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《全球核能产业发展蓝皮书(2017)》即将问世:全球核电产业发展面临多重挑战
日本福岛核泄漏事故已经过去6年半了,而美国西屋、法国阿海珐、日本东芝等世界级核电巨无霸正面临或退出,或破产,或重组的困境。未来全球核电是走向衰落还是继续复兴与增长,世界上反核派和挺核派各执一词,分别引用对己最为有利的数据资料自圆其说,孰是孰非难以客观分辨和评价。由国际清洁能源论坛(澳门)主编的《国际核能产业发展蓝皮书(2017)》提供了一份客观、独立、基于第三方视角的核能产业研究报告。蓝皮书以“立足中国,面向世界,尊重科学,追求真理”为指导方针,旨在为我国政府决策部门在中国构建一个科学合理布局、可持续发展的能源体系以及制定核能产业发展政策提供前瞻性建议和参考依据。与此同时,通过对核电整个产业链的经济技术分析和生态环境影响评价,展望未来的技术创新趋势和市场发展前景,对科研机构和企业具有一定的战略指导和借鉴意义。蓝皮书由1个总报告和12篇独立研究报告组成,涵盖全球所有既有核电和拟建核电的国家和地区。
全球核电市场增长乏力
从全球来看,欧美日等发达国家的核电产业发展都陷入停滞和衰退,核电新增装机容量和发电量主要在中国。下面一组数据足以说明全球核电业当前所面临并不乐观的发展态势。
♦2016年全球31个国家在运核电机组共有403个(不包括自2016年1月1日以来一直停运的反应堆),比2002年峰值438个减少了35个。
♦2016年全球核电发电量达到2476TWh,比2015年仅增加了1.4%,比2006年的历史峰值低了约7%。
♦2016年全球核电装机容量增加到351GW,年增长率不足1%,比2006年装机容量峰值368GW略有减少。
♦2016年全球核能发电量占比为10.5%,而1996年核能发电量占比曾达到峰值17.6%,此后就开始逐年下滑。
♦2016年核电在全球一次能源消费中占比保持在4.5%,为1984年以来的最低水平。
♦2016年全球新开工核电项目仅有3个,中国2个,巴基斯坦1个。2017年上半年新开工核电项目只有印度1个。这与2010年不可相比,2010年全球共有15个核电项目新开工,其中中国就占了10个。历史上开工新建项目最高纪录是1976年,达到44个。
♦目前全球在建的核电机组数量连续第四年下降,从2013年年底的67个机组下降到2017年中期的53个,13个国家在建的核电机组总装机容量为53.2 GW。在建机组比去年少了5个,比2013年少了14个,其中有20个在建项目在中国。截至2017年9月1日,在建机组已减至50个。
核能发电量下滑的一个重要原因是老旧核电机组在二十世纪末开始进入报废高峰期,且新建核电机组较少所致,为维持核电装机容量各核电国通常采取延长机组服役期的办法。2016年全球在运核电机组平均年龄达到29.3年,31年以上的有234个,41年以上有64个。许多国家将40年的服役期延长至60年。美国99个反应堆中的84个已经取得延长服役期的许可证。法国的核电运行许可证每10年必须更新,也就意味着每次延期10年,核电厂运行到50年时仍可能获得下一10年的运行许可证。2016年俄罗斯和美国分别关闭了1971年投运的novovoronezh 3号和1973年投运的Fort calhoun 1号机组,2017年上半年,瑞典和韩国分别将服役46年的Oskarshamn 1号和服役40年的Kori-1号机组退役。但所有国家的核安全监管当局都不能保证超过40年服役期的反应堆一定能得到延期。
全球核电巨头遭遇经营危机
由于技术问题、工期拖延以及大规模成本超支,日本东芝旗下的西屋公司爆发了严重的财务危机。债务总额高达98亿美元,2017年3月已在美申请破产保护。为了弥补美国核电子公司西屋公司的巨额亏损,东芝将不得不出售一直作为业务支柱的NAND型闪存业务,通过变卖资产度过危机。同样,法国核电巨头阿海珐也连续六年亏损,累计负债高达123亿美元,法国政府决定提供53亿美元的援助,救援计划已经得到了欧盟委员会的批准。最终阿海珐被迫分拆重组,反应堆业务主要由法国电力公司(EDF)接管。2017年8月,阿海珐在股市被摘牌,东芝也被降级至二板市场。在欧洲,英国Centrica、法国EDF和Engie,德国E.ON和RWE等涉核电力公司去年都被下调了信用评级。2017年7月,与10年前的最高市值相比,各公司股价降幅如下:RWE - 82%,E.ON- 87%,EDF - 89%,Engie - 75%。在亚洲,日本东京电力公司市值到2017年7月初,与2007年2月的最高市值相比下跌了89%。东芝因其美国西屋子公司拖累股票市值仅为2007年最高市值的四分之一。韩国KEPCO电力公司是唯一一家表现最好的核电公司,由于运营费用增加以及4个反应堆临时关闭,其股价下跌了37%。反核新总统文在寅的当选加剧了该公司股票行情的下挫。造成全球核电行业出现亏损的原因是核电竞争力不断下降以及经营环境恶化所致。由于电力需求减少,电力市场自由化政策造成核电客户萎缩,日益老化的设备以及高额债务负担又导致生产成本增加,而在激烈的市场竞争环境下,核电售电商实行低价竞争策略更是雪上加霜。值得注意的是,昔日核电巨头们往往采取隐瞒安全风险或违规操作、捏造财务报表等手法来粉饰太平,直到东窗事发。但国际原子能机构(IAEA)、世界能源理事会(WEC)和国际能源署(IEA)等国际机构对未来全球核电装机容量的最新预测,仍预计将呈增长趋势。
后福岛时代难祛“恐核后遗症”
2016年6月,日本政府重新修订了福岛第一核电站反应堆退役的中长期路线图。为了保持反应堆的冷却状态,每天仍有超过200立方米的水注入三个反应堆堆芯。为防止污染水渗漏而设计的冻土墙效果有限,大量放射性超标的冷却水仍不断污染环境,因为污染水含有很高的氚(超过500000 Bq / l)。2016年污染水储存增加了10万立方米,累计达到75万立方米。现阶段实施的移出乏燃料及燃料棒作业预计要到2021年底才能完成。退役作业中最大难关是如何从1至3号机组取出熔化的核燃料及其燃料碎片,清除作业计划从2021年开始,至少需要30-40年。截至2017年3月,撤离福岛灾区的人数约为79,000人,尽管22000个居民区、8500公顷农田、5800公顷森林和1400公顷路面被“净化”,但其有效性仍然受到质疑。而且,处理事故成本不断超支,比预计翻了一番,达到2000亿美元,后续资金仍没有尽头。因此,日本福岛核泄漏事故留下的阴影至今仍笼罩全球。部分核电发达国家因此而宣布永久弃核,部分拟建核电国家也开始转向推迟或放弃核电项目。韩国就中止了新古里5、6号机组的2个在建项目。越南因为电力需求放缓、对核安全的担忧以及核电成本的上升,放弃了新建核电项目。孟加拉国、埃及、约旦、波兰、沙特阿拉伯和土耳其等国对发展核电则采取了进一步观望的态度。很多核电机组在建设中一方面因提升安全性都出现了工期拖延或超投资预算的情况;另一方面由于新堆型核电厂建设的建造质量要求较高,处理设计不成熟问题或设备质量问题比较费时费力,难免造成建造拖期。美国就因此而宣布中止V.CSummer 2、3号两个在建AP1000机组。2016年在建核电项目平均建设期为6.8年,又比一年前增加了0.6年。全球37个在建项目进度都有不同程度的拖延,占在建核电机组的三分之二以上。在建核反应堆的13个国家中有8个国家的项目都延期一年以上。白俄罗斯和阿联酋因新建项目进展不顺都被迫延期建设。在今年计划开建的17个项目中已有11个被推迟至2018年以后。截至2017年9月1日,中国19个在建机组中也有11个机组比预定计划推迟。近三年内新开建的16个核电机组由于尚未到达投运日期,目前还难以判断是否会拖延工期。当然,项目延期也不能完全归罪于福岛核事故影响。巴西的angra 3号机组因腐败丑闻而放弃建设。印度的原型快堆、芬兰的Olkiluoto 3号机组、日本岛根3号机组和法国Flamanville 3号机组在建期超过了10年。俄罗斯的Rostov 3号机组、斯洛伐克Mochovce 3、4号机组在建期长达30多年仍未完工。从1977年到2017年7月1日,实际上有17个国家的91个在建核电项目被叫停或废弃。
可再生能源对核电形成巨大冲击
当前,各国都将利用可再生能源和发展核电作为应对全球气候变暖政策和能源转型升级的两大利器,但核电的发展速度远滞后于可再生能源的发展,光伏、风电正在吞噬核电的市场份额。2016年全球可再生能源投资尽管由2015年的3100亿美元降至2400亿美元,下降了23%,其主要原因是可再生能源单位发电成本迅速下降,但装机容量从2015年的127.5GW却增加到138.5GW(不含大水电),可再生能源发电占全球新增发电量的62%。2016年全球光伏发电增长率为30%,风电增长率近16%,而核电增长率仅为1.4%。1997年《京都议定书》签署以来,到2016年全球风电累计新增发电量948TWh,光伏发电累计新增发电量332TWh,而核电则仅累计新增发电量212TWh。即使在核电突飞猛进的中国和印度,可再生能源发电也高于核电的增长速度。2012年以来,中国风电年发电量都超过了241TWh,均高于2016年核能发电量198TWh。2014年以来,尽管印度核电发电量每年增加了5TWh,但仅光伏发电近两年内就增加了7.5TWh。2016年印度风电发电量为45TWh,超过了核电发电量35TWh。从1997年至2014年,欧盟风力发电量增加了293TWh,光伏发电增加了111TWh,而核能发电则下降了82TWh。总之,核电与光伏和风电的增长曲线形成了鲜明对比,而且,可再生能源发电成本低于现有核电站的运营和维护成本,开始突显竞争优势。智利、墨西哥、摩洛哥、阿拉伯联合酋长国和美国,可再生能源发电的招标收购价格已跌破了30美元/ MWh,而2015年美国核电平均综合发电成本则为35.5美元。近年来受降低总体造价的因素驱使,国际上一度兴起对开发和建设小型模块化反应堆(SMR)的热潮,但很快这股热潮就减退了,因为美国、韩国等小堆公司实际找到用户很不容易。
中国引领全球核电产业增长
发展核电是中国绿色低碳能源体系建设的重要组成部分,核电在中国可以大规模代替煤炭,为电网提供稳定可靠的电力支撑。2016年全球核电发电量增长1.4%,主要原因是中国增长了23%。2016年全球共有10个机组投运,其中一半在中国,印度、巴基斯坦、俄罗斯、韩国、美国各1个。2017年上半年有2个机组并网发电,中国和巴基斯坦各占1个。多年来,在严格的核安全监管下,中国核电机组一直保持良好的安全运行记录,各项运行指标处于全球中值以上水平,电厂周围环境空气吸收剂量率保持在本底辐射水平正常涨落范围之内,安全风险可控。但如何夯实核安全文化基础,如何获得核电社会公众认同,如何审慎评估内陆核电厂环境安全问题仍是今后我国核电产业发展所面临的新课题。当前中国核电发展正处在一个重要的战略机遇期,发展核科技、建设核人才队伍、加强先进核电技术研发是核电可持续发展的基础。中国作为全球在建核电机组数量和机型最多的国家,既有成熟的“二代加”机型(CPR1000/CP1000、VVER1000),也包括了先进的第三代压水堆(AP1000、EPR、华龙一号)及具有固有安全性的高温气冷堆(HTR--PM)。中国正在研发的小型反应堆,包括中核集团的ACP100、广核集团的ACPR 50S、清华大学的NHR200-II等得到了世界各国的关注。中国已经形成一条完整的核电产业链,具备了核电所需关键核级锻件和原材料的生产能力,批量化制造核电主设备的能力,为促进核电规模化发展和 “走出去”提供了有力的支撑。但核燃料循环仍是中国核能产业发展的薄弱环节,我国采取“热堆-快堆-聚变堆三步走”发展战略,并实行核燃料闭式循环政策。2020年,我国核电站乏燃料产生量将达到7000吨,2030年将达到26000吨,目前正在全力开发事故容错核燃料、环形燃料等新型核燃料技术研发。2016年美国、法国、中国、俄罗斯和韩国五大国核电发电量占全球的70%,其中美国和法国占全球核能发电的48%。预计到2030年中国核电装机容量将达到1.2亿千瓦,年发电量8400亿千瓦时以上,有望超过美法两大核电强国。
蓝皮书将于今年12月12至14日在澳门举行的第六届国际清洁能源论坛上正式发布。总报告收录了由法国核电政策国际独立咨询顾问Mycle Schneider和英国核电政策国际独立咨询顾问Antony Froggatt主编的《2017年世界核能产业现状报告》,日本明治大学法学院Tadahiro Katuta教授,美国普林斯顿大学M.V.Ramana教授,英国格林威治大学Steve Tomas教授等参加了报告撰写。专题报告作者则来自于国家发改委能源研究所、环境保护部核与辐射安全中心、中国核能行业协会、中国核科技信息与经济研究院、华中科技大学、武汉新能源研究院、中国矿业大学(北京)、中国东方电气集团有限公司、中国广核集团有限公司、中核(天津)机械有限公司等国内有关单位的专家学者。蓝皮书出版得到了澳门基金会的大力支持。
编辑:曾珂
关键词:全球核能产业发展蓝皮书 全球核电产业