中國核能發電量到2030年將超越歐美
一、國際能源署 發表通往核能新時代之路報告
國際能源署(IEA)1月16日發佈了估算核能發電增長影響的報告,顯示,正在建設的新核反應爐的近一半位於中國,預計到2030年中國核反應爐的發電量將超過歐美。報告稱,由於對低碳能源的需求不斷增長,核能正在全球範圍內復興,全球有420座核反應爐在運轉,預計2025年的發電量將創歷史新高。據國際能源署報告,目前已有40多個國家尋求擴大核能,對核能的興趣比上世紀70年代石油危機以來任何時候都高漲。 電力需求的增長不僅來自工業等傳統領域,還包括電動汽車、數據中心和電力人工智慧等新領域。在擁有7成核反應爐的已開發國家,核反應爐的平均運轉年限超過36年,達到新興市場國家(18年)的2倍。在全球正在建設的63座核反應爐中,29座位於中國國內。已開發國家的核反應爐大部分都需要「在今後10年內報廢,或進行延壽10~20年的改造」。由於這種情況,核電佔已開發國家總發電量的比例以2001年的24%為頂峰,2023年降至17%。但中國核反應爐的平均運作時間僅為9年,與已開發國家相比較短。在全球正在建設的63座核反應爐中,29座位於中國國內。國際能源署署長法提赫·比羅爾表示,核能發電量將在2025年達到創紀錄水準,且全球正在建設的新核電容量超過70吉瓦(GW),是過去30年來的最高水準。 他特別指出,小型模組化反應堆具有增長潛力。儘管一些國家正在逐步淘汰核能或關閉核電站,但全球核電站的總發電量仍在增加。 日本正在恢復核能生產,法國已完成核電站維護工作,而中國、印度、韓國和歐洲等國的新反應堆正在投入使用。
IEA 的 2025 年報告《通往核能新時代之路》預測,核能將達到新的高度,但創新將需要更高的投資,核能有望大幅擴張。《通往核能新時代之路》報告顯示了核電被加速採用,同時也強調了主要挑戰。法提赫·比羅爾說“今天很明顯,國際能源署幾年前預測的核能強勢回歸正在順利進行中,核能將在 2025 年產生創紀錄的電力水準,”除此之外,全球正在建設的新增核電容量超過 70 吉瓦,這是過去 30 年來的最高水準之一,全球 40 多個國家都計劃擴大核能在其能源系統中的作用。如今,核電已成為僅次於水電的全球第二大低排放能源,它供應了全球近10%的電力。隨著電力需求的飆升,部分原因是人工智慧等新技術需求需要數據中心的巨大能源,核能憑藉其強大而靈活的能源輸出可能是一個重要的解決方案。根據 IEA 的數據,核能行業的格局正在迅速發展,大量專案正在進行中,尤其是在中國,預計到2030年,中國的核電裝機容量將超過美國和歐洲。值得注意的是,美國亞馬遜在開發核解決方案方面採取了積極措施,該公司已簽署協議,協助開發兩個SMR專案網站以及一家從事核能發電的公司。亞馬遜首席可持續發展官 Kara Hurst 表示有意義的氣候行動需要速度和規模,亞馬遜將繼續探索無碳能源解決方案。國際能源署樂觀地認為,如果有足夠的支援,到 2040 年,SMR 裝置的裝機容量將達到 80 吉瓦,占全球核電裝機容量的 10%。
二、人工智能(AI)產業用電需求推動核能投資潮
國際能源總署對核能發電寄予厚望,1月16日發布的最新核能報告指出,隨著全球用電需求快速攀升,核能在能源安全中的重要性正在提升。報告預測,今年全球核能發電量將創下新高,達到2,900TWh(太瓦時),約占全球電力生產的10%。IEA最新發布的核能報告《邁向核能新時代》從政策、核能計畫、投資和新核能技術等面向,剖析核能成長背後的推進動力,並進一步分析發展核能所面對的挑戰,重點包括融資,以及確保核電廠建置跟核燃料的多元供應鏈。報告認為,核能是繼水力發電之後,規模第二大的低碳電力來源,雖然目前在全球發電占比不到10%,但隨著人工智慧(AI)技術快速發展,用電量水漲船高,未來用電需求成長速度將是能源消耗總量的6倍,核能被認為是提供工業、電動車及資料中心穩定電力的理想解決方案。IEA預測今年核能發電將創新高。IEA執行董事比羅爾表示,如同IEA所預測,核能正捲土重來,全球正在興建的核電容量超過70GW(百萬瓩),為過去30年來的最高,且全球也有多達40多國計劃擴大核電裝置容量。其中IEA也提及小型模組化核能(SMR)的成長潛力。通常SMR的裝置容量不超過300MW,因此被認為建造速度更快、成本降幅更大,引起民間投資人廣泛注意。報告指出,在適當支援下,2040年SMR裝置量可達到80GW,占全球核電容量的10%。報告預估,全球SMR投資將從目前的50億美元,在2030年增加到250億美元以上,到2050年累計投資額更上看6,700億美元。也因為SMR規模較小,專案前期籌備和建造週期較短,傳統大型核能需要20~30年才能回收投資成本,SMR投資回收期是大型核電廠的一半,對商業投資人更具吸引力。不過SMR仍是新技術,成本較爲高昂,該技術的發展進度仍取決於建置與發電價格,必須要在2040年前將成本降到與大型水力發電和離岸風電相媲美。
報告提到,核能是歷史悠久的技術,發展前景廣闊,但也面臨許多挑戰跟風險,首先施工須準時,才可以按照預算交付,近年來歐美大型核能機組建設都出現的嚴重時間延誤,伴隨大幅成本超支,為此多樣化核能供應鏈將是解方,也是確保核能安全與維持經濟性的關鍵。而中國憑藉基建實力興建核電站工期短競爭力強。報告預測,未來核能的發展版圖將從歐美轉向中國,截至2024年底,在全球在建71GW容量、共63座核反應爐中,其中4分之3位於新興經濟體,一半位於中國。自2017年以來,在全球已動工的52座反應爐中,其中25座是中國設計,另外23座則是來自俄羅斯。報告預估,到 2030 年,中國核電裝置容預計將超過美國和歐洲,根據報告估算,預計到2050年,全球核能總裝置容量將成長超過50%達到650GW,甚至有機會突破1,000GW。如同 Google去年和核能新創Kairos Power簽署SMR供電協議,愈來愈多民間科技企業為了實現「全天候無碳能源」(CFE 24/7),為資料中心跟AI技術發展尋找穩定電力。報告強調,如今有越來越多民營部門將核能視為一種可投資的能源。
三、中國核電技術領先美國 10 到 15 年
根據亞洲時報報導,中國正在以驚人的速度在實現核聚變發電技術上處於全球領先地位。隨著合肥省聚變技術綜合研究設施 (CRAFT) 計劃於 2025 年完工,中國將擁有獨特的科學和工程基礎設施來支援其聚變工作。中國的原型聚變發電站正在籌劃中,關鍵的燃燒等離子體試驗堆將於 2027 年投入運行。鑒於來自中國的一系列積極核聚變發電消息,美國落後很多。由於美國聯邦政府缺乏承諾,美國正面臨失去它佔據了近四分之三個世紀的聚變世界領導地位。在中美科技競爭中,中國又領先一步。中國目前主要建設「第三代」核電機組,技術源自美法二國,共有五種,分別為美國的AP1000、法國的EPR、俄羅斯的VVER,以及中國自己的華龍一號和國和一號。華龍一號是中核公司的ACP1000和中廣核公司的ACPR1000兩種技術的融合;國和一號則是在消化、吸收、全面掌握AP1000的基礎上,開發出的功率更大的核電機組技術。華龍一號是在法國二代堆M310基礎上改進而來設計較繁雜,而國和一號則是基於美國西屋純三代堆AP1000的功率放大版本。隨著時間推移,中國迅速布署越來越現代化的核電機組產生了規模經濟和邊做邊學的效果,使中國核工業在增量創新中獲得優勢。
美國的大部分核電廠建於 1970 年代和 1980 年代初,幾乎所有設施都在 1990 年之前啟動,目前老舊核電站主要是靠延役支撐。截至 2024 年 5 月,美國仍是核能發電量最多的全球領導者。美國的 94 座核電站佔全球核電產量的 31%,佔美國總發電量的五分之一和清潔能源產量的一半。但美國在過去十年中都是靠延役核電站,新核電機組只完成兩座。相比之下,中國有58 個運轉中的核電機組,另外27 個正在建設中,預計到2030 年,將超過美國成為世界核能發電容量最大的國家。中國長期以來一直將核反應堆技術作為重要戰略考量,隨著「十四五」(2021-2025 年)規劃,中國計畫要在15 年內建造150 個新核電機組,以實現2035 年達到200GW核電生產目標。自“十三五”以來,“國和一號”及 “華龍一號”研發成功,中國成為繼美、法、俄等核電強國後擁有獨立自主三代核電技術和全核電產業鏈的國家。中國新一代核電技術包括高溫氣冷堆、鈉冷、鉛冷快堆技術以及釷基熔鹽堆技術等。快堆是中國“三步走”戰略的關鍵一環,鈉冷快堆有較好的研究基礎,鉛冷快堆是近年來研究熱點堆型,在安全性和燃料循環方面具備一定優勢,“十四五”規劃設置了“鈉冷、鉛冷快堆技術”任務。面對碳達峰、碳中和的頂層要求以及以新能源為主體的新型電力結構,中國正處在能源轉型的關鍵時期,需不斷加強核能技術自主創新。另外,拓展核能非電應用及多能互補。在當前碳達峰、碳中和背景下,核能除可提供穩定基荷電源外,還可在清潔供暖、工業供汽、海水淡化、核能製氫、同位素生產、製冷等方面,發揮傳統化石能源所不具備的優勢。
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