全球核能暗戰升級

文/鄧荻 陳梅 張浩

作者供職于中國能源研究會核能專委會

在應對氣候變化和保障能源安全的雙重驅動下，核電作為穩定低碳的基荷電源，戰略價值被重新評估，重要國際組織積極推進核能合作，主要核能國家持續加大核電發展支持力度，多國布局核電發展，全球核電加速回歸。我國正在積極安全有序發展核電。為服務我國核能行業發展，對標主要國家先進核能技術，審視全球核電最新發展動向和發展前沿，本報告總結了全球主要核電國家2024年核能領域的重要事件，研究了國際權威機構的數據和報告，盤點了全球主要經濟體核能發展變化，總結提煉了最新發展特征，展望了未來發展趨勢。

1全球核電發電量、

新開工機組和在建裝機均創新高

1.1在運機組數和發電量實現“雙增長”

2024年，全球新投運6臺機組，裝機容量769.7萬千瓦，含中國2臺，法國、美國、印度和阿聯酋各1臺。其中，法國首臺EPR（FA-3）、美國第二臺AP1000（VOGTLE-4）在歷經十余年建設后投運。中國國電投國和一號首堆（榮成-1）在歷經68個月建設后投運，工期與福清-5華龍一號首堆相同。與此同時，全球永久關閉4臺機組，裝機容量303.5萬千瓦，含加拿大2臺，俄羅斯和我國臺灣地區各1臺，均達到四十年的運行壽期。綜上，全球在運機組“增六減四”，連續三年實現凈增長，累計在運417臺機組，裝機容量39293.6萬千瓦，分布在32個國家和地區，美國、法國、中國繼續位列前三。

2024年，全球核電發電量創歷史新高，從2023年的2.5萬億千瓦時增加至2.6萬億千瓦時，發電量占比保持在9%。這主要是由于以下三方面原因：一是法國16臺核電機組從應力腐蝕問題中恢復運行，陸續并網發電。二是日本持續重啟14臺核電機組，核電發電量持續增加。三是相關國家的核電項目陸續并網。IEA預測，2030年前全球核電發電量保持2.3%的年均增速，發電量占比維持在9%。

1.2新開工裝機和在建裝機創新高

2024年，全球新開工9臺機組，裝機容量1088.8萬千瓦，為近十四年以來的最高水平。其中，中國和巴基斯坦共5臺華龍一號、2臺國和一號，俄羅斯和埃及各1臺VVER，中、俄技術持續保持主力堆型地位（2020年以來，新開工的39臺機組全部為中、俄技術）。綜上，全球累計在建65臺機組，裝機容量7260.1萬千瓦，為1990年以來的最高水平，分布在15個國家和地區。中國第一，在建機組共計46臺，裝機容量5504.7萬千瓦。印度第二，在建機組共計7臺，裝機容量590萬千瓦。土耳其、埃及并列第三，在建機組共計4臺，裝機容量480萬千瓦。

1.3新增核電建設合同仍未實現“零”突破

這也是2020年以來全球第五年沒有新訂單。唯一的亮點是2024年韓國中標捷克兩臺APR1400機組，總投資約173億美元，正在談判合同細節，同時處理與西屋的知識產權紛爭，總體較為順利，預計今年可簽署合同，或將成為繼韓國2010年向阿聯酋出口4臺APR1400機組后，再次獲得的國際訂單。

2核電受到歐美、

新興經濟體的進一步重視

2.1未來全球用電量將快速增長

國際能源署指出，隨著全球建筑、交通、工業的電氣化，以及空調、數據中心的持續增長，國際社會正在從煤炭、石油時代進入電氣化時代，全球經濟正在轉向以電力為基礎。預計全球用電量將快速增長，未來三年將新增加3.5萬億千瓦時，相當于全球每年等效增加一個日本的用電量。

中國、東南亞、印度等新興經濟體將占全球新增用電量的85%。預計2027年前，中國將主要由于工業電氣化，新增用電量保持年均6%的增速，貢獻全球50%的新增用電需求，但存在一定的不確定性。印度、東南亞以及其他新興經濟體由于經濟增長、空調數量增長等，年均新增用電量6.5%，將貢獻全球35%的新增用電需求。盡管大部分新興經濟體用電量快速增長，但非洲較為緩慢，撒哈拉地區仍有6億人得不到可靠的電力保障。

歐美等發達經濟體將占全球新增用電量的15%。歐美發展先進制造業、數據中心、電氣化等，將帶動用電量“由降轉升”，結束2009年以來長達十五年的下降趨勢，并將重新與GDP掛鉤。其中，歐洲電力增速將從2022、2023年-2.8%、-3.3%，緩慢恢復至2027年的1.8%左右，美國從近零增長恢復至2%。總體看，未來全球電力需求年均增幅將達4%，約1.1萬億千瓦時電，相當于每年增加一個日本的用電量，并將全部由可再生能源和核電滿足。

2.2國際組織持續強化核能政策支持力度

2024年，核電進一步凸顯在保障能源安全、抑制電價上漲、降低全球碳排放等方面的重要作用，發展核電已成為全球共識。一是確保戰爭環境下的電力供應。俄烏戰爭期間，烏克蘭共有70%的發電裝機遭受俄羅斯的控制和破壞，而核電站受國際法律條款保護而未遭破壞。提供了該國60%的發電量，確保了該國基本電力供應。二是確保極端天氣下的電力供應。2024年極端天氣頻發，洪水、熱浪、颶風等成為影響全球電力供給不可忽視的重要因素。以美國為例。該國電力系統遭受了更加頻繁、更為嚴峻的極端天氣影響，導致大面積長時間停電，發生了大規模停電，而核電站仍保持了穩定運行，保障受災地區的電力供應。三是確保經濟可靠的工業用電。法國核電解決了多臺機組的應力腐蝕問題，基本恢復正常運行，一定程度助推歐洲電價從100美元/兆瓦時以上降至85美元/兆瓦時（約合人民幣0.6元/千瓦時），幫助歐洲工業恢復生產。

國際組織對核電的重視程度不斷提升。自2023年COP28大會發起“三倍核能宣言”后，2024年國際原子能機構舉辦首屆核能峰會，32個國家簽署《核能宣言》，將擴大各國核電裝機規模，支持發展先進堆，加強融資保障。COP29大會將“三倍核能宣言”簽署國從25個增至31個。COP29擴大了《三倍核能宣言》的簽署國范圍，土耳其、哈薩克斯坦、肯尼亞、尼日利亞、薩爾瓦多、科索沃等六國加入，簽署國增至31個。會議指出，在積極發展大堆的同時，要注重發展小堆等先進核能，發揮靈活性、模塊化優勢，采取措施降低先進堆的建造成本。認為融資仍是核能發展的最大挑戰，必須創新融資模式，采用公私合作、國際合作、政府擔保等多種方式。

2.3全球各國進一步重視發展核能

發達國家出臺了更為明確具體的核能發展路徑。包括細化核電建設節奏、完善核能工業體系、擴充核電廠址資源、修改立法允許新建核電等。美國確定“2050年新增1.5億～2億千瓦核電”的目標，細化了中長期發展路徑：2035年前新增3500萬千瓦核電，涵蓋大堆、小堆和微堆，打造完整的核工業體系；2040年后保持年均新增1500萬千瓦的穩定節奏，實現核工業可持續發展；加大核燃料供應，擴大國內鈾轉化和濃縮產能，與法國、日本、英國、加拿大建立核燃料供應鏈伙伴關系。法國在此前“建設6～14臺EPR-2”的提議上，2024年通過《國家低碳戰略》《多年期能源規劃》，正式提出2026年啟動建設6臺EPR-2，研究新增建設8臺EPR-2的可行性，繼續實施閉式燃料循環戰略，組建法國核安全與輻射防護局（ASNR），提高監管決策效率。韓國持續提高發展目標，從2023年提出“2036年前新增463萬千瓦”，到2024年提出“2038年前新增678萬千瓦”，并將該目標納入《電力供需基本計劃》予以保障。英國明確2050年核電裝機容量達2400萬千瓦，將在2030—2044年期間確保每5年開工300萬～700萬千瓦項目，在現有的八個核電廠址基礎上，啟動新一輪核電廠址審批工作。國際機構研究認為，2030—2050年，歐美等發達經濟體將貢獻全球新增裝機的32%，約2.6億千瓦。

發展中國家持續推動核電項目落地。東南亞電力短缺逐年加劇，核電成為確保電力供應和低碳轉型的重要手段。越南國會批準重啟400萬千瓦寧順核電項目（2009年啟動，2016年因債務問題暫停），將與俄、日、美、法開展談判，正在構建法律監管、稅收信貸、土地人才等保障體系，計劃2030年投運。菲律賓將在韓、美的支持下，重啟62萬千瓦的巴丹核電廠（1984年建成，但受切爾諾貝利核事故等的影響從未運行）。印尼、泰國、馬來西亞等計劃建設20臺以上小堆。中亞發電設施老化、轉型壓力大，近兩年加大核電項目推動力度。哈薩克斯坦通過全民公投決定建設2座百萬千瓦機組，確定廠址在南部阿拉木圖巴爾喀什湖附近的烏爾肯鎮。目前，中核、韓水原、俄原工和法電已進入設備供貨商短名單，哈已于今年7月分拆招標，確定不同的技術供應商和承包方，平衡大國關系。烏茲別克斯坦計劃建設六座俄羅斯RITM-200小堆，將采用中國的非核技術、歐洲的軟硬件系統。中東電力需求旺盛，轉型壓力大，尤其是沙特致力發展本土鈾轉化濃縮能力，持續推動首座核電站280萬千瓦裝機。土耳其規劃2050年建成2000萬千瓦的核電裝機，正在推動第二（錫諾普）、第三（色雷斯）核電項目。預計2030—2050年，新興國家貢獻全球新增核電裝機的33%約2.7億千瓦。

3歐美加快推動小堆示范部署，

力爭塑造核能工業新的競爭優勢

3.1歐美通過持續的政策支持和資金投入，加速小堆研發和示范

美國在“先進反應堆示范計劃”的支持下，持續推動鈉冷快堆、熔鹽堆、高溫氣冷堆等的示范部署，2024年進展顯著，開工了Kairos能源公司Hermes熔鹽堆35MWt供熱示范項目，以及泰拉能源公司Natrium鈉冷快堆345MWe“煤改核”示范項目（開工常規島）。美國防部還啟動建設了Pele熱管移動式微堆1～5MWe原型堆。這些項目將在2026—2030年投運。歐洲顯示出在小堆領域保持領先地位的決心。法國正在根據歐洲市場需求和反饋，優化Nuward小堆設計，實現在替代化石能源、核能制氫、供暖/供熱等綜合應用，計劃2026年完成設計，2030年開工、2033年投運。英國小堆競賽將入圍企業從六家縮減至四家，包括通用日立公司的BWRX-300、Holtec公司的SMR-300、Rolls-Royes公司的小堆、西屋公司的AP-300。后續將進一步篩選最優技術，2030年開工。法國將在2035年部署首個Nuward小堆，將主要面向歐洲，用于取代燃煤電廠，并拓展制氫、供熱等綜合利用。法國還向法國Stellaria公司、荷蘭Thorizon公司提供資金，推進熔鹽堆的商業化。

3.2歐美構建適應先進堆的核工業體系，為占據國際市場做準備

一是強化國內項目的牽引作用。美國將在2035年前新增3500萬千瓦核電，涵蓋小堆和微堆，目標是打造完整的核工業體系。歐盟成立小堆聯盟，目標是構建有競爭力的供應鏈，已有超過300家企業申請加入。二是建設先進核燃料生產設施。美國已在俄亥俄州投產高豐度低濃鈾（HALEU）示范生產設施，當前產能為100公斤HALEU，未來將提升至900公斤。歐安諾成立快堆燃料工作組，致力于開發MOX燃料、熔鹽堆液體燃料。英國將投入3000萬英鎊建設歐洲首個HALEU項目。國際機構分析認為，隨著歐美在2030年左右投運小堆，全球核能市場領導力或將重回歐美，2050年將占全球47%的小堆市場，對應裝機2700萬千瓦。

4數據中心將成為核電的重要用戶

和融資來源，加快小堆發展速度

4.1全球AI算力持續發展帶動數據中心用電量不斷增長

IEA的研究數據顯示，2024年全球數據中心耗電量達到4150萬千瓦，占全球電力消費總量的1.5%。在過去五年間，其耗電量以年均12%的速度快速增長，凸顯出數據中心在全球能源消費格局中的重要性日益提升。基于IEA的基準情景預測，到2030年，全球數據中心耗電量大幅攀升至9450萬千瓦，較2024年實現翻倍以上增長，年均增速達15%。這一增長趨勢表明，在現行技術演進與市場需求的驅動下，數據中心能耗呈顯著上升態勢。同時，考慮到不同發展情境，數據中心能耗存在較大的敏感性區間：在高增長情景（Lift-Off）下，隨著AI應用的加速推廣，數據中心耗電將達到12600萬千瓦；在高能效情景（HighEfficiency）中，得益于硬件與軟件效率的大幅提升，耗電可降至8000萬千瓦；而在不利情景（Headwinds）下，受投資放緩等因素約束，耗電則為6700萬千瓦。進一步展望至2035年，由于AI應用強度與能效改進程度的差異，全球數據中心耗電量預測區間更為寬泛，介于7000萬～17000萬千瓦。

4.2核電（尤其是小堆）備受科技公司青睞

數據中心連續的負荷曲線與核電穩定的發電曲線匹配良好，尤其是小堆布局靈活、建設迅速，能緩沖數據中心對局域電網的干擾，備受科技公司青睞。其2023年開始鎖定資源，近兩年共簽署2500萬千瓦的小堆項目（主要在美國，暫無項目FCD），還計劃推動重啟200萬千瓦的退役核電。商業模式豐富多樣。方式一為多年期采購協議。如微軟簽署二十年期購電協議，購買三哩島-1的發電量，電價100美元/兆瓦時（0.7元/千瓦時），高于風光長協電價40美元/兆瓦時（0.28元/千瓦時）。方式二為清潔轉型電價CTT，如谷歌與售電公司簽署CTT。將按小時向核電支付固定電價，其他電源則支付變動電價。方式三為自建小堆。如甲骨文計劃在美國建設3座小堆，谷歌計劃在挪威建設3～4座小堆，均用于向數據中心供電。方式四為聯合開發。如亞馬遜等科技企業投資7億美元，資助X-energy公司建設4臺Xe-100高溫氣冷堆。

5“煤改核”成為美國、中東歐

國家推進核電項目的重要方式

5.1煤電廠與核電廠可共用廠址和部分設備，節省部署成本

煤電廠與核電廠存在一些技術共同點，可共用廠址資源和設施設備，如辦公樓、電氣開關站、聯網設施、熱排出系統等，尤其是復用蒸汽循環系統（含汽輪機、發電機），會顯著提升降本效果，受到美國、中東歐等煤電裝機較大的國家重視。其中，美國已開展大量工作。美國能源部分別于2024年4月和9月發布《煤改核信息指南》《核電和煤電廠址新增核電裝機容量評估報告》，對行業開展相關工作進行指導，提供評估和量化分析方法。美國能源部還委托多家研究機構編制并發布《煤轉核利益相關者指南》，為行業提供相關信息、經濟影響分析和實施建議。美國密歇根大學研究人員在《EnergyReports》期刊發表文章，對全美245座在運燃煤電廠改造為先進堆電廠的可行性進行了評估。

5.2美國等已開始推動相關項目落地

基于上述工作對比發現，大堆蒸汽參數低于煤電、無法復用蒸汽系統、降本效果有限的劣勢，鈉冷快堆、高溫氣冷堆等小堆的裝機容量和蒸汽參數與煤電相當，設備復用率高，改建小堆的造價比綠地項目低22%～35%，成為“煤改核”的主要技術。如美國X-energy公司計劃在馬里蘭州利用退役煤電廠建設Xe-100高溫氣冷堆，美國Ge公司計劃在加拿大達林頓退役煤電廠建設BWRX-300小堆，美國Nuscale公司計劃在波蘭帕特洛煤電廠建設VOYGR小堆。對比看，美國泰拉能源進展最快，在懷俄明州諾頓退役煤電廠周邊，建設一臺34.5萬千瓦鈉冷快堆，耦合5小時熔鹽儲能，可復用煤電廠的水源和電網，預計造價從10億美元降至7億美元，已開工常規島部分，計劃2025年正式開工，2030年投運。此外，英、法、印等國正在推動相關項目，優化小堆設計，以適應“煤改核”技術特征和市場需求。我國要實現2億千瓦以上的核電裝機目標，可通過“煤改核”拓展廠址資源。

6美俄法等國加速推進

人工智能在核能產業鏈的應用

AI已逐步深入核能產業鏈各環節。在設計階段，主要用于智能選址、自動化設計等。如西屋利用AI優化AP1000設計，將設計周期縮短了20%。在建造階段，主要用于智能施工、進度管理和資源優化，如俄羅斯國家原子能集團公司開展智能施工監控，將安全事故降低10%，資源利用率提高15%。在運維領域，主要用于故障預測、數字孿生、智能巡檢和出力優化。如美國核管會（NRC）與通用電氣合作，利用AI將設備故障率降低20%。EDF推出“數字孿生核電”，通過傳感器、人工智能、物聯網等技術，打造核電站的虛擬動態復制體，預測機組狀態，優化運維策略，可降低20%的運維成本，減少35%的非計劃停機。在鈾礦找礦與采礦領域，主要用于地質勘探、智能采礦。如澳大利亞力拓集團在鈾礦找礦中引入AI，將找礦效率提高了30%。加拿大Cameco公司使用AI優化采礦工藝。

總體看，目前絕大部分AI應用處于對現有工作進行賦能增效，后續核能行業將開發超越人類能力的智能工具，在部分領域實現以“AI為主、人類為輔”的決策模式，甚至實現完全替代，如無人值守、無人檢修等。美國NRC基于核能行業發展這一趨勢，已提前開展監管的前沿研究，分析在利用人工智能運營核電廠時存在的漏洞，確保核電站控制權掌握在人類手中。

7結論

2024年，全球在運機組數和發電量實現“雙增長”，新開工裝機和在建裝機創新高，但新增核電建設合同仍未實現“零”突破，預計2030年前全球核電發電量保持2.3%的年均增速。核電受到歐美、新興經濟體的進一步重視，在各國保障能源安全、應對氣候變化的地位和作用越來越顯著，國際組織持續強大核能政策支持力度，全球各國進一步重視發展核能。歐美通過持續的政策支持和資金投入，加速小堆研發和示范，同時構建適應先進堆的核工業體系，為占據國際市場做準備。數據中心將成為核電的重要用戶和融資來源，加快小堆發展速度。“煤改核”成為美國、中東歐國家推進核電項目的重要方式。美俄法等國加速推進人工智能在核能產業鏈的應用，全球核電顯示出持續向好的發展趨勢。

歡迎投稿，聯系郵箱

tg@inengyuan.com