)的普及和數(shù)據(jù)中心的擴(kuò)張顯著增加了全球電力需求。預(yù)計(jì)到2025年，全球電力需求將同比增長4%，AI相關(guān)業(yè)務(wù)在數(shù)據(jù)中心用電量中的占比將從2%提高至10%。到2030年智能計(jì)算年耗電量將達(dá)到5000億千瓦時(shí)，占全球發(fā)電總量的5%。核電憑借其高效、穩(wěn)定的供電能力，成為應(yīng)對(duì)電力需求增長的關(guān)鍵力量。

各國積極規(guī)劃核能發(fā)展計(jì)劃

歐盟計(jì)劃到2035年新增核電裝機(jī)容量50GW，以支持法國和波蘭的核能發(fā)展。法國計(jì)劃在2030年前新建6座改進(jìn)型壓水反應(yīng)堆(EPR2)，以替代老舊機(jī)組。美國通過《通脹削減法案》(IRA)，為核電項(xiàng)目提供長期稅收減免和研發(fā)資助。到2025年，美國核電的裝機(jī)容量預(yù)計(jì)將增加10GW。中國：根據(jù)“十四五”規(guī)劃，到2025年新增核電裝機(jī)容量70GW，同時(shí)推動(dòng)第四代核能技術(shù)的發(fā)展。印度計(jì)劃到2030年新增12座核反應(yīng)堆，并通過與俄羅斯、法國和美國的合作，提升核能項(xiàng)目的本地化水平。亞洲是全球核電發(fā)展的重要區(qū)域，截至2024年，亞洲地區(qū)正在建設(shè)的核反應(yīng)堆數(shù)量達(dá)35座，計(jì)劃建造220座新的核電站。

2. 核能發(fā)展趨勢(shì)與技術(shù)進(jìn)展

全球核電裝機(jī)容量預(yù)測(cè)

核能復(fù)興的背后，是能源安全、減排壓力與技術(shù)進(jìn)步的多重驅(qū)動(dòng)。核能在全球電力結(jié)構(gòu)中的占比預(yù)計(jì)將進(jìn)一步提升，到2025年，全球核電裝機(jī)容量預(yù)計(jì)將達(dá)到450GW，比2024年增長5%。隨著新核電站的投產(chǎn)和現(xiàn)有核電站的復(fù)工，核電發(fā)電量預(yù)計(jì)達(dá)到29150億千瓦時(shí)，同比增長3.5%。主要增長動(dòng)力來自中國、法國、日本和韓國等國的新建與復(fù)工項(xiàng)目，以及印度、波蘭和捷克等新興市場(chǎng)核反應(yīng)堆的商業(yè)化投運(yùn)。這些新增項(xiàng)目將進(jìn)一步推動(dòng)核電在全球能源結(jié)構(gòu)中的地位。

大型輕水反應(yīng)堆項(xiàng)目的推進(jìn)

輕水反應(yīng)堆仍是當(dāng)前核能發(fā)展的主力技術(shù)，各國在這一領(lǐng)域的投入持續(xù)增加。美國AP1000輕水反應(yīng)堆的出口計(jì)劃覆蓋保加利亞、烏克蘭和波蘭。這些國家正加速推進(jìn)核電站建設(shè)，以減少對(duì)化石燃料的依賴，特別是在歐洲能源供應(yīng)不確定性加劇的背景下。法國改良型歐盟壓水堆(EPR2)項(xiàng)目進(jìn)入加速階段，計(jì)劃到2035年新增14座反應(yīng)堆。新型反應(yīng)堆設(shè)計(jì)更注重安全性和成本效益，將顯著提升法國核能在歐洲能源供應(yīng)中的地位。芬蘭和捷克2024年完成調(diào)試的新反應(yīng)堆將在2025年實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)營，這將使核能占兩國總發(fā)電量的比例提升至40%。兩國的核能擴(kuò)展計(jì)劃不僅旨在減少化石燃料使用，還為歐洲核能合作提供了新的模式。

美國核電站復(fù)工的趨勢(shì)

美國正在通過復(fù)工停運(yùn)核電站的方式提升其核能供應(yīng)能力。位于密歇根州的帕利賽茲核電站已于2023年10月提交復(fù)工申請(qǐng)，計(jì)劃2025年恢復(fù)發(fā)電。這是美國核能復(fù)興的重要里程碑，標(biāo)志著核電復(fù)工政策的實(shí)際成效。賓夕法尼亞州三里島核電站正在計(jì)劃通過直接供電模式支持微軟的數(shù)據(jù)中心。這種核能與高科技行業(yè)的深度融合，為核電在工業(yè)領(lǐng)域的擴(kuò)展提供了新方向。這些復(fù)工項(xiàng)目不僅提高了美國能源供應(yīng)的穩(wěn)定性，還為其他國家提供了成功經(jīng)驗(yàn)，表明老舊核電站的復(fù)工具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和技術(shù)可行性。

IT與核能結(jié)合的創(chuàng)新模式

科技企業(yè)與核能行業(yè)的合作為核電的商業(yè)化應(yīng)用打開了新局面。亞馬遜AWS數(shù)據(jù)中心在賓夕法尼亞州投資薩斯奎漢納核電站，通過“同地共享負(fù)荷”模式，為其數(shù)據(jù)中心提供穩(wěn)定的核能電力。微軟與Constellation合作，計(jì)劃通過三里島核電站為數(shù)據(jù)中心供電。這一項(xiàng)目不僅提升了數(shù)據(jù)中心的能源安全性，還進(jìn)一步優(yōu)化了核能的市場(chǎng)化應(yīng)用。谷歌與第四代反應(yīng)堆開發(fā)企業(yè)合作，探索小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)在高效供電和分布式能源中的應(yīng)用。這些合作模式展現(xiàn)了核能在高耗能行業(yè)的潛力，并為核能與科技行業(yè)的結(jié)合樹立了標(biāo)桿。

小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)的崛起

小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)因其靈活性和較低的建設(shè)成本，成為核能技術(shù)發(fā)展的新熱點(diǎn)。美國預(yù)計(jì)到2025年投產(chǎn)8座SMR，主要用于偏遠(yuǎn)地區(qū)、軍事基地和小型工業(yè)園區(qū)的電力供應(yīng)。美國的NuScale和TerraPower等公司已在SMR研發(fā)中取得重要突破;加拿大和英國合作研發(fā)的第二代SMR將在2025年投運(yùn)，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)5GW;加拿大計(jì)劃通過SMR為偏遠(yuǎn)地區(qū)的礦業(yè)開發(fā)提供低碳能源支持。中國正在加速推進(jìn)“玲龍一號(hào)”示范項(xiàng)目，到2025年計(jì)劃實(shí)現(xiàn)商業(yè)化投運(yùn);日本則將SMR作為其核電發(fā)展的重點(diǎn)方向，計(jì)劃到2030年實(shí)現(xiàn)10座以上SMR的并網(wǎng)發(fā)電。到2030年，SMR在全球核電裝機(jī)容量中的占比預(yù)計(jì)將達(dá)到10%。其在城市供電、分布式能源和工業(yè)應(yīng)用中的靈活性將使其成為新建核電項(xiàng)目的重要選擇。

第四代核能技術(shù)的探索

第四代核能技術(shù)(如快中子反應(yīng)堆、熔鹽堆和高溫氣冷堆)正在全球范圍內(nèi)加速研發(fā)。中國計(jì)劃在2025年前完成第四代高溫氣冷堆的試驗(yàn)性并網(wǎng)，這將成為全球首個(gè)商用第四代反應(yīng)堆。美國能源部資助的快中子反應(yīng)堆項(xiàng)目正在試驗(yàn)階段，預(yù)計(jì)到2030年實(shí)現(xiàn)商用。法國和瑞典正在推進(jìn)熔鹽堆的研發(fā)，其高安全性和高燃料利用率使其備受關(guān)注。

核聚變商業(yè)化節(jié)奏加快

近年來，各國加速核聚變技術(shù)研發(fā)，爭(zhēng)相制定戰(zhàn)略以搶占未來能源格局的制高點(diǎn)。作為未來能源的終極解決方案，核聚變技術(shù)正取得關(guān)鍵性突破，商業(yè)化進(jìn)程明顯加快。2025年被認(rèn)為是核聚變從實(shí)驗(yàn)室邁向?qū)嶋H應(yīng)用的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，全球已有超過50多家公司大舉進(jìn)軍聚變能源領(lǐng)域，各國政府也紛紛出臺(tái)政策支持。美國通過《聚變能源戰(zhàn)略2024》，明確提出到2030年前實(shí)現(xiàn)小型聚變反應(yīng)堆的商業(yè)化應(yīng)用。由麻省理工學(xué)院(MIT)孵化的CFS公司正在推動(dòng)“SPARC”反應(yīng)堆的試運(yùn)行，計(jì)劃在2025年實(shí)現(xiàn)全球首個(gè)成功發(fā)電的聚變?cè)囼?yàn)。法國盡管國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆(ITER)的等離子體運(yùn)行計(jì)劃被延期，但在國內(nèi)積極推進(jìn)自主實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆項(xiàng)目，計(jì)劃于2025年啟動(dòng)本國核聚變實(shí)驗(yàn)裝置。英國2023年10月修訂了核聚變能國家戰(zhàn)略，明確提出支持建設(shè)全球首座核聚變?cè)碗姀S——“STEP”，2025年將完成第一階段的概念設(shè)計(jì)。中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆(CFETR)計(jì)劃在2025年啟動(dòng)建設(shè)，目標(biāo)建成全球首個(gè)兼具聚變能量回收和工業(yè)級(jí)能源輸出的反應(yīng)堆，為商用化提供技術(shù)和運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)。日本2024年發(fā)布了《核聚變能源創(chuàng)新戰(zhàn)略》，提出在2035年前建成兩座小型示范核聚變發(fā)電站，計(jì)劃于2025年完成“小型高場(chǎng)托卡馬克裝置”的首次實(shí)驗(yàn)運(yùn)行，為未來商業(yè)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)積累數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。韓國依托“K-STAR”(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research)裝置，到2025年建成首個(gè)中型實(shí)驗(yàn)聚變堆，并計(jì)劃2035年推出商用原型反應(yīng)堆。

3. 核能發(fā)電的關(guān)鍵挑戰(zhàn)與機(jī)遇

廢棄燃料的管理與處理

盡管核能發(fā)電在環(huán)保和減排方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，但核廢料的長期管理和處理仍是核能發(fā)展的一大挑戰(zhàn)。高放射性廢棄物的安全處置需要高度復(fù)雜的技術(shù)與長期的政策承諾。目前，法國、芬蘭和瑞典等核能領(lǐng)先國家已經(jīng)建立了地質(zhì)深層儲(chǔ)存設(shè)施，芬蘭的奧爾基洛托(Onkalo)儲(chǔ)存設(shè)施成為全球首個(gè)實(shí)際運(yùn)行的地質(zhì)儲(chǔ)存庫。然而，全球范圍內(nèi)廢棄燃料儲(chǔ)存能力仍顯不足，許多國家尚未明確廢料管理的長期解決方案。隨著國際合作加強(qiáng)，先進(jìn)技術(shù)(如廢料回收和再處理技術(shù))的發(fā)展將為廢棄燃料的管理提供新解決方案。例如，美國和法國正在研發(fā)的新型燃料循環(huán)技術(shù)有望將廢料體積減少90%。

核能與可再生能源的競(jìng)爭(zhēng)

隨著風(fēng)能、太陽能和儲(chǔ)能技術(shù)的快速發(fā)展，核能在成本上的競(jìng)爭(zhēng)力受到挑戰(zhàn)。預(yù)計(jì)到2025年，核電的平準(zhǔn)化發(fā)電成本(LCOE)將保持在0.08-0.10美元/千瓦時(shí)，略高于太陽能和風(fēng)能的0.05-0.07美元/千瓦時(shí)。然而，核電因其高密度、穩(wěn)定的供電能力以及全天候運(yùn)行的特性，依然是能源組合中不可替代的重要部分。相比于間歇性較強(qiáng)的可再生能源，核能在滿足工業(yè)用電需求和電網(wǎng)穩(wěn)定性方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。未來核能與可再生能源的協(xié)同效應(yīng)可能成為主流。例如，核電站提供基礎(chǔ)負(fù)荷，而可再生能源覆蓋峰值需求，同時(shí)利用核電制氫進(jìn)一步提升系統(tǒng)靈活性。利用核能制氫的成本已逐漸接近經(jīng)濟(jì)可行范圍，預(yù)計(jì)到2030年，核能制氫的成本將降至2-3美元/千克。

地緣政治的影響

地緣政治因素對(duì)核能的供應(yīng)鏈和技術(shù)合作具有深遠(yuǎn)影響。俄烏沖突暴露了部分國家對(duì)核燃料和核反應(yīng)堆技術(shù)進(jìn)口的過度依賴，促使歐洲國家重新評(píng)估其核能供應(yīng)鏈的多樣性。歐洲國家正在加強(qiáng)與美國、韓國和日本的合作，以擺脫對(duì)單一供應(yīng)源的依賴。例如，波蘭和捷克正在與美國和韓國推進(jìn)新反應(yīng)堆技術(shù)的合作。中國、韓國和俄羅斯等核能出口國的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，為發(fā)展中國家的核能項(xiàng)目提供了更多選擇。

核能與數(shù)據(jù)中心供電模式的爭(zhēng)議

隨著數(shù)據(jù)中心能源需求的快速增長，核能與高耗能行業(yè)的結(jié)合成為重要探索領(lǐng)域。然而，相關(guān)政策和規(guī)范尚未完全成熟。例如，美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(huì)(FERC)對(duì)亞馬遜AWS與薩斯奎漢納核電站合作的直接供電計(jì)劃提出質(zhì)疑，凸顯了核能商業(yè)模式在高科技行業(yè)應(yīng)用中的不確定性。但微軟通過與Constellation合作，利用賓夕法尼亞州三里島核電站為數(shù)據(jù)中心供電，這一模式已獲得監(jiān)管批準(zhǔn)，為類似合作提供了實(shí)踐參考。核能與數(shù)據(jù)中心的結(jié)合不僅能夠滿足高可靠性供電需求，還可推動(dòng)核能在分布式能源領(lǐng)域的商業(yè)化應(yīng)用。

綜上所述，2025年全球核電市場(chǎng)將進(jìn)入快速發(fā)展與深度調(diào)整的關(guān)鍵階段。預(yù)計(jì)全球新增核電裝機(jī)容量達(dá)到15GW，其中輕水反應(yīng)堆和小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)將是主要形式。核能在全球電力結(jié)構(gòu)中的占比預(yù)計(jì)從2024年的10%提升至2025年的11%。亞洲、歐洲和北美將成為核能發(fā)展的主要增長區(qū)域，特別是中國、印度和韓國的核電建設(shè)項(xiàng)目將大幅增加。廢棄燃料管理、與可再生能源的競(jìng)爭(zhēng)、供應(yīng)鏈安全和政策協(xié)調(diào)是核能行業(yè)需要克服的主要障礙。未來技術(shù)創(chuàng)新和國際合作是核能行業(yè)克服挑戰(zhàn)、實(shí)現(xiàn)長期可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。通過優(yōu)化商業(yè)模式、推動(dòng)核電制氫和能源融合，核能將在全球能源轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮更加重要的作用。