聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)發(fā)布新版《核技術(shù)簡(jiǎn)報(bào)》

聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)(UNECE)2021年8月發(fā)布新版《核技術(shù)簡(jiǎn)報(bào)》，強(qiáng)調(diào)作為低碳電力和熱力的重要來(lái)源，核電在避免二氧化碳排放、實(shí)現(xiàn)碳中和方面能夠發(fā)揮重要作用。如果將核能排除在外，2015年《巴黎協(xié)定》中設(shè)定的氣候目標(biāo)將無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

簡(jiǎn)報(bào)首先明確了氣候治理問(wèn)題的緊迫性以及作為關(guān)鍵性解決措施的核能的發(fā)展情況。同時(shí)，簡(jiǎn)報(bào)還介紹了目前可用的、正在開(kāi)發(fā)的、和在不久的將來(lái)可投入商運(yùn)的核技術(shù)，以及這些技術(shù)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。此外，通過(guò)將核能與其他能源進(jìn)行對(duì)比，簡(jiǎn)報(bào)還強(qiáng)調(diào)了核能在經(jīng)濟(jì)性、能源供應(yīng)以及環(huán)境和健康等領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。

1. 核能是氣候問(wèn)題的一項(xiàng)關(guān)鍵性解決措施

2015年聯(lián)合國(guó)峰會(huì)通過(guò)的《2030年可持續(xù)發(fā)展議程》提出了17項(xiàng)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)應(yīng)在提升人民的生活質(zhì)量同時(shí)保護(hù)自然環(huán)境，其中“采取緊急行動(dòng)以應(yīng)對(duì)氣候變化及其影響”的目標(biāo)日益成為國(guó)際社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。在2020年12月的氣候峰會(huì)上，聯(lián)合國(guó)宣布全球已進(jìn)入“氣候緊急狀態(tài)”。鑒于全球近75%人造二氧化碳和其他溫室氣體源自能源的生產(chǎn)和使用，因此能源轉(zhuǎn)型是應(yīng)對(duì)氣候問(wèn)題、落實(shí)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的關(guān)鍵性因素。在未來(lái)數(shù)十年內(nèi)，各國(guó)需要在提高能源普及性的同時(shí)，利用清潔能源完全取代化石燃料發(fā)電。

聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)委會(huì)先前曾開(kāi)展“通往可持續(xù)能源的途徑：提升經(jīng)委會(huì)成員國(guó)實(shí)現(xiàn)與能源相關(guān)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的能力”項(xiàng)目。這一項(xiàng)目取得的成果表明，為實(shí)現(xiàn)將溫度上升限制在2?C的目標(biāo)，經(jīng)委會(huì)成員國(guó)到2050年需要減少或捕獲至少90吉噸二氧化碳排放量同時(shí)，各國(guó)需部署所有可行的低碳技術(shù)以彌補(bǔ)能源供需缺口。

作為一種低碳能源，核能將在減少二氧化碳排放方面發(fā)揮關(guān)鍵性作用。在過(guò)去的50年間，核能的使用使全球碳排放量減少了74吉噸，相當(dāng)于減少了近兩年的全球與能源相關(guān)的碳排放量。核能在減少碳排放量方面的作用僅次于水電。

目前，核電占?xì)W洲經(jīng)委會(huì)成員國(guó)總發(fā)電量的20%，占低碳發(fā)電量的43%。然而，化石燃料仍主導(dǎo)著這些國(guó)家的電力供應(yīng)，占有超過(guò)50%的份額。核能為經(jīng)委會(huì)許多成員國(guó)提供低碳電力，包括比利時(shí)、保加利亞、克羅地亞、捷克、芬蘭、法國(guó)、匈牙利、斯洛伐克、斯洛文尼亞、西班牙、瑞典、烏克蘭和美國(guó)。同時(shí)，20個(gè)經(jīng)委會(huì)成員國(guó)擁有在運(yùn)核電機(jī)組，15個(gè)成員國(guó)正在建設(shè)或計(jì)劃建設(shè)新的核電機(jī)組。此外，7個(gè)成員國(guó)正在制定首個(gè)核電建設(shè)項(xiàng)目計(jì)劃。許多成員國(guó)——比如加拿大、捷克、芬蘭、法國(guó)、匈牙利、波蘭、羅馬尼亞、斯洛伐克、斯洛文尼亞、俄羅斯、烏克蘭、英國(guó)和美國(guó)——已明確表示，核能將在其未來(lái)的碳減排行動(dòng)中發(fā)揮關(guān)鍵性作用。

除經(jīng)委會(huì)成員國(guó)外，亞洲、中東、南美洲和非洲一些國(guó)家的核發(fā)電量也在不斷增長(zhǎng)。此外，許多尚未使用核電的發(fā)展中國(guó)家正在尋求有效方法以兌現(xiàn)其作出的有關(guān)可持續(xù)發(fā)展的承諾，這些國(guó)家對(duì)核能的興趣日益濃厚。

聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)2018年底發(fā)布的《全球升溫1.5℃特別報(bào)告》中提出了89個(gè)碳減排情景，按這些情景的平均值計(jì)算，2050年核發(fā)電量將是現(xiàn)在的3.5倍。此外，中間情景(假設(shè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)將會(huì)保持現(xiàn)有發(fā)展趨勢(shì)，且人們的飲食和旅行習(xí)慣不會(huì)發(fā)生重大改變)估計(jì)，2050年核發(fā)電量將是現(xiàn)在的6倍，為全球提供25%的電力。鑒于核能在緩解氣候問(wèn)題的影響方面的關(guān)鍵性作用，各國(guó)需利用這一能源以防止溫升超過(guò)2℃。為提升核發(fā)電量，各國(guó)應(yīng)在未來(lái)幾年內(nèi)大力推進(jìn)反應(yīng)堆的部署工作。

2. 核技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展

新技術(shù)的發(fā)展使核能應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，同時(shí)也使核能可以與其他的低碳能源進(jìn)行整合，如間歇性可再生能源和采用碳捕集體和封存(CCS)技術(shù)的化石燃料。

技術(shù)創(chuàng)新主要體現(xiàn)在三個(gè)方面，即反應(yīng)堆裝機(jī)容量、冷卻劑材料和核燃料循環(huán)系統(tǒng)。

2.1 設(shè)計(jì)裝機(jī)容量

按裝機(jī)容量劃分，核反應(yīng)堆技術(shù)目前主要分為三類：大型反應(yīng)堆(1000兆瓦級(jí))、小型模塊堆(SMR)和微堆(MMR)。大型反應(yīng)堆目前已實(shí)現(xiàn)商運(yùn)，而小型模塊堆和微堆正在開(kāi)發(fā)當(dāng)中(其中一些反應(yīng)堆的商業(yè)化進(jìn)程不斷加快)。不同反應(yīng)堆的技術(shù)成熟度見(jiàn)附錄2。

2.1.1大型反應(yīng)堆

在核技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，絕大多數(shù)時(shí)候都在為實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)不斷提升反應(yīng)堆裝機(jī)容量。目前已實(shí)現(xiàn)商用的標(biāo)準(zhǔn)化反應(yīng)堆/核電廠的設(shè)計(jì)裝機(jī)容量介于750兆瓦至1800兆瓦之間，負(fù)荷因子已超過(guò)90%，且設(shè)計(jì)運(yùn)行壽期至少為60年。為利用其燃料成本和運(yùn)營(yíng)成本低的優(yōu)勢(shì)，大多數(shù)核電廠以“基荷模式”運(yùn)行。但如有需要，它們也能夠以負(fù)荷跟蹤方式運(yùn)行，并且可以進(jìn)行區(qū)域供暖和電解制氫。

2.2.2小型模塊堆

現(xiàn)代小型模塊堆的設(shè)計(jì)裝機(jī)容量介于10至300兆瓦之間。需指出的是，第一代核反應(yīng)堆基本屬于小堆，且已被廣泛應(yīng)用于潛艇和海軍軍艦。而現(xiàn)代小型模塊堆與第一代反應(yīng)堆的不同之處在于設(shè)計(jì)和建造方法方面的創(chuàng)新?，F(xiàn)代小型模塊堆利用體積小這一優(yōu)勢(shì)，開(kāi)辟新的商業(yè)模式。目前的設(shè)想是，將小堆用于為不能容納大堆的偏遠(yuǎn)或離網(wǎng)地區(qū)供電。

目前，70多種小堆設(shè)計(jì)正在開(kāi)發(fā)當(dāng)中，它們的技術(shù)成熟度也各不相同。水冷堆是一項(xiàng)高度成熟的技術(shù)。俄羅斯已在其北部海岸建成并運(yùn)營(yíng)著一座浮動(dòng)式小型水冷堆核電廠;同時(shí)美國(guó)的監(jiān)管機(jī)構(gòu)也為一種小型水冷堆頒發(fā)了設(shè)計(jì)合格證。此外，中國(guó)目前正在推進(jìn)高溫氣冷堆(HTR-PM)示范廠建設(shè)，預(yù)計(jì)該示范廠將于2021年底投入運(yùn)行。許多基于成熟技術(shù)的小堆開(kāi)發(fā)商希望他們的首座小堆能夠在本世紀(jì)20年代投運(yùn)，并在30年代更廣泛的部署這些小堆，而那些基于新技術(shù)的小堆設(shè)計(jì)則通常需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

2.2.3微堆

微堆實(shí)際上是一種熱功率低于20兆瓦或電功率低于10兆瓦的反應(yīng)堆。由于微堆的規(guī)模小、運(yùn)輸靈活性高、以及能夠在更大范圍內(nèi)滿足各種能源需求，能夠在利基市場(chǎng)上與與柴油發(fā)電廠競(jìng)爭(zhēng)。如果設(shè)計(jì)者和監(jiān)管機(jī)構(gòu)使用更為簡(jiǎn)化的許可申請(qǐng)程序，那么微堆的商業(yè)可行性將更容易實(shí)現(xiàn)。

2.2 冷卻劑材料

以水為冷卻劑的反應(yīng)堆技術(shù)已非常成熟，目前在全球市場(chǎng)上占據(jù)主導(dǎo)地位。水冷堆主要分為壓水堆、沸水堆和重水堆三種類型，其中壓水堆是當(dāng)前全球最為常見(jiàn)的核動(dòng)力反應(yīng)堆。

目前，許多國(guó)家正在積極開(kāi)展使用液體金屬、氣體等其他冷卻劑的先進(jìn)反應(yīng)堆。第四代核能系統(tǒng)國(guó)際論壇(GIF)2002年提出將6種第四代堆型的研發(fā)列為優(yōu)先事項(xiàng)，包括氣冷快堆 (GFR)、鉛冷快堆 (LFR)、熔鹽堆 (MSR)、超臨界水冷堆 (SCWR) 、鈉冷快堆 (SFR) 和超高溫氣冷堆 (VHTR)。

2.3 核燃料循環(huán)系統(tǒng)

在歐洲經(jīng)委會(huì)成員國(guó)中，法國(guó)和俄羅斯都擁有工業(yè)級(jí)的后處理設(shè)施，且向其他國(guó)家提供乏燃料后處理服務(wù)。英國(guó)也擁有幾十年的后處理設(shè)施運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。下文介紹了核燃料循環(huán)系統(tǒng)在下述方面的創(chuàng)新。

一是推進(jìn)快堆研發(fā)，建設(shè)閉式燃料循環(huán)設(shè)施?？於炎罡呖蓪⑻烊烩櫟睦寐侍嵘?/span>60倍，從而使現(xiàn)已探明的鈾資源可持續(xù)利用4000余年?？於训纳虡I(yè)化和廣泛的應(yīng)用將會(huì)對(duì)鈾開(kāi)采需求和放射性廢物管理產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。目前，一些歐洲經(jīng)委會(huì)成員國(guó)正在開(kāi)發(fā)快堆技術(shù)。俄羅斯有兩座在運(yùn)的鈉冷快堆，正在建設(shè)一座300兆瓦的BREST-300鉛冷快堆，并計(jì)劃再建設(shè)一座裝機(jī)容量為1200兆瓦的BN-1200鈉冷快堆座。美國(guó)也重新開(kāi)始推進(jìn)快堆研發(fā)項(xiàng)目，并于近日宣布向泰拉能源公司和通用日立核能公司合作開(kāi)展的鈉冷快堆開(kāi)發(fā)項(xiàng)目提供資金支持。

二是開(kāi)發(fā)先進(jìn)核燃料。創(chuàng)新發(fā)生在核燃料循環(huán)的各個(gè)環(huán)節(jié)，其中先進(jìn)燃料方面的創(chuàng)新值得關(guān)注，因?yàn)樾碌暮巳剂霞夹g(shù)能夠比先進(jìn)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)更快地實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。核燃料技術(shù)方面的最新進(jìn)展提高了現(xiàn)有反應(yīng)堆的安全性和經(jīng)濟(jì)性。此外，先進(jìn)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)同樣需要新的燃料技術(shù)，例如，與使用豐度為3%至5%的低濃鈾燃料的傳統(tǒng)反應(yīng)堆相比，一些先進(jìn)反應(yīng)堆需要使用鈾-235豐度更高的燃料，例如5%至20%的高豐度低濃鈾燃料。

三是從乏燃料中提取有價(jià)值的放射性同位素。通過(guò)乏燃料后處理技術(shù)，提取有價(jià)值的同位素，比如提取可作為放射性同位素電源用于太空任務(wù)的镅-241。

3. 核技術(shù)應(yīng)用

核電廠可以實(shí)現(xiàn)低碳供電和供熱，這有助于推進(jìn)電力以外“難以減排”行業(yè)的脫碳。除供電外，核能還可用于制氫、工業(yè)供熱、區(qū)域供暖、海水淡化、合成燃料和化工產(chǎn)品生產(chǎn)、冷卻和制冷以及熱電聯(lián)產(chǎn)。預(yù)計(jì)未來(lái)的小型模塊堆和先進(jìn)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)將提供上述行業(yè)所需的性能(例如高溫)和靈活性(例如與工業(yè)設(shè)施共址)，以真正打開(kāi)這些市場(chǎng)。

3.1 制氫

氫能可以幫助工業(yè)和運(yùn)輸業(yè)等難以減排的行業(yè)實(shí)現(xiàn)脫碳?？梢岳枚喾N低碳技術(shù)實(shí)現(xiàn)核能制氫，如低溫電解水制氫、高溫電解水蒸汽制氫(使用反應(yīng)堆提供的熱能和電力，在600°C的高溫下制氫)以及高溫?zé)峄瘜W(xué)制氫(使用反應(yīng)堆提供的熱能，在800至1000°C的高溫下制氫)。

現(xiàn)有的反應(yīng)堆技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)低溫電解制氫，這一技術(shù)在制氫方面有著許多潛在優(yōu)勢(shì)，包括較高的電解槽利用率、較低的運(yùn)營(yíng)成本、以及能夠?qū)⑺频臍溆糜诤穗姀S運(yùn)行過(guò)程中。此外，日本高溫實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆(HTTR)的出口冷卻劑溫度達(dá)950°C，可用于開(kāi)展核能制氫研究。2019年，該反應(yīng)堆利用碘硫熱化學(xué)循環(huán)法連續(xù)運(yùn)行超過(guò)150小時(shí)以制氫。目前，美國(guó)、英國(guó)和法國(guó)都在計(jì)劃建設(shè)核電制氫示范設(shè)施。

3.2 核能高溫工業(yè)熱利用

核反應(yīng)堆能夠幫助如化工生產(chǎn)業(yè)、紙漿與造紙工業(yè)和鋼鐵工業(yè)等能源密集型行業(yè)脫碳。將反應(yīng)堆產(chǎn)生的高溫?zé)嶂苯幼鳛楣I(yè)生產(chǎn)過(guò)程的熱源，能夠在降低能源消耗總量的同時(shí)，提高核能的經(jīng)濟(jì)性。如以熔鹽堆為代表的第四代核反應(yīng)堆，其出口溫度可以達(dá)到?700℃以上。

3.3 區(qū)域供暖

核反應(yīng)堆產(chǎn)生的廢熱也是一種寶貴的資源。俄羅斯、瑞士等國(guó)在利用核能進(jìn)行區(qū)域供暖。此外，還有一些國(guó)家正在計(jì)劃將小堆技術(shù)應(yīng)用于區(qū)域供暖領(lǐng)域，比如芬蘭。

4. 核能的經(jīng)濟(jì)性與脫碳成本

有多種方法可以用于計(jì)算和比較能源項(xiàng)目的成本，其中最廣泛使用的是平準(zhǔn)化能源成本 (LCOE)。對(duì)核能的平準(zhǔn)化發(fā)電成本影響最大的因素是有關(guān)核電廠建設(shè)成本和融資成本。核電廠的燃料成本和運(yùn)維護(hù)成本通常低于化石燃料發(fā)電廠，這也是核電廠一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。核電廠造價(jià)很高，但它能夠在未來(lái)幾十年內(nèi)提供穩(wěn)定的、低成本的電力。

核電廠造價(jià)可以進(jìn)一步細(xì)分為建設(shè)成本和融資成本。建設(shè)成本會(huì)受到諸如資源可用性和勞動(dòng)力成本等當(dāng)?shù)匾蛩氐挠绊懀谫Y成本則會(huì)受到利率(通常以貼現(xiàn)率表示)、建設(shè)過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)分配、是否有擔(dān)保、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率、基礎(chǔ)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)、是否存在任何購(gòu)電協(xié)議以及其他因素的影響。當(dāng)融資成本很高時(shí)，核電廠平準(zhǔn)化發(fā)電成本將會(huì)顯著增加。因此能否獲得低成本融資是影響項(xiàng)目可行性的關(guān)鍵因素。

4.1 核電總成本較低

平準(zhǔn)化發(fā)電成本將工廠層面的所有成本納入考慮范疇，但忽視了電廠對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的價(jià)值或者間接成本，因而很難將核能與其他能源——如可再生能源——進(jìn)行比較。雖然間歇性可再生能源的成本正在迅速下降，但是這種能源的間歇性導(dǎo)致電力系統(tǒng)成本的增加。隨著風(fēng)能和太陽(yáng)能等間歇性能源使用量的增加，電力系統(tǒng)的成本也不斷上升，進(jìn)而使電力總成本增加。與之相對(duì)的是，將能夠提供可靠的、可調(diào)度的低碳電力的能源——如核電廠，水力發(fā)電廠、以及具備碳捕集和封存設(shè)施的化石燃料發(fā)電廠——納入到電力系統(tǒng)中不僅能夠降低脫碳成本，還能夠最大限度的提升能源成功轉(zhuǎn)型的概率。對(duì)于許多國(guó)家來(lái)說(shuō)，利用核能發(fā)電將成為優(yōu)化速度最快、成本最低且風(fēng)險(xiǎn)也最低的脫碳路徑。

此外，核電廠還能夠產(chǎn)生顯著的其他正面效應(yīng)，比如核電廠可增強(qiáng)電力系統(tǒng)應(yīng)對(duì)嚴(yán)重外部沖擊的能力，如極端天氣事件。例如，2021年2月美國(guó)得克薩斯州的冬季風(fēng)暴造成大面積停電，而核電廠是所有電廠中受影響最小的。

4.2 進(jìn)一步降低核電成本的措施

某一類型首座電廠的建設(shè)成本是最高的，而之后批量建設(shè)同類型核電廠(NOAK)的造價(jià)將顯著下降。例如，中國(guó)、日本、韓國(guó)和俄羅斯等批量建設(shè)核電廠的國(guó)家已成功降低核電廠的建設(shè)成本。因此，通過(guò)利用近期反應(yīng)堆建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)先提升技術(shù)的成熟度和監(jiān)管的穩(wěn)定性，尋求最佳實(shí)踐建議，并按照反應(yīng)堆建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)施工，各國(guó)有望在未來(lái)十年內(nèi)降低核電廠建設(shè)成本。此外，各國(guó)政府如果采取相應(yīng)措施以降低融資成本，則核電廠的平準(zhǔn)化發(fā)電成本將顯著降低，這將有助于降低脫碳和能源低碳轉(zhuǎn)型的總成本。

除了降低建設(shè)成本和融資成本外，小堆的研發(fā)也有助于降低核電的成本。小堆的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)源于其規(guī)?；瘧?yīng)用和商業(yè)部署標(biāo)準(zhǔn)的制訂。相比于大堆，小堆所提供的能源服務(wù)的種類更為豐富，既能夠?yàn)橛脩籼峁┎⒕W(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，又能夠建立離網(wǎng)系統(tǒng)以滿足偏遠(yuǎn)地區(qū)和工業(yè)用戶的電力需求，因而小堆更容易實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)。同時(shí)，更低的建設(shè)成本、更短的建設(shè)周期以及模塊化建設(shè)方式使得小堆的投資風(fēng)險(xiǎn)性較低，因而小堆更容易獲得投資，即其融資成本更低。此外，大規(guī)模的部署還將提升小堆的學(xué)習(xí)效應(yīng)，這可能將會(huì)進(jìn)一步降低小堆的成本。

5. 核電廠延壽以應(yīng)對(duì)氣候變化

大多數(shù)在運(yùn)核電機(jī)組的初始運(yùn)行許可證有效期限為30至40年，但這并非由于技術(shù)限制。如今，在滿足法規(guī)、安全性和經(jīng)濟(jì)性的要求后，核電廠延壽已成為一種常見(jiàn)做法。美國(guó)大多數(shù)核電廠(壓水堆和沸水堆核電廠)的運(yùn)行許可證有效期限均已獲準(zhǔn)延長(zhǎng)至60年，一些已獲準(zhǔn)延長(zhǎng)至80年。國(guó)際能源署表示，對(duì)許多經(jīng)委會(huì)成員國(guó)而言，核電廠延壽是成本最低的發(fā)電方式之一。

盡管如此，在過(guò)去20年里，經(jīng)委會(huì)成員國(guó)關(guān)閉了一部分核電廠。這些核電廠的停運(yùn)主要受政策和市場(chǎng)兩方面因素的影響。一方面，受2011年福島核事故影響，德國(guó)、比利時(shí)和瑞士等國(guó)政府發(fā)布了棄核政策，使得運(yùn)營(yíng)商不得不提前關(guān)閉核電機(jī)組。此外，一些東歐國(guó)家為加入歐盟，被迫按照歐盟要求關(guān)閉部分核電廠。另一方面，受經(jīng)濟(jì)因素影響，部分反應(yīng)堆被迫關(guān)停。例如，美國(guó)的頁(yè)巖氣革命導(dǎo)致天然氣價(jià)格下降了53%，使核電面臨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。在歐洲，近期一些核電廠的停運(yùn)是受到政府向核能征收特定稅款的影響。在大多數(shù)情況下，這些核電廠停運(yùn)帶來(lái)的電力供需缺口已由化石燃料發(fā)電廠填補(bǔ)，這阻礙了各國(guó)氣候目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因此，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)和國(guó)際能源署現(xiàn)已認(rèn)識(shí)到，為應(yīng)對(duì)氣候變化，當(dāng)務(wù)之急是防止更多的核電廠提前關(guān)閉。

要實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)，未來(lái)必然會(huì)關(guān)閉一些使用化石燃料的基荷電廠，如煤和天然氣電廠。這必然會(huì)降低電網(wǎng)運(yùn)行靈活性，而其他有助于提升電網(wǎng)運(yùn)行靈活性的技術(shù)(如儲(chǔ)能技術(shù)、需求側(cè)響應(yīng)和行業(yè)耦合)尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化部署。由于其間歇性特性，風(fēng)能和太陽(yáng)能等可再生能源在彌補(bǔ)電力供需缺口方面的能力有限。相比之下，核電廠能夠持續(xù)供電，可根據(jù)用電需求調(diào)峰運(yùn)行，同時(shí)還能夠提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。因此，政府需出臺(tái)有助于提升核能經(jīng)濟(jì)性的政策，推進(jìn)現(xiàn)有核電廠延壽運(yùn)行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能源低碳轉(zhuǎn)型。

6. 人類健康和自然環(huán)境影響

任何發(fā)電技術(shù)都存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)，并且會(huì)對(duì)自然環(huán)境和人類健康產(chǎn)生影響，因此電力生產(chǎn)必須受到監(jiān)控和監(jiān)管，以確保將這些影響控制在可接受的水平。核電面臨著放射性事故和放射性廢物管理等特定風(fēng)險(xiǎn)，但綜合性的全壽期評(píng)估表明，核電是所有發(fā)電技術(shù)中對(duì)環(huán)境影響最小的一種，其對(duì)環(huán)境的影響遠(yuǎn)低于化石燃料。此前歐盟聯(lián)合研究中心在研究是否應(yīng)將核能納入歐盟綠色金融分類法時(shí)指出：“沒(méi)有任何科學(xué)證據(jù)表明相比于其他發(fā)電技術(shù)核電對(duì)環(huán)境和人類健康造成的危害更大”。為驗(yàn)證這一結(jié)論，下文將分析核能在下述三個(gè)方面的影響：空氣質(zhì)量，生態(tài)系統(tǒng)，以及“人為”輻射。

6.1 空氣質(zhì)量

目前，全球面臨的最重要健康和環(huán)境挑戰(zhàn)之一是空氣質(zhì)量問(wèn)題。世界衛(wèi)生組織的報(bào)告顯示，全球每年有420萬(wàn)人死于環(huán)境空氣污染，而這些污染多與能源的生產(chǎn)和使用有關(guān)，其中以油煙為主要形式的室內(nèi)空氣污染每年導(dǎo)致近380萬(wàn)人死亡。核電廠不僅不會(huì)造成空氣污染，反而已挽救超過(guò)一百萬(wàn)人的生命，因?yàn)槠溆兄跍p少二氧化碳及其他溫室氣體的排放量。此外，政府間氣候變化問(wèn)題專門委員會(huì)指出，核電廠全壽期的溫室氣體排放量與可再生能源相當(dāng)。

6.2 生態(tài)系統(tǒng)

能源的生產(chǎn)對(duì)健康與環(huán)境的影響還在于地質(zhì)和水生生態(tài)系統(tǒng)。一方面，電廠建設(shè)過(guò)程中的礦物需求會(huì)對(duì)地質(zhì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。美國(guó)能源部的數(shù)據(jù)顯示，核電廠的建筑材料主要是鋼筋和混凝土，然而在建設(shè)過(guò)程中，核電廠對(duì)這些材料的需求尚不足風(fēng)力和水力發(fā)電廠的十分之一。同時(shí)，世界銀行在2020年的一份報(bào)告中指出：“在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，太陽(yáng)能電池板、風(fēng)力渦輪機(jī)和電池的制造會(huì)影響關(guān)鍵礦物的供需”。因此，對(duì)礦物開(kāi)采需求量小的核電廠對(duì)地質(zhì)生態(tài)系統(tǒng)造成的影響也較小。

另一方面，許多核電廠將水作為冷卻劑使用，因而應(yīng)當(dāng)對(duì)核電廠的用水需求進(jìn)行管理以防止其影響當(dāng)?shù)氐乃鷳B(tài)系統(tǒng)。這需要開(kāi)展仔細(xì)的選址和環(huán)境影響評(píng)估工作。此外，核電廠的占地面積與化石燃料電廠基本持平，且遠(yuǎn)低于可再生能源，因此其對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境影響也相對(duì)較小。

6.3 “人為”輻射

對(duì)公眾和相關(guān)從業(yè)人員而言，核技術(shù)的應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生一定的輻射。但是，在對(duì)人類健康造成的影響方面，這種“人為”輻射與天然輻射并無(wú)區(qū)別。核電廠設(shè)有多重防護(hù)屏障，以保護(hù)人員和環(huán)境免受放射性物質(zhì)的影響。英國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)在對(duì)一份新建核電廠的申請(qǐng)進(jìn)行評(píng)估時(shí)表示，英國(guó)公眾每年受到的輻射劑量與其在從英國(guó)飛往紐約的往返航班上受到的輻射劑量大致相同。在大多數(shù)人日常生活中接觸到的輻射劑量中，核輻射的比重不足0.1%。

公眾對(duì)于核輻射的擔(dān)憂主要在于核事故以及放射性廢物的處置問(wèn)題。歷史上最為嚴(yán)重的兩起核事故即1986年切爾諾貝利和2011年福島核事故，引發(fā)了公眾的焦慮，也使政府必須開(kāi)展長(zhǎng)時(shí)間的民眾疏散工作。此外，這些事故也導(dǎo)致了一些政府作出關(guān)閉核電廠的決策。但是，各國(guó)已從先前反應(yīng)堆運(yùn)行期間發(fā)生的事故中吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，并在全球范圍內(nèi)共享這些經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)還將這些經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用至新的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)和運(yùn)行實(shí)踐中。

放射性廢物的處置是降低核輻射負(fù)面影響的關(guān)鍵性因素。放射性廢物是在核電生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的、且無(wú)法再利用或回收的放射性材料。各國(guó)需實(shí)施可持續(xù)的廢物管理措施，并建造放射性廢物最終處置庫(kù)，從而為電廠員工和環(huán)境提供保護(hù)。各國(guó)會(huì)按照放射強(qiáng)度和放射性持續(xù)時(shí)間對(duì)放射性廢物進(jìn)行分類處置，其中放射性持續(xù)時(shí)間是由廢物中同位素的半衰期決定的。極低放廢物和低放廢物適宜在近地表填埋處置，而中放廢物和高放廢物則需要在深層地質(zhì)處置庫(kù)中進(jìn)行處置。這是因?yàn)橹蟹艔U物和高放廢物含有半衰期長(zhǎng)的放射性同位素，因此需置于10至100米深的地下。在對(duì)核工業(yè)產(chǎn)生的放射性廢物按照放射性表征進(jìn)行分類后，約有97%的廢物將會(huì)被歸入極低放廢物和低放廢物類別。按體積來(lái)看，高放廢物在放射性廢物總體積中的占比不足0.1%，但其放射性卻占總放射性的95%。目前世界上尚未建成高放廢物最終處置庫(kù)，但是芬蘭正在建設(shè)一個(gè)高放廢物處置庫(kù)，這個(gè)將于2023年投運(yùn)的處置庫(kù)預(yù)計(jì)將成為世界上首個(gè)高放廢物處置庫(kù)。

7. 小結(jié)

當(dāng)前，全球已進(jìn)入“氣候緊急狀態(tài)”，能夠有效減少碳排放的核能是應(yīng)對(duì)氣候問(wèn)題、落實(shí)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的關(guān)鍵性因素。為推進(jìn)反應(yīng)堆部署，各國(guó)不斷加大核技術(shù)研發(fā)力度，裝機(jī)容量、冷卻劑材料和核燃料循環(huán)系統(tǒng)三方面的技術(shù)創(chuàng)新使核能的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。目前，除供電外，核能還可用于制氫、工業(yè)供熱和區(qū)域供暖等領(lǐng)域。

核能之所以可作為應(yīng)對(duì)氣候問(wèn)題的關(guān)鍵性措施，不僅是因?yàn)楹四苣軌蛴行p少碳排放，還因?yàn)楹四芘c其他能源相比，在經(jīng)濟(jì)、能源供應(yīng)以及環(huán)境和健康等領(lǐng)域具有一定的優(yōu)勢(shì)。首先，核電的總成本較低，并且批量建造和小堆研發(fā)等措施能夠進(jìn)一步降低核電成本。其次，核電廠延壽的實(shí)施能夠保障能源供應(yīng)的安全性和靈活性，避免因核電廠提前關(guān)停而導(dǎo)致化石燃料發(fā)電量的增加。最后，核能對(duì)人類健康和自然環(huán)境的危害并不比其他能源更大。相反，核能可有效提升空氣質(zhì)量，且其對(duì)地質(zhì)和水生生態(tài)系統(tǒng)的影響低于可再生能源。此外，通過(guò)核電廠運(yùn)行安全管理和放射性廢物的處置，核技術(shù)的應(yīng)用不會(huì)對(duì)人類健康和環(huán)境產(chǎn)生影響。