國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)2020年9月發(fā)布題為《直至2050年能源、電力和核電預(yù)測(cè)》的2020年版年度報(bào)告。報(bào)告根據(jù)原子能機(jī)構(gòu)動(dòng)力堆信息系統(tǒng)收集的最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),概述了截至2019年底原子能機(jī)構(gòu)成員國(guó)的核電狀況,并根據(jù)國(guó)際能源署《2019年世界能源展望》和美國(guó)能源信息管理局《2019年國(guó)際能源展望》兩份國(guó)際研究報(bào)告,預(yù)測(cè)了直至2050年全球和地區(qū)能源和電力發(fā)展情況。這是原子能機(jī)構(gòu)發(fā)布的第40版預(yù)測(cè)報(bào)告。
與往期報(bào)告一樣,新版報(bào)告對(duì)未來(lái)核電發(fā)展進(jìn)行了低值和高值兩種情景預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)依據(jù)包括:其他國(guó)際組織所作的全球和地區(qū)能源、電力和核電發(fā)展預(yù)測(cè);各國(guó)為經(jīng)合組織核能機(jī)構(gòu)提供的國(guó)家預(yù)測(cè)值;參與原子能機(jī)構(gòu)年度核電裝機(jī)容量預(yù)測(cè)專家組的估計(jì)值。低值和高值情景基于對(duì)核電發(fā)展驅(qū)動(dòng)因素的不同假設(shè),但均非極端假設(shè)。這些因素及其發(fā)展變化因國(guó)家而異。
低值情景采用的假設(shè)是:目前的市場(chǎng)、技術(shù)和資源發(fā)展趨勢(shì)將繼續(xù)保持下去,并且核電相關(guān)政策和法律法規(guī)幾乎不變。高值情景則放開(kāi)這些假設(shè),更加雄心勃勃,且具有合理性和技術(shù)可行性,同時(shí)考慮了氣候變化應(yīng)對(duì)政策。
到2050年,全球終端能源消費(fèi)量將增長(zhǎng)約30%,發(fā)電量將增長(zhǎng)一倍。在全球范圍內(nèi),化石燃料仍然是電力生產(chǎn)的主要能源,2019年約占63%,其份額自1980年以來(lái)變化不大。當(dāng)今,核電對(duì)全球電力生產(chǎn)的貢獻(xiàn)約為10%。
與上一版報(bào)告的預(yù)測(cè)值相比,新版報(bào)告的全球預(yù)測(cè)值基本沒(méi)有變化,但部分地區(qū)的預(yù)測(cè)值發(fā)生變化。全球核電裝機(jī)容量2019年為392 GWe,到2050年將為363 GWe(低值情景)至715 GWe(高值情景)。
影響核發(fā)電容量變化的因素因地區(qū)而異。低價(jià)天然氣和可再生能源補(bǔ)貼將繼續(xù)影響部分地區(qū)的核電增長(zhǎng)前景。部分地區(qū)持續(xù)存在的財(cái)政不確定性和電力需求停滯將繼續(xù)給核電等資本密集型項(xiàng)目帶來(lái)挑戰(zhàn)。更高的安全要求、部署先進(jìn)技術(shù)方面的挑戰(zhàn)以及其他因素增長(zhǎng)了核電廠造價(jià)并拉長(zhǎng)了建設(shè)周期。
現(xiàn)在完全評(píng)估新冠病毒疫情對(duì)能源行業(yè)的影響還為時(shí)過(guò)早,但明顯可以看到全球電力需求出現(xiàn)了近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)的最大降幅。由于“封城”等一系列抗疫措施的實(shí)施,一些國(guó)家的電力需求降低了10%~20%。核能和可再生能源受到的影響相對(duì)較小;化石燃料的需求量和產(chǎn)量接連大幅下降。新冠危機(jī)對(duì)電力行業(yè)的長(zhǎng)期影響尚不清楚。但核電有助于保障電力供應(yīng)安全,并一直是危機(jī)期間最具彈性的電力來(lái)源之一。
根據(jù)低值預(yù)測(cè)結(jié)果,核電在總發(fā)電量中的份額到2050年可能降至不足6%。這表明需要采取緊急行動(dòng)來(lái)維持核電在電力結(jié)構(gòu)中的現(xiàn)有份額。根據(jù)高值預(yù)測(cè)結(jié)果,核電份額到2050年將超過(guò)11%,但實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要采取重大的協(xié)調(diào)一致行動(dòng)。
1 2019年全球核電發(fā)展概況
截至2019年底,全球共有443臺(tái)在運(yùn)核電機(jī)組,總凈裝機(jī)容量為392 GWe。另有54臺(tái)核電機(jī)組在建,總裝機(jī)容量為57 GWe。
2019年,6臺(tái)總裝機(jī)容量為5174 GWe的核電機(jī)組實(shí)現(xiàn)首次并網(wǎng)發(fā)電,13臺(tái)總裝機(jī)容量為10.2 GWe的核電機(jī)組永久關(guān)閉。5臺(tái)總裝機(jī)容量為6021 MWe的機(jī)組開(kāi)工建設(shè)。
2019年,核發(fā)電量同比增長(zhǎng)約4%,達(dá)到2657 TWh,占全球總發(fā)電量的約10.4%。
2 全球核電發(fā)展預(yù)測(cè)
2.1 核電裝機(jī)容量預(yù)測(cè)
全球總電力裝機(jī)容量將從2019年的7410 GWe增至2030年10,722 GWe、2040年13,272 GWe和2050年15,978 GWe。
在高值情景中,核電裝機(jī)容量將從2019年392 GWe增至2030年475 GWe、2040年622 GWe和2050年715 GWe。
在低值情景中,核電裝機(jī)容量將逐步降至2030年369 GWe和2040年349 GWe,然后回升至2050年363 GWe。
無(wú)論是高值情景還是低值情景,核電在總電力裝機(jī)容量中的份額在2050年前都呈下降趨勢(shì):相對(duì)于2019年,高值情景降低不到1個(gè)百分點(diǎn),低值情景降低3個(gè)百分點(diǎn)。
2.2 核發(fā)電量預(yù)測(cè)
全球終端能源消費(fèi)量將從2019年427.1 EJ增至2030年491.4 EJ、2040年544.3 EJ和2050年592.3 EJ。用電量從2019年80.4 EJ增至2030年109 EJ、2040年135.8 EJ和2050年161.4 EJ,上述四個(gè)年度在終端能源消費(fèi)量中所占份額分別為18.8%、22.2%、24.9%和27.2%。
全球總發(fā)電量將從2019年25,602 TWh增至2030年34,922 TWh、2040年43,372 TWh和2050年51,633 TWh。
在高值情景中,核發(fā)電量將從2019年2657 TWh增至2030年3682 TWh、2040年4933 TWh和2050年5762 TWh。2050年,核發(fā)電量在總發(fā)電量中的份額將達(dá)11.2%,相對(duì)于2019年提高近1個(gè)百分點(diǎn)。
低值情景中,核發(fā)電量將增至2030年2872 TWh,然后降至2040年2774 TWh,接著增至2050年2929 TWh。2050年,核電份額為5.7%,相對(duì)于2019年下降近5個(gè)百分點(diǎn)。
3 各地區(qū)核電發(fā)展
3.1 北美地區(qū)
自1980年以來(lái),化石燃料在北美地區(qū)終端能源消費(fèi)中的份額一直超過(guò)70%。2019年,化石燃料份額為73%,電力份額為20.8%。
與2019年相比,總電力裝機(jī)容量到2030年將增長(zhǎng)14%以上,到2050年增長(zhǎng)23%;在高值情景中,核電裝機(jī)容量保持相對(duì)穩(wěn)定,到2050年下降近3%,在總電力裝機(jī)容量中的份額到2030年下降1個(gè)百分點(diǎn),到2050年下降近2個(gè)百分點(diǎn);在低值情景中,核電裝機(jī)容量到2030年下降近19%,到2050年下降約2/3,在總電力裝機(jī)容量中的份額到2030年下降超過(guò)2個(gè)百分點(diǎn),到2050年下降近6個(gè)百分點(diǎn)。
與2019年相比,總發(fā)電量到2030年將增長(zhǎng)約8%,到2050年增長(zhǎng)約20%;在高值情景中,核發(fā)電量到2030年下降近5%,但到2050年僅下降3%,在總發(fā)電量中的份額到2030年下降約2個(gè)百分點(diǎn),到2050年下降近4個(gè)百分點(diǎn);在低值情景中,核發(fā)電量到2030年下降20%,到2050年下降近2/3,在總發(fā)電量中的份額到2030年下降近5個(gè)百分點(diǎn),到2050年下降約13個(gè)百分點(diǎn)。
3.2 拉美和加勒比地區(qū)
化石燃料1980年至2000年在終端能源消費(fèi)中的份額略有增長(zhǎng),但自2000年以來(lái)逐漸下降,2019年約為60%,其中石油份額為近50%。2019年,電力在終端能源消費(fèi)中占有18.8%的份額。
與2019年相比,總電力裝機(jī)容量到2030年將增長(zhǎng)約32%,到2050年增長(zhǎng)一倍以上;在高值情景中,核電裝機(jī)容量到2050年增長(zhǎng)3倍,在總電力裝機(jī)容量中的份額增長(zhǎng)1個(gè)百分點(diǎn);在低值情景中,核電裝機(jī)容量在未來(lái)30年翻一番,在總電力裝機(jī)容量中的份額保持穩(wěn)定。
與2019年相比,總發(fā)電量到2030年將增長(zhǎng)約50%,到2050年翻一番以上;在高值情景中,核發(fā)電量到2030年增長(zhǎng)40%以上,到2050年增長(zhǎng)4倍,在總發(fā)電量中的份額翻番;在低值情景中,核發(fā)電量到2030年增長(zhǎng)約35%,到2050年增長(zhǎng)超過(guò)130%,在總發(fā)電量中的份額保持穩(wěn)定。
3.3 北歐、西歐和南歐
自1980年以來(lái),化石燃料一直在終端能源消費(fèi)中占主導(dǎo)地位。2019年,化石燃料份額為約66%,其中42%來(lái)自石油;電力份額為21.9%。
與2019年相比,總電力裝機(jī)容量到2030年將增長(zhǎng)近20%,到2050年增長(zhǎng)近1/3;在高值情景中,核電裝機(jī)容量到2050年減少約1/3;在總電力裝機(jī)容量中的份額下降超過(guò)5個(gè)百分點(diǎn);在低值情景中,核電裝機(jī)容量到2050年減少60%,在總電力裝機(jī)容量中的份額下降7個(gè)百分點(diǎn)以上。
與2019年相比,總發(fā)電量到2030年將增長(zhǎng)近6%,到2050年增長(zhǎng)近8%;在高值情景中,核發(fā)電量在2030年前保持穩(wěn)定,但到2050年下降超過(guò)1/5,在總發(fā)電量中的份額下降近7個(gè)百分點(diǎn);在低值情景中,核發(fā)電量到2030年下降約17%,到2050年下降超過(guò)50%,在總發(fā)電量中的份額超過(guò)13個(gè)百分點(diǎn)。
3.4 東歐
自1980年以來(lái),化石燃料在終端能源消費(fèi)中一直保持最大份額。2019年,化石燃料份額約為64%,電力份額為14.6%。
與2019年相比,總電力裝機(jī)容量到2030年將增長(zhǎng)超過(guò)1/4,到2050年增長(zhǎng)近3/4;在高值情景中,核電裝機(jī)容量到2050年增長(zhǎng)80%以上,在總電力裝機(jī)容量中的份額保持穩(wěn)定;在低值情景中,核電裝機(jī)容量保持相對(duì)穩(wěn)定,到2050年僅增長(zhǎng)約10%,在總電力裝機(jī)容量中的份額下降約4個(gè)百分點(diǎn)。
與2019年相比,總發(fā)電量到2030年將增長(zhǎng)1/3以上,到2050年增長(zhǎng)超過(guò)85%。在高值情景中,核發(fā)電量到2030年增長(zhǎng)40%以上,到2050年增長(zhǎng)一倍以上,在總發(fā)電量中的份額提高約3個(gè)百分點(diǎn);在低值情景中,核發(fā)電量到2030年增長(zhǎng)近20%,到2050年增長(zhǎng)近30%,在總發(fā)電量中的份額下降約7個(gè)百分點(diǎn)。
3.5 非洲
在過(guò)去的40年里,生物能源和廢棄物在終端能源消費(fèi)中一直占最大份額,約為50%;化石燃料份額一直相對(duì)穩(wěn)定,約為40%。2019年電力在終端能源消費(fèi)中占有10%的份額。
與2019年相比,總電力裝機(jī)容量到2030年將增長(zhǎng)87%,到2050年增長(zhǎng)4倍;在高值情景中,核電裝機(jī)容量到2030年增長(zhǎng)一倍以上,到2050年增長(zhǎng)近7倍;在低值情景中,核電裝機(jī)容量到2030年幾乎保持不變,到2050年增長(zhǎng)2倍多。
與2019年相比,總發(fā)電量到2030年將增長(zhǎng)約3/4,到2050年增長(zhǎng)約3.5倍。在高值情景中,核發(fā)電量到2030年翻一番多,到2050年增長(zhǎng)7倍以上,在總發(fā)電量中的份額接近翻番;在低值情景中,核發(fā)電量到2030年保持不變,到2050年增長(zhǎng)近3倍,在總發(fā)電量中的份額到2030年略有下降,此后回升,到2050年恢復(fù)到與2019年幾乎相同的水平。
3.6 西亞
化石燃料自1980年以來(lái)一直在終端能源消費(fèi)中占主導(dǎo)地位,占比穩(wěn)定在80%左右。2019年,石油在終端能源消費(fèi)中的份額最大,約為50%;電力份額約為19.7%。
與2019年相比,總電力裝機(jī)容量到2030年將增長(zhǎng)約16%,到2050年增長(zhǎng)約65%;在高值情景中,核電裝機(jī)容量到2030年增長(zhǎng)21倍以上,到2050年增長(zhǎng)約59倍,在總電力裝機(jī)容量中的份額增長(zhǎng)4個(gè)百分點(diǎn);在低值情景中,核電裝機(jī)容量到2030年增長(zhǎng)19倍,到2050年增長(zhǎng)約34倍,在總電力裝機(jī)容量中的份額增長(zhǎng)2個(gè)百分點(diǎn)。
與2019年相比,總發(fā)電量到2030年將增長(zhǎng)約35%,到2050年增長(zhǎng)約86%;在高值情景中,核發(fā)電量到2030年增長(zhǎng)34倍以上,到2050年增長(zhǎng)94倍,在發(fā)電量中的份額提高近8個(gè)百分點(diǎn);在低值情景中,核發(fā)電量到2030年增長(zhǎng)28倍以上,到2050年增長(zhǎng)54倍以上,在總發(fā)電量中的份額增長(zhǎng)約4.5個(gè)百分點(diǎn)。
3.7 南亞
化石燃料在終端能源消費(fèi)中的份額從1980年的約40%穩(wěn)步上升到2019年的60%以上。2019年,電力份額約為14.8%。
與2019年相比,總電力裝機(jī)容量到2030年將增長(zhǎng)一倍以上,到2050年增長(zhǎng)超過(guò)4倍;在高值情景中,核電裝機(jī)容量到2030年增長(zhǎng)近2倍,到2050年增長(zhǎng)7倍以上,在總電力裝機(jī)容量中的份額增加約1個(gè)百分點(diǎn);在低值情景中,核電裝機(jī)容量到2030年翻番,到2050年增長(zhǎng)4倍,在總電力裝機(jī)容量中的份額保持穩(wěn)定。
與2019年相比,發(fā)電量到2030年將幾乎翻一番,到2050年增長(zhǎng)3倍以上;在高值情景中,核發(fā)電量到2030年增長(zhǎng)近3倍,到2050年增長(zhǎng)近10倍,在總發(fā)電量中的份額提高4個(gè)百分點(diǎn);在低值情景中,核發(fā)電量到2030年增長(zhǎng)1.5倍,到2050年增長(zhǎng)5倍多,在總發(fā)電量中的份額提高1.5個(gè)百分點(diǎn)。
3.8 中亞和東亞
化石燃料自1980年以來(lái)一直在終端能源消費(fèi)中占主導(dǎo)地位,總份額保持在70%左右。2019年,電力份額為23.8%。
與2019年相比,總電力裝機(jī)容量到2030年將增長(zhǎng)約55%,到2050年增長(zhǎng)一倍以上;在高值情景中,核電裝機(jī)容量到2030年增長(zhǎng)約60%,到2050年增長(zhǎng)近2倍,在總電力裝機(jī)容量中的份額提高約1.3個(gè)百分點(diǎn);在低值情景中,核電裝機(jī)容量到2030年增長(zhǎng)約10%,到2050年增長(zhǎng)約40%,在總電力裝機(jī)容量中的份額下降約1.4個(gè)百分點(diǎn)。
與2019年相比,總發(fā)電量到2050年將接近翻番;在高值情景中,核發(fā)電量到2030年增長(zhǎng)一倍以上,到2050年增長(zhǎng)3倍多,在總發(fā)電量中的份額增長(zhǎng)近8個(gè)百分點(diǎn);在低值情景中,核發(fā)電量到2030年增長(zhǎng)約50%,到2050年翻番,在總發(fā)電量中的份額略有增長(zhǎng)。
3.9 東南亞
從1980年到1990年,生物能源和廢棄物一直在終端能源消費(fèi)中占最大份額。自2000年以來(lái),化石燃料在終端能源消費(fèi)中占主導(dǎo)地位,其中石油份額最大,約為45%。2019年,電力份額為15.6%。
與2019年相比,總電力裝機(jī)容量到2030年將增長(zhǎng)約60%,到2050年增長(zhǎng)近2倍;總發(fā)電量到2030年增長(zhǎng)約55%,到2050年增長(zhǎng)近2倍。在高值情景中,首臺(tái)核電機(jī)組將在2030至2040年投入運(yùn)行,到2050年核電裝機(jī)容量將在2040年基礎(chǔ)上翻番,核電在總發(fā)電量中的份額到2050年將達(dá)到2.1%。在低值情景中,核電機(jī)組也將在2030至2040年投入運(yùn)行,核電裝機(jī)容量到2050年將比2040年增長(zhǎng)2倍,核電在總發(fā)電量中的份額到2050年將為0.8%。
3.10 大洋洲
自1980年以來(lái),化石燃料一直在終端能源消費(fèi)中占主導(dǎo)地位,盡管其總份額從1980年的76%逐步下降到2010年的69%。在2010年至2019年期間,化石燃料份額增長(zhǎng)了3個(gè)百分點(diǎn)。石油在所有化石燃料中占比最大,自1980年以來(lái)一直保持在50%左右。2019年,電力份額約為22.2%。
與2019年相比,總電力裝機(jī)容量到2030年將增長(zhǎng)約35%,到2050年增長(zhǎng)近80%;總發(fā)電量到2030年增長(zhǎng)約15%,到2050年增長(zhǎng)約50%。在高值情景中,首臺(tái)機(jī)組將在2040至2050年投運(yùn),核電在總電力裝機(jī)容量中的份額到2050年將達(dá)到1.3%,在總發(fā)電量中的份額為3.5%。在低值情景中,不會(huì)發(fā)展核電。
4 小結(jié)
原子能機(jī)構(gòu)最新的年度預(yù)測(cè)顯示,核電將繼續(xù)在世界低碳能源結(jié)構(gòu)中發(fā)揮關(guān)鍵作用,在高值情景下,到2050年全球核電裝機(jī)容量將近乎翻倍。北美和西歐等傳統(tǒng)核電大國(guó)所在地區(qū)未來(lái)的核電發(fā)展將處于停滯狀態(tài),有的地區(qū)甚至?xí)霈F(xiàn)倒退;未來(lái)的核電發(fā)展主要集中在亞洲和東歐地區(qū)。