在未來幾十年里,核能步入新增長時代所需的市場、技術和政策基礎均已奠定。電力需求正迅速攀升,不僅涵蓋輕工業、空調等傳統領域,還擴展至電動汽車、數據中心和人工智能等新興領域。過去十年間,電力消耗的增長速度是總能源消耗的兩倍之多,而隨著全球步入全新的電力時代,預計這一增長將持續加強。核能作為一種清潔且可按需調度的電力和熱能來源,能夠全天候大規模投入使用,為電力市場提供了可靠的能源保障,并助力減排,與可再生能源相輔相成。如今,世界對核能的興趣已達到自20世紀70年代石油危機以來的最高峰,已有超過40個國家表示支持擴大核能利用。此外,創新正不斷重塑核技術領域,眾多小型模塊化反應堆(SMR)設計正處于研發之中,預計首批商業化SMR項目將于2030年前后投入運營。
01 2025年核能發電量預計將創歷史新高
全球范圍內,近420座核反應堆的發電量預計將在當前趨勢下穩步邁向2025年的新高峰。盡管有個別國家正逐步淘汰核電或提前關閉核電站,但全球核電發電量仍在持續攀升。這得益于日本的核電重啟、法國核電站維護工作的順利完成,以及中國、印度、韓國和歐洲等多個市場新反應堆的陸續投入商業運營。核能目前占全球發電總量的近10%,是僅次于水電的第二大低碳電源。
當前,全球約有63座核反應堆正在建設中,總裝機容量超過0.7億千瓦,這一建設規??胺Q1990年以來之最。此外,過去五年間,全球已有超過60座反應堆的運營壽命得到延長,約占核反應堆總數的15%。同時,一項新的多國倡議應運而生,旨在到2050年將全球核電產能提升至當前的三倍,以彰顯核能在實現能源安全和氣候目標方面的重要作用,并補充占主導地位的可再生能源。自2020年以來,核能領域的年度投資(涵蓋新核電站建設和現有核電站的壽命延長)已增長了近50%,總額超過600億美元。
02 各國核能領域的發展參差不齊
當前,核電發展的新動力在很大程度上依賴于中國和俄羅斯的技術。自2017年以來,全球范圍內已開工建設的52座反應堆中,有25座采用中國設計,23座采用俄羅斯設計。與此同時,核技術、鈾的生產和濃縮等市場的高度集中,也凸顯了供應鏈多樣化需求的迫切性。
世界核電市風向正在悄然轉變:目前,正在建設的項目中有一半位于中國。按此趨勢發展,到2030年,中國的核電裝機容量將超過美國和歐盟。盡管發達經濟體仍擁有世界上大部分的核反應堆,但這些反應堆相對老舊,平均年齡超過36年,是其他地區平均使用年限的兩倍。重振這些老舊反應堆并非易事:近年來,美國和法國等核工業長期占據市場領先地位的國家,一直在努力應對新建大型反應堆項目延誤和成本超支的問題。
核電的未來前景有望更加光明,因為根據當前的政策環境和市場動態,各地區的發展狀況存在顯著差異。在發達經濟體中,SMR的增加和大型反應堆的新建僅勉強抵消了老舊反應堆退役的影響,因此到2050年,核電容量將略高于當前水平。在歐盟,核電在電力結構中的占比在20世紀90年代達到34%的峰值,但如今已降至23%,并在此情景下持續穩步下降。相比之下,到本世紀中葉,中國的核電裝機容量將擴大三倍以上,同時,在其他新興和發展中經濟體,核電裝機容量也將實現翻倍增長。
03 SMR可成為推動變革的關鍵力量
在政府的有力支持及新興商業模式的推動下,具備成本競爭力的SMR正在為核能新時代的發展開辟道路。私營部門對穩定、可調度的清潔能源的強烈需求,是這些新興技術備受矚目的主要動力。目前,已有多個不同進度的計劃,旨在開發總計高達2500萬千瓦的SMR產能,主要是為了滿足數據中心日益增長的電力需求。在現行政策框架下,預計到2050年,SMR的總容量將達到4000萬千瓦。然而,其潛力遠不止于此。如果政府能針對核能提供量身定制的政策支持,并簡化SMR相關法規,同時行業能夠穩健推進新項目和設計,那么到本世紀中葉,SMR的產能將擴大到三倍,達到1.2億千瓦,屆時將有超過1000座SMR核電站投入運營。在這一快速增長的情景下,SMR所需的投資將從目前的不足50億美元飆升至2030年的250億美元,到2050年,累計投資將達到6700億美元。
若未來15年內SMR的建設成本能夠降低至與預算內建造的大型反應堆相當的水平,那么其成本效益將進一步提升60%,到2050年,其部署量有望達到1900萬千瓦。具體而言,到2040年,中國的SMR成本有望降至2500美元/千瓦,而美國和歐洲則可能達到4500美元/千瓦。這一成本削減速度雖快于預期,但仍高于當前SMR項目開發商所設定的目標成本。在此情況下,到2050年,全球對SMR的累計投資總額將高達9000億美元。
04 推動科技創新與供應鏈多元化
SMR的崛起,以及另一批大型反應堆按時且按預算完工,可能為歐洲、美國和日本重新躋身全球核電領域的第一梯隊鋪平道路。在快速增長情境中,到2050年,發達經濟體的核電產能預計將增速超40%,從而助力實現能源安全與減排目標。受到歐洲、美國、日本及韓國新項目建設的推動,大型核設施建設中采用發達經濟體設計的比例,將從近年來的不足10%躍升至2030年的40%,并在此后繼續保持在50%以上的高位。SMR的廣泛部署進一步強化了這一趨勢,預計到2050年,超過一半的新建項目將采用美國或歐洲的設計。一個更具競爭力和多樣化的市場,將為那些希望加速核技術部署的國家帶來諸多益處。
確保鈾供應與濃縮服務的多樣性,對于核能行業安全且經濟地擴張至關重要。目前,鈾生產高度集中于四個國家,這四個國家的礦山鈾產量合計占全球總產量的四分之三以上。同樣,濃縮能力也高度集中,四個供應商掌握了99%以上的濃縮市場份額,其中俄羅斯更是占據了全球濃縮能力的40%。這一領域亟需得到更多關注,尤其是對于那些依賴進口濃縮鈾的國家來說。
05 挖掘新的資金來源以推動核能發展
在快速增長的情境下,預計核領域的年度投資需求將大幅擴大,到2030年可能翻一番,達到1200億美元。然而,核項目因其規模龐大、資本密集、建設周期長、技術復雜以及在某些國家存在的特定風險,一直面臨著融資難題。這導致了政府的大量參與,并且通常由國有企業(SOEs)在核電站的所有權和運營中扮演核心角色。國有企業憑借其強大實力,往往能以接近外國政府貸款利率的優惠條件獲得大量融資。
然而,僅靠公共資金并不足以支撐核能新時代的到來,還需要私人融資來進一步加大投資力度。但是,核能項目許可和建設的漫長周期使得商業貸款機構對此持謹慎態度,因為新建大型反應堆的盈虧平衡點可能在項目啟動后的20至30年才出現。這一因素也限制了項目融資中資金結構的選擇,盡管這種融資比例通常被用于其他大型基礎設施項目。
06 確保時間表和現金流的透明度
減少成本超支和工程延期的風險,是擴大公共資金與民間融資、保護消費者利益的必要前提,為此需要采取多元化的策略來降低這些風險。采用技術成熟、設計可靠的反應堆,并據此進行批量建造,可以顯著提升產能、完善供應鏈,培育并壯大一支技術熟練的勞動者隊伍。標準化作業能夠簡化施工流程,縮短建造周期,從而降低單個反應堆的建造成本。同時,持續的學習和改進將進一步降低成本。
未來現金流的可預測性對于降低融資成本、吸引私人資本流入核能行業至關重要。金融機構在放貸時會基于對未來現金流的可靠預期來做出決策,因此,完善監管框架(包括限制負債)對于確保債務融資的穩健性至關重要。在價格波動較大的電力市場中,長期電力購買協議、差價合約以及受監管資產模式等風險控制工具顯得尤為重要。大型消費者可以通過簽訂長期電力購買協議,以平均成本鎖定未來的電力供應。這些方式不僅能夠為諸如綠色債券等成熟的商業融資工具開辟道路,還能獲得相關法規及分類標準的支持。
07 SMR引領全新商業模式
SMR技術具有顯著優勢,它能夠大幅降低單個項目的總投資成本,使其與海上風電、大型水電等大規??稍偕茉错椖康某杀舅较噫敲?。一旦首批項目成功落地且相關技術得到驗證,對于商業貸款機構而言,SMR風險將顯著降低。此外,SMR的模塊化設計理念大幅縮短了建設周期,預計其項目將比大型反應堆提前10年實現現金流盈虧平衡。同時,數據中心背后的技術企業憑借其強大的信用評級,也為針對本行業的SMR項目融資提供了便利。
08 政府在核能新時代的核心引領作用
政府擁有提供戰略愿景、政策引導、措施保障及公共財政支持的獨特能力,這些均為推動核能領域發展所必需。盡管并非所有國家都認同核技術的角色,但核能無疑是實現全球更安全、更可持續能源未來所必需的多種燃料和技術之一。核能所提供的服務范圍和規模,是其他低碳技術難以比擬的。為了充分把握這一寶貴機遇,政府需采取一系列全面且廣泛的策略。這包括構建強大且多元化的供應鏈體系,培養熟練的技術工人,積極扶持創新活動,有效降低投資風險,并提供直接的財政援助。同時,政府還需制定高效且透明的核安全法規,合理規劃核電站的退役流程,并不斷完善放射性廢物的管理制度。當前,核能領域正步入一個嶄新的紀元,而業界肩負的使命,便是積極主動地塑造這一未來。
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