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核电是碳中和解决方案吗?大摩:未来可期

admin2021-11-0518

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近期能源价格的波动已经表明全球能源系统向过渡存在风险,但碳中和已经成为当前全球的长期课题。

随着脱碳的任务日益紧迫,不少国家似乎倾向于支持加速建设核电站。拜登 *** 最近发布了“净零路径”,称现有的核能发电仍在运行,并可能在2030-2040年实现增长,英国的预算则包括了一笔高达17亿英镑的 *** 直接资金,以支持大型核电站建设。

那么,核电是碳中和的解决方案吗?对这个问题进行了研究,表示虽然核电可实现零排放,但由于核电项目周期长、成本高、潜在社会和环境问题严重,发展核电仍然是一项有争议的话题。

现在可以期待的是,未来三十年核电容量将翻一番,技术进步和小型反应堆也能够解决许多难题。

电容量大 碳排放比还低

核能是一种无碳能源,可能在全球能源系统脱碳的过程中具有重要意义,目前欧盟等国正在考虑把核电纳入绿色能源。

核能的相对容量系数高,高达90%,在发电方面比太阳能和风能更具优势,更适合作为基本负荷电源。在碳排放方面,证据表明,核电的生命周期温室气体排放与风能相似,但低于太阳能,与煤炭相比,其碳排放量几乎相当于0。

成本高企 项目周期长

核电系统在设计和建设过程的通常远比一般的发电项目更加纷繁复杂,也正是因为这个因素,核电系统无论在建设预算还是在运行风险方面,都面临尴尬的局面。

在主要经济体中,核电比太阳能和陆上风能更贵。尤其在欧洲,核电站的成本几乎是太阳能和陆上风能的3倍。

即便将储电成本纳入可再生能源平准化度电成本(LCOE)中考虑,核电仍然不具成本优势。

如果将核电站运行寿期延长至超过原许可证寿期或设计运行寿期,就能够在更长时间内以可靠、低成本且低碳排放的方式生产电力。但现状是要想使核能成为重要的解决方案,还需建立大量的新产能,将耗费巨大的资金。

值得一提的是,预计未来 30 年中,可再生能源和储能的LCOE有可能将下降超过50%,而核电成本却不会显著降低。

除了资金成本,在时间成本方面,核电也不如太阳能和风电。从获得许可到建成投入运营,核电站项目的总持续时间可能长达 15 年,有时甚至更长。太阳能发电项目只需要6年,风能只需要4年时间。

社会和环境风险巨大

如果仅仅只是成本高企,那么政策制定者和公众将核电纳入绿色能源的顾虑可能小些,但其安全隐患越来越引发关注和担忧。

切尔诺贝利、福岛核电站爆炸就是有力的证据。尤其是福岛核电站事故引发了全球对旧反应堆安全的顾虑,就在事故发生前1个月,该核电站获得将其运行寿命延长到40年的许可,而核电站的平均寿命为25年。目前全球约45%的核电站运行年龄在31-40岁之间。

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除此以外,在储存有毒物质和耗水方面,核电也增加了环境的负担。

摩根士丹利称,从ESG(Environment、Social Responsibility、Corporate Governance)的角度来看,核电站可能不那么受欢迎。

投资者顾虑

最后一个问题是投资者是否愿意为核能发电投资,摩根士丹利最近的 AlphaWise 调查发现,19%的受访者对其资金采取了“核排除政策”。

分地区来看,欧洲超过29%的投资者不愿意投资核电站。当然,欧盟能否将核能纳入其绿色能源也可能对投资者情绪产生影响。

核能发电与天然气加CCS发电相比如何?

除了太阳能和风能,天然气加碳捕获与封存(carbon capture and storage, CCS)是低碳发电的另一种选择。

从国际能源署目前的研究结果来看,由于地域的不同,很难将天然气加CCS发电与核电的成本作比较。

一项发表在学术刊物《Nature Energy》的研究成果表明核电排放的碳量更低,与这种发电方式相比更胜一筹。

对核电站有哪些预期?

摩根士丹利预计,2020年至2030年全球核电装机容量将增加约20%。

今年早些时候,国际能源署发布的“净零路径”预计,未来30年核电容量将翻一番,到2050年达到812GW。

在该路径下,2050年核能供应将占总能源供应的11%,而2020年为5%。预计到2050年核能将占全球7%的能源消耗,现在为4%。

除了发电的增加,在技术层面,核能发电技术可能在未来有所突破。目前,核电站基本采用已经相当成熟的核裂变发电,但核聚变具有显着优势。核聚变不仅不会产生难以消除的核废料,无核事故风险。然而,局限于目前的技术,核聚变发电仍未实现。

可喜的是目前的研究已经取得一定结果, *** 也实施了相应的配套政策支持该技术的研究。据报道,今年8月,美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室国家首次触发了“点火”,在无限聚变能源的道路上迈出了一大步。

除此之外,小型模块化反应堆 (SMR) 的成功商业化将提供比传统核反应堆更多的好处,比如降低前期资本支出、缩短项目周期、减少火力发电厂数量、提高安全系数等等。

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