2022年9月26日,國際原子能機構(IAEA)發布2022年版年度報告《直至2050年能源、電力和核電預測》。這是該系列的第42版預測報告,概述了截至2021年底國際原子能機構各成員國的核電發展狀況,并根據國際能源署(IEA)《2021年世界能源展望》和美國能源信息管理局(EIA)《2021年國際能源展望》等研究報告,對全球以及各地區直至2050年的能源、電力和核電發展情況進行了預測。
報告就核電未來發展作出低值和高值兩種情景的預測。在進行預測時,除了在運機組,原子能機構還關注在未來幾十年內可能會發生的機組延壽、停運以及建設等情況。低值情景較為保守,采用的假設是:目前的市場、技術和資源發展趨勢將持續下去,且核電相關政策和法律法規幾乎不變。高值情景的假設相對大膽,但仍具有合理性和技術可行性,同時考慮了各國應對氣候變化的政策。
到2050年,全球終端能源消費量將增長約30%,用電量將增加一倍。在全球范圍內,煤炭目前仍然在電力結構中占有重要份額,2021年約占36%,其份額自1980年以來一直變化不大。2021年,核發電量約占全球發電量的9.8%。
目前全球約三分之二的在運核電機組已運行超過30年。這突出了在中長期內推進新機組建設、實現以新代舊的必要性。但是,開展新機組建設以取代將于2030年及以后永久關閉的在運機組還存在不確定性,尤其是在北美洲。北美洲獲準延壽的在運機組數量越來越多。包括美國在內的多國政府已頒布政策,提高在運機組在自由市場中的經濟競爭力,支持這些機組持續運行。
應對氣候變化這一挑戰將成為促進核能發展的重要推動力。2021年11月第26屆聯合國氣候變化大會上,多國承諾將致力于實現2050年凈零排放目標,并認為核能可以為這一目標作出重大貢獻。要實現《巴黎協定》及其他倡議的目標,各國需要制定必要的能源政策并進行相應的市場改革,以推動核能發展。國際能源署在2021年5月發布的報告《2050年凈零排放:全球能源行業路線圖》中指出,在全球到2050年實現碳中和這一情景中,約一半的減排量將來自目前尚處于研發階段的技術,包括模塊化小堆及其他先進反應堆技術。如果核能未來能夠實現規?;嘣獞?,即除了發電,還用于制氫、區域供暖、海水淡化等,核能將為實現氣候變化目標作出更大貢獻。
在新冠疫情和地緣政治局勢緊張的背景下,能源供應安全和能源系統韌性成為各國的關注點。核能在保障能源供應安全方面的作用已逐漸受到重視,多國政府宣布將把發展核能作為本國能源和氣候戰略的重要組成部分??紤]到以上因素,相對于2021年版報告,新版報告提高了2050年全球核電裝機容量的預測值:高值情景的核電裝機容量將達8.7億千瓦,2021年版報告為7.92億千瓦;低值情景的核電裝機容量將達4億千瓦,2021年版報告為3.94億千瓦。這是國際原子能機構自2011年福島核事故以來連續第二年上調未來核電發展預測值。在2020年版報告中,2050年核電裝機容量的高值和低值預測結果分別為7.2億千瓦和3.6億千瓦。
12021年全球核電發展概況
截至2021年底,全球共有437臺在運核電機組,總裝機容量為3.9億千瓦。另有56臺核電機組在建,總裝機容量為581萬千瓦。
2021年,6臺核電機組實現首次并網發電,總裝機容量約520萬千瓦;10臺核電機組永久關閉,總裝機容量約870萬千瓦;10臺新機組開工建設,總裝機容量近880萬千瓦。
2021年,全球總發電量27萬億千瓦時,同比增加7%;核發電量2.65萬億千瓦時,同比增加約4%,占全球總發電量的9.8%。
2全球核電發展預測
2.1核電裝機容量預測
全球總電力裝機容量預計將從2021年82.1億千瓦至2030年100.8億千瓦、2040年128.4億千瓦和2050年165.9億千瓦。
高值情景中,全球核電裝機容量將從2021年3.9億千瓦增至2030年4.8億千瓦、2040年6.8億千瓦和2050年8.7億千瓦;2021年、2030年、2040年和2050年核電容量在總電力裝機容量中所占份額分別為4.8%、4.8%、5.3%和5.3%。
低值情景中,全球核電裝機容量2030年將降至3.8億千瓦,然后在2040年和2050年分別回升至3.9億千瓦和4億千瓦;2030年、2040年和2050年核電容量在總電力裝機容量中的占比將逐步降低,分別降至3.8%、3.1%和2.4%。
2.2核電裝機容量預測
全球總發電量將從2021年的27萬億千瓦時增至2030年33.3萬億千瓦時、2040年41.5萬億千瓦時和2050年50.1萬億千瓦時。
2021年到2050年,全球核發電量將持續增加。高值情景中,核發電量將從2021年2.65萬億千瓦時增至2030年3.72萬億千瓦時、2040年5.34萬億千瓦時和2050年7萬億千瓦時;2021年、2030年、2040年和2050年核發電量在總發電量中所占份額將逐步上升,分別為9.8%、11.2%、12.9%和14%。
低值情景中,盡管核發電量到2030年、2040年和2050年將分別增至2.96萬億千瓦時、3.17萬億千瓦時和3.44萬億千瓦時,但核發電量份額將分別降至8.9%、7.6%和6.9%。
3各地區核電發展
3.1北美地區
在北美地區2021年終端能源消費結構中,化石燃料占72%,電力占22%。在2021年電力結構中,化石燃料占比超過50%,核電占18%,風能和太陽能分別為8%和3%。
北美地區電力裝機容量和總發電量2021年為14.28億千瓦和4.8萬億千瓦時,2030年、2040年和2050年分別為14.95億千瓦和5.3萬億千瓦時、16.28億千瓦和6.1萬億千瓦時以及19.9億千瓦和6.9萬億千瓦時。
北美地區核電裝機容量和發電量2021年為1.09億千瓦和8580億千瓦時,2030年、2040年和2050年的高值預測結果分別為1.1億千瓦和8960億千瓦時、1.1億千瓦和9080億千瓦時以及1.24億千瓦和1.03萬億千瓦時,低值預測結果分別為8600萬千瓦和6990億千瓦時、6300萬千瓦和5150億千瓦時以及4000萬千瓦和3260億千瓦時。
3.2中亞和東亞
在中亞和東亞地區2021年終端能源消費結構中,化石燃料居于主導地位,占比約為65%~70%;電力占比為24.5%。在2021年電力結構中,化石燃料占70%,水電占15%,風能和太陽能發電占8%,核電占6%。
該地區電力裝機容量和總發電量2021年為30.8億千瓦和10.2萬億千瓦時,2030年、2040年和2050年分別為36.78億千瓦和12.1萬億千瓦時、46.71億千瓦和14.6萬億千瓦時以及53.24億千瓦和16.6萬億千瓦時。
該地區核電裝機容量和發電量2021年為1.08億千瓦和6220億千瓦時,2030年、2040年和2050年的高值預測結果分別為1.7億千瓦和1.3萬億千瓦時、2.6億千瓦和2萬億千瓦時以及3.47億千瓦和2.8萬億千瓦時,低值預測結果分別為1.24億千瓦和9430億千瓦時、1.42億千瓦和1.2萬億千瓦時以及1.73億千瓦和1.6萬億千瓦時。
3.3北歐、西歐和南歐
在北歐、西歐和南歐地區2021年終端能源消費結構中,化石燃料繼續居于主導地位,占65%;電力占21%。在2021年電力結構中,化石燃料占33%,核電占23%,風能和太陽能占20%,水電占17%。
該地區電力裝機容量和總發電量2021年為10.4億千瓦和3萬億千瓦時,2030年、2040年和2050年分別為11.5億千瓦和3.2萬億千瓦時、12.4億千瓦和3.4萬億千瓦時以及15.3億千瓦和3.5萬億千瓦時。
該地區核電裝機容量和發電量2021年為1億千瓦和6740億千瓦時,2030年、2040年和2050年的高值預測結果分別為9000萬千瓦和7270億千瓦時、1.1億千瓦和9280億千瓦時以及1.3億千瓦和1.1萬億千瓦時,低值預測結果分別為8400萬千瓦和6780億千瓦時、7000萬千瓦和5800億千瓦時以及4300萬千瓦和3530億千瓦時。
3.4東歐
在東歐地區2021年終端能源消費結構中,化石燃料占比最高,達64%,電力占14.2%。在2021年電力結構中,化石燃料占57%,核電占24%。
東歐電力裝機容量和總發電量2021年分別為5.1億千瓦和1.6萬億千瓦時,2030年、2040年和2050年分別為5.6億千瓦和1.8萬億千瓦時、6.3億千瓦和2萬億千瓦時以及6.2億千瓦和2.2萬億千瓦時。
東歐核電裝機容量和發電量2021年為5300萬千瓦和3800億千瓦時,2030年、2040年和2050年的高值預測結果分別為6200萬千瓦和4650億千瓦時、9300萬千瓦和7070億千瓦時以及1億千瓦和8160億千瓦時,低值預測結果分別為5300萬千瓦和3990億千瓦時、5500萬千瓦和4250億千瓦時以及6300萬千瓦和4920億千瓦時。
3.5南亞
在南亞地區2021年終端能源消費結構中,化石燃料占比超過62%,生物能源和廢物占23%,電力占15%。在2021年電力結構中,化石燃料占74%,水電占13%,太陽能和風能占7%,核電占3%。
南亞電力裝機容量和總發電量2021年為6億千瓦和2.2萬億千瓦時,2030年、2040年和2050年分別為11.3億千瓦和3.6萬億千瓦時、18.1億千瓦和5.3萬億千瓦時以及30.1億千瓦和7.3萬億千瓦時。
南亞核電裝機容量和發電量2021年為1000萬千瓦和590億千瓦時,2030年、2040年和2050年的高值預測結果分別為2900萬千瓦和2110億千瓦時、4900萬千瓦和3610億千瓦時和7800萬千瓦和6090億千瓦時,低值預測結果分別為1800萬千瓦和1320億千瓦時、3200萬千瓦和2390億千瓦時以及4700萬千瓦和3700億千瓦時。
3.6拉美和加勒比地區
在拉美和加勒比地區2021年終端能源消費結構中,化石燃料占60%,電力占20%。在2021年電力結構中,核電僅占2%。
該地區電力裝機容量和總發電量2021年為5億千瓦和1.7萬億千瓦時,2030年、2040年和2050年分別為5.9億千瓦和2.1萬億千瓦時、7.3億千瓦和2.7萬億千瓦時以及9.6億千瓦和3.4萬億千瓦時。
該地區核電裝機容量和發電量2021年分別為510萬千瓦和360億千瓦時,2030年、2040年和2050年的高值預測結果分別為600萬千瓦和460億千瓦時、1600萬千瓦和1230億千瓦時以及2500萬千瓦和1970億千瓦時,低值預測結果分別為600萬千瓦和420億千瓦時、900萬千瓦和650億千瓦時以及1200萬千瓦和920億千瓦時。
3.7 西亞
在西亞地區2021年終端能源消費結構中,化石燃料占80%,電力占20%。在2021年電力結構中,化石燃料占90%,水電占6%,核電占1%。
西亞電力裝機容量和總發電量2021年為4億千瓦和1.3萬億千瓦時,2030年、2040年和2050年分別為5.3億千瓦和1.7萬億千瓦時、7.2億千瓦和2.3萬億千瓦時以及10.2億千瓦和2.8萬億千瓦時。
西亞核電裝機容量和發電量2021年為320萬千瓦和120億千瓦時,2030年、2040年和2050年的高值預測結果分別為900萬千瓦和640億千瓦時、1900萬千瓦和1410億千瓦時以及2400萬千瓦和1890億千瓦時,低值預測結果分別為800萬千瓦和560億千瓦時、1200萬千瓦和910億千瓦時以及1400萬千瓦和1120億千瓦時。
3.8 非洲
2021年,生物能源和廢物在非洲地區終端能源消費結構中繼續居于主導地位,占比約為50%;電力僅占10%。在2021年電力結構中,77%的電力源自化石燃料,核電占比僅為1.4%。
非洲電力裝機容量和總發電量2021年分別為2.5億千瓦和8520億千瓦時,2030年、2040年和2050年分別為3.8億千瓦和1.3萬億千瓦時、6.2億千瓦和2.2萬億千瓦時以及10.3億千瓦和3.5萬億千瓦時。
非洲核電裝機容量和發電量2021年為190萬千瓦和120億千瓦時,2030年、2040年和2050年的高值預測結果分別為300萬千瓦和220億千瓦時、1200萬千瓦和840億千瓦時以及2100萬千瓦和1510億千瓦時,低值預測結果分別為200萬千瓦和130億千瓦時、800萬千瓦和570億千瓦時以及900萬千瓦和690億千瓦時。
3.9 東南亞
在東南亞地區2021年終端能源消費結構中,化石燃料占47%,電力占18%。在2021年電力結構中,化石燃料占比80%,水電占15%,而該地區目前尚未使用核電。
東南亞電力裝機容量和總發電量2021年為3.2億千瓦和1.1萬億千瓦時,2030年、2040年和2050年分別為4.6億千瓦和1.9萬億千瓦時、6.7億千瓦和2.6萬億千瓦時以及9.3億千瓦和3.5萬億千瓦時。
東南亞目前沒有使用核電,核電裝機容量和發電量在2030年的高值和低值預測結果均為0,在2040年和2050年的高值預測結果分別為500萬千瓦和370億千瓦時以及1500萬千瓦和1180億千瓦時,低值預測結果分別為100萬千瓦和80億千瓦時以及300萬千瓦和240億千瓦時。
3.10大洋洲
在大洋洲地區2021年終端能源消費結構中,化石燃料占比高達70%,電力占比22%。2021年,該地區化石燃料發電量占總發電量的70%,水電占13%,太陽能和風能占為17%。
大洋洲電力裝機容量和總發電量2021年為9400萬千瓦和3020億千瓦時,2030年、2040年和2050年分別為1.1億千瓦和3280億千瓦時、1.3億千瓦和3650億千瓦時以及1.8億千瓦和4050億千瓦時。
大洋洲目前沒有使用核電。高值情景中,2050年核電裝機容量和發電量為200萬千瓦和140億千瓦時;低值情景中,大洋洲將不發展核電。