根據世界核協會(WNA)公布的數據,截至2019年12月31日,全球共有30個國家在使用核能發電,在運核電機組總計442臺,總裝機容量約為392.4 GWe;18個國家正在建設總計53臺核電機組,總裝機容量約為59.9 GWe。
2019年,全球共有3臺核電機組完成第一罐混凝土的澆筑,正式啟動建設,俄羅斯、伊朗和中國各1臺;6臺新機組首次并網發電,其中俄羅斯3臺、中國2臺和韓國1臺;13臺機組永久關閉,其中日本5臺,美國2臺,俄羅斯、德國、韓國、瑞典、瑞士和中國臺灣地區各1臺。
截至2019年12月31日,美國共有96臺在運核電機組,總裝機容量97.9 GWe;4臺在建機組,總裝機容量5000 MWe。
美國政府11月正式通知聯合國,要求退出應對全球氣候變化的《巴黎協定》,開啟了為期一年的退出進程。這一行為使美國成為唯一不支持《巴黎協定》的國家。
多名議員3月向國會聯合提交“核能領導地位法案”;7月,參議院能源和自然資源委員會投票通過該法案。該法案的目標是匯集私營和公共部門力量,共同開發先進反應堆,恢復美國在核能領域的全球領導地位。根據該法案,美國未來將在五方面鼓勵先進反應堆技術的創新:一是示范堆建設,二是高豐度低濃鈾燃料的供應能力,三是要求能源部制定核能發展戰略計劃,四是支持聯邦機構簽署長達40年的購電合同,五是加強人才培養。
俄亥俄州州長邁克·德瓦恩7月簽署一項能源法案,使其成為法律。根據該法,該州的兩座核電廠即戴維斯-貝瑟(一座894 MWe壓水堆)和佩里(一座1256 MWe沸水堆)每年將獲得總計約1.5億美元的資助,直至2026年。此前,運營商第一能源公司(First Energy)曾宣布,如果不能獲得政府支持,將分別于2020年和2021年關閉這兩座電廠。
能源部8月宣布啟動國家反應堆創新中心倡議。該倡議根據《核能創新能力法》設立,將為私營技術開發商提供必要支持,幫助其測試和示范反應堆概念并開展性能評價,加速推進新型反應堆設計的取證和商業化進程。
2019年,核管會完成紐斯凱爾小型模塊堆設計認證的第四階段評審,頒發了一份早期廠址許可,2臺機組獲準延壽至80年,1臺機組獲準延壽至60年;國防部開始尋找移動式小堆設計,準備推動小堆軍事應用;能源部宣布為建設小型鈉冷快堆提供廠址;2臺核電機組永久關閉。
核管會12月完成對紐斯凱爾小堆的第四階段設計認證評審,意味著安全評價報告審查已經結束,技術評審工作即將完成,未來將不再要求紐斯凱爾提交更多信息。預計這一評審將于2020年完成。由12座紐斯凱爾小堆組成的美國首座電廠將于2027年在愛達荷國家實驗室全面建成投運。
核管會12月批準為田納西流域管理局在克林奇河建設小堆頒發早期廠址許可(ESP)。田管局目前仍未決定是否在該廠址建設小堆,以及如果建設將采用哪種小堆設計。
核管會12月批準土耳其3號和4號機組(837 MWe和821 MWe壓水堆)的二次延壽申請,允許延壽至80年,這是世界首批獲準運行80年的核電機組。所謂二次延壽申請,是指核電機組在已獲準將運行壽期從最初40年延長至60年的基礎上,申請延壽至80年。
核管會3月批準錫布魯克機組(1162 MWe壓水堆)延壽至60年。截至2019年12月31日,累計有94臺核電機組獲準延壽至60年,但其中4臺已提前關閉。
能源部2月宣布正式啟動多功能實驗快堆(VTR)建設項目,8月宣布將為在愛達荷國家實驗室建設VTR編制環境影響聲明。愛達荷6月宣布向6所大學牽頭的項目資助170萬美元,以開展VTR儀表和相關研發工作。《核能創新能力法》要求能源部在2025年12月之前建成一座具有快中子譜輻照能力的多功能實驗堆。該堆將成為能源部自20世紀70年代后期以來建設的首座核反應堆,投運后將為美國企業提供當前缺乏的先進技術和燃料測試能力。
美國國防部1月發布移動式小堆意見征詢書,謀劃啟動名為“雙鋰”的研發計劃,意在推動移動式小堆的軍事應用。根據“雙鋰”計劃,國防部將資助三種技術成熟原型堆的工程設計活動,并在2019年底到2020年初確定一個優選方案。國防部對小堆的技術要求包括:裝機容量為1~10 MWe,能夠在不換料的情況下至少運行三年,重量必須小于40噸,適合使用卡車、輪船和C-17運輸機運輸。
能源部12月授予奧克洛公司在愛達荷國家實驗室建設小型鈉冷快堆的許可。奧克洛是第一家獲得此類廠址許可的非輕水型反應堆開發商。該許可在反應堆的整個壽期內有效。奧克洛小堆名為Aurora,是一種被稱為裂變電池的小型鈉冷快堆設計,使用金屬燃料,裝機容量約為1.5 MWe,可用于提供工藝熱。
流浪者1號機組(677 MWe沸水堆)5月永久關閉。三里島1號機組(819 MWe壓水堆)9月永久關閉。在2011年福島核事故發生后,美國已有9臺核電機組永久關閉。
2019年,美國將鈾列為35種關鍵礦物之一,在海水提鈾領域取得新成果,有序恢復高豐度低濃鈾和三元結構各向同性(TRISO)燃料的生產,穩步推進耐事故燃料研發,積極開展核廢物深層鉆孔處置技術研究。此外,通用電氣-日立核能公司簽署了出售全球激光濃縮公司股權的合同。
商務部6月發布《確保關鍵礦物安全可靠供應的聯邦戰略》報告,將鈾列為35種對國家經濟安全至關重要的關鍵礦物之一,并指出2017年93%的鈾需求通過進口滿足。特朗普總統7月表示鈾進口不會威脅國家安全,拒絕設置鈾進口配額,并宣布將全面分析整個核燃料供應鏈對國家安全的影響。
橡樹嶺國家實驗室等多家機構的研究人員5月宣布成功示范了一種新型海水提鈾材料。這種新型材料是一種低成本的聚合物,能夠選擇性吸附海水中的鈾,并可循環使用,有助于解決海水提鈾的成本和效率問題。
森圖斯能源公司11月宣布與能源部簽署為期三年的合同,未來將建設一個離心機級聯,示范性生產供先進反應堆使用的高豐度低濃鈾。
歐洲鈾濃縮美國公司2月宣布,近期將生產鈾-235豐度略微高于5%的低濃鈾,以滿足在運輕水堆機組提高燃耗和/或延長換料周期的需求;正研究在美國建設一座高豐度低濃鈾的專用生產設施。
X能源正在位于橡樹嶺國家實驗室的中試設施生產TRISO顆粒,準備在2023—2024年建成一座商業規模TRISO燃料制造設施;4月與日本核燃料工業公司簽署諒解備忘錄,未來將在TRISO燃料制造設備供應方面開展合作;11月與全球核燃料公司簽署協議,將開展TRISO燃料生產合作。
BWX技術公司10月宣布,林奇堡燃料廠將重啟TRISO燃料生產,未來將擴張產能,并生產高豐度低濃鈾TRISO燃料。
沃格特勒2號機組4月在裝載法馬通公司GAIA燃料組件后重啟運行。GAIA是在能源部耐事故核燃料研發框架下啟動商用堆輻照試驗的第二種燃料設計,同時也是首種啟動商業堆輻照試驗的全尺寸耐事故燃料試驗組件。
西屋公司9月宣布,首批兩個含有EnCore燃料棒的先導試驗組件已裝入拜倫2號機組堆芯。這兩個組件含有鉻涂層包殼、高密度ADOPT芯塊(摻有氧化鉻和氧化鋁的二氧化鈾芯塊)和硅化鈾芯塊。EnCore是西屋在能源部資助下研發的一種耐事故燃料,將于2026年實現商用。
深層隔離公司6月和7月分別與柏克德國家公司和NAC國際公司簽署協議,將就核廢物深層鉆孔技術的商業化開展合作。深層隔離公司是一家私營企業,致力于推進鉆孔處置技術的商業化,已于2018年11月對這項技術進行了首次成功示范。
澳大利亞Silex系統公司與加拿大礦業能源公司和通用電氣-日立12月簽署具有法律約束力的合同,前兩者將共同出資2000萬美元從第三者手中收購全球激光濃縮公司76%的股權。這份合同還需要獲得美國政府批準,并受一些因素約束。激光濃縮公司擁有Silex在20世紀90年代研發的SILEX激光同位素分離技術的獨家使用許可,主要業務是以SILEX技術為基礎建立商業鈾濃縮能力。
截至2019年12月31日,俄羅斯共有38臺在運核電機組,總裝機容量29.2 GWe;4臺在建機組,總裝機容量4903 MWe。
2019年,俄有1臺機組正式開工建設;3臺機組實現首次并網發電;1臺機組永久關閉;5臺機組獲準延壽;完成首批耐事故燃料組件的反應堆輻照測試;簽署建設本國第二座貧化六氟化鈾脫氟設施的合同。
庫爾斯克二期2號機組(1115 MWe壓水堆)4月正式開工建設。
新沃羅涅日二期2號機組(1114 MWe壓水堆)5月首次并網發電。首座浮動式核電廠“羅蒙諾索夫院士”12月首次成功并網發電,該電廠擁有2臺KLT-40S型機組(32 MWe壓水堆)。
比利比諾1號機組(11 MWe輕水冷卻石墨慢化堆)1月14日永久關閉。
俄核監管機構批準5臺機組延壽:巴拉科沃3號機組(1000 MWe VVER-1000)3月獲準;斯摩棱斯克3號機組(925 MWe RBMK-1000)、科拉2號機組(411 MWe VVER-440)、比利比諾2號機組(11 MWe輕水冷卻石墨慢化堆)和新沃羅涅日4號機組(385 MWe VVER-440)12月獲準。
俄羅斯10月在研究堆中完成首批2個耐事故燃料試驗組件的反應堆輻照測試。這2個組件含有2種燃料芯塊和2種包殼:燃料芯塊分別是傳統二氧化鈾芯塊和鈾鉬合金芯塊;包殼分別是帶鉻涂層的鋯合金包殼和鉻鎳合金包殼。這些芯塊和包殼組成了4種燃料棒。
俄羅斯國家原子能集團公司與法國歐安諾集團12月簽署一份總價值4000萬歐元(4400萬美元)的合同,未來將幫助俄建設一座貧化六氟化鈾脫氟設施,用于對鈾濃縮尾料即貧化六氟化鈾進行脫氟處理,將其轉變為更適于貯存和運輸的氧化鈾粉末,同時以副產品形式生產無水氟化氫。俄此前已采用法國技術建成一座同類設施,產能為每年1萬。新設施投運后,俄總產能達到每年2萬噸。
2019年,俄原集團在埃及、烏茲別克斯坦、土耳其和伊朗的多個海外核電建設項目取得實質性進展。
埃及核監管機構3月頒發首份商業核電廠址許可證,認為達巴能夠滿足建設核電廠所需的國家和國際要求。未來將在達巴建設4臺VVER-1200機組。
俄羅斯和烏茲別克斯坦5月簽署合同,即將啟動烏首個核電廠址的工程踏勘工作。此合同是兩國2018年9月簽署的2臺VVER-1200機組建設的政府間協議的后續成果。烏4月向國際原子能機構證實,已啟動該廠選址程序,并計劃在2020年9月頒發廠址許可證。烏能源部部長阿利舍爾·蘇爾塔諾夫7月表示,烏計劃擴大首座核電廠規模,增建2臺機組。
土耳其核監管機構8月為阿庫尤2號機組發放建設許可證。阿庫尤是土耳其首個核電建設項目。根據土俄兩國2010年5月簽署的政府間協議,該項目將由俄采用建設-擁有-運營模式建設和運營4臺VVER-1200壓水堆機組。1號機組于2018年4月正式啟動建設,將于2023年投運。
伊朗11月舉行布什爾2號機組首罐混凝土澆筑啟動儀式,正式啟動這臺VVER-1000機組的建設。
截至2019年12月31日,法國共有58臺在運機組,總凈裝機容量63.1 GWe;1臺在建機組,總裝機容量1750 MWe。
法國核工業界與政府和相關工會組織1月簽署戰略協議,為促進核工業發展和支持高風險項目制定了一份路線圖,明確了國家、行業和工會組織之間的互惠承諾,并重點關注4個方面:就業、技能和培訓,數字化轉型,研發和整個行業的“生態轉型”,以及國際市場。根據這份協議,法國將開發新版歐洲壓水堆以及基于法國技術的小堆。
法國電力公司12月向政府提交一項名為“卓越”(EXCEL)的發展規劃,目標是推動法國核工業在“工藝、質量和卓越方面”實現最高標準,為重振人們對法國核工業的信心奠定基礎。該規劃將于2020年啟動,2020—2021年度將專門投入1億歐元(1.12億美元)。
法電等多家機構9月聯合推出一種小堆設計NUWARD——300~400 MWe的小型壓水堆,并宣布這種小堆將在2030年前實現商業化應用。
法電10月宣布,由于需要修復主蒸汽輸送管上的8處問題焊縫,弗拉芒維爾3號機組將至少推遲至2022年年底裝料。這臺歐洲壓水堆機組造價將再次上升,從以前估計的109億歐元上升至124億歐元。
截至2019年12月31日,英國共有15臺在運機組,總凈裝機容量8883 MWe;1臺在建機組,總裝機容量1720 MWe。
日立1月宣布,由于未能與英國政府就項目融資條件達成一致,決定暫停威爾法和奧德伯里兩個核電建設項目。
新修訂的《氣候變化法案》6月生效,正式確立英國到2050年實現凈零碳排放的目標。英國因此成為世界主要經濟體中率先以法律形式確立這一目標的國家。
歐洲鈾濃縮公司6月在卡本赫斯特舉行尾料管理設施建成儀式。該設施將把鈾濃縮尾料貧化六氟化鈾轉變為化學性質更為穩定的貧化氧化鈾,產能為每年7000噸。
英國7月公布核電建設項目新融資模式評估報告,征詢相關方意見。這種新融資模式名為“受監管的資產基礎”(Regulated Asset Base,簡稱RAB),旨在通過讓消費者預先支付能源賬單來降低核電建設項目融資費用。工業戰略部表示:“我們的評估結論是,RAB模式有可能降低核電建設項目融資費用,有助于減少消費者支出。”
法電能源公司9月宣布,欣克利角C核電建設項目的估計造價達215億~225億英鎊,相對于2017年估計值增加多達29億英鎊(36億美元)。該項目造價的最初估計值為181億英鎊。但該公司和英國政府同時強調,由于該項目基于差價合同建設,因此造價上升不會對英國消費者和納稅人造成影響。
英國政府10月宣布,未來4年將投資2.2億英鎊(2.7億美元),以在2024年完成用于能源生產的球形托卡馬克(STEP)反應堆概念設計。STEP計劃的目標是在2040年前建成一座球形托卡馬克商業聚變電廠。
羅爾斯·羅伊斯公司11月宣布,準備在英國現有核場址建設首批小型模塊堆,坎布里亞和威爾士是首要目標。如果取證順利,首座小堆電廠將能在2030年前投運。英國政府同月宣布將為羅羅提供1800萬英鎊,資助其推進小堆商業化。
截至2019年12月31日,日本共有33臺在運機組,總裝機容量31.7 GWe,但僅9臺機組處于運行狀態,總裝機容量8706 MWe;2臺在建機組,總裝機容量2756 MWe。
玄海2號機組(529 MWe壓水堆)4月永久關閉,福島第二核電廠1至4號機組(均為1067 MWe沸水堆)9月永久關閉。
日本核監管機構6月發布規定,如果電廠未能在截止日期前完成備用控制中心的建設,則監管機構有權要求其停運。這意味著9臺恢復運行的核電機組可能會被迫停運。
經濟產業省12月發布了第五版《東京電力公司福島第一核電廠中長期退役路線圖》。對于退役工作面臨的四項嚴峻挑戰,即污水管理、乏燃料池燃料轉移、堆芯燃料碎片取出以及固體廢物管理,路線圖均設定了重要的時間節點。
對于福島目前迫切需要明確的放射性污水最終處置方案,經產省專門委員會12月發布草案,提出了兩個處置方案或兩者并舉:一個是稀釋后排放到海洋中;另一個是蒸發后排放到大氣中。
截至2019年12月31日,韓國共有24臺在運機組,總凈裝機容量23.2 GWe;4臺在建機組,總裝機容量5600 MWe。
新古里4號機組(1340 MWe壓水堆)4月首次并網發電。月城1號機組(661 MWe加壓重水堆)12月永久關閉。
韓國APR-1400設計8月通過美國核管會的評審,獲得設計合格證,有效期為15年,到期后可延長15年。APR-1400是第一種通過核管會設計認證的“非美國”反應堆設計。APR-1400是韓國在美國System 80+基礎上研發的一種1400 MWe先進壓水堆,設計壽期為60年。目前已有2臺APR-1400機組投運,8臺在建,其中4臺位于韓國,另外4臺位于阿聯酋。該設計已于2017年10月通過歐洲用戶要求(EUR)組織的評審。
截至2019年12月31日,印度共有22臺在運機組,總凈裝機容量6219 MWe;7臺在建機組,總裝機容量5400 MWe。
原子能部部長卡姆列什·維亞斯10月在新德里舉行的印度能源論壇上表示,未來將批量建設核電機組,以降低造價并縮短建設周期;除了已經在建的核電機組,還計劃建設17臺核電機組。
總理辦公室國務部部長吉坦德拉·辛格11月宣布,庫坦庫拉姆核電廠9月曾受到網絡攻擊,但攻擊的影響范圍僅限于行政管理網絡,電廠運行未受影響。
國際原子能機構和國際能源署等國際機構在2019下半年公布了對全球未來能源市場的最新預測結果,其中包括核電發展預測。
國際原子能機構9月發布第39版《直至2050年能源、電力和核電發展預測》報告。相對于2018年發布的第38年版,2050年高值預測結果減少了33 GWe,低值預測結果增加了15 GWe。2018年年底,全球核電裝機容量為396 GWe,占全球總電力裝機容量的5.5%。2018年全球核發電量為2563 TWh,占全球總發電量的10.2%。
在高值情景中,全球核電容量將增至2030年496 GWe(占全球5.1%)、2040年628 GWe(占全球5.3%)和2050年715 GWe(占全球5.2%);全球核發電量將增至2030年3844 TWh(占全球11.5%)、2040年4977 TWh(占全球12.1%)和2050年5761 TWh(占全球11.7%)。
在低值情景中,全球核電容量到2030年將降至366 GWe(占全球3.7%),2040年進一步降至353 GWe(占全球3%),2050年恢復至371 GWe(占全球2.7%);全球核發電量將增至2030年2836 TWh(占全球8.5%)、2040年2804 TWh(占全球6.8%)和2050年2990 TWh(占全球6.1%)。
國際能源署在11月發布的《2019年全球能源展望》報告中表示,政策和監管決策對于未來的核電發展至關重要,尤其是在反應堆平均役齡達35年的發達經濟體。如果不對延壽或新建項目進行投資,發達經濟體的核電裝機容量在2018—2040年間將降低2/3。國際能源署估計,如果通過發展可再生能源來填補核電機組關閉帶來的總裝機容量缺口,2040年前需要投資1.6萬億美元。
報告介紹了直至2040年的三種全球能源發展情景:既定政策情景(即以前的新政策情景)基于現有政策和承諾對能源供需和投資的影響;現行政策情景僅涉及堅定執行現行政策,主要用于提供基準;可持續發展情景反映了國際社會致力于實現聯合國2030年可持續發展議程中的能源相關目標。
在既定政策情景中,全球發電量將從2018年26,603 TWh增加至2030年34,140 TWh和2040年的41,373 TWh;核發電量將從2018年2718 TWh增至2030年3073 TWh和2040年的3475 TWh,其在全球總發電量中所占份額將從2018年10%降至2040年的8%。
在可持續發展情景中,全球發電量將增至2030年31,800 TWh和2040年38,713 TWh;核發電量將增至2030年3435 TWh和2040年的4409 TWh,占全球總發電量的11%。
保加利亞5月啟動貝勒尼核電建設項目招標,8月宣布收到13份申請,12月將入圍公司已縮減至5家,其中3家為候選戰略投資者,2家為候選設備供應商。
瑞典核監管機構6月批準福什馬克1號(984 MWe沸水堆)和2號機組(1120 MWe沸水堆)可以繼續運行10年,直至2028年,使這兩臺分別于1980年和1981年投運的機組均能運行超過40年。
加拿大7月公布小堆建設項目環境評價啟動的通知,正式啟動了喬克河MMR小堆建設項目。全球第一電力公司3月提交的MMR建設許可證申請,是加核監管機構收到的首份小堆許可證申請。MMR是一種15 MWt/5MWe高溫氣冷堆。
南非政府10月批準2019年版綜合資源計劃。根據該計劃,南非將繼續發展核電:科貝赫核電廠延壽20年,未來建設2500 MWe核電裝機容量。
國際原子能機構低濃鈾銀行10月和12月各接收一批低濃鈾,完成了庫存建設,擁有裝填一座1000 MWe壓水堆完整堆芯所需的鈾。這座銀行位于哈薩克斯坦烏爾巴冶金廠。
巴西雷森迪鈾濃縮廠第8個超速離心機級聯11月投入運行,該廠的鈾濃縮產能因此提高20%。巴西鈾濃縮廠一期工程計劃安裝10個離心機級聯。整個工程將于2021年完成,屆時雷森迪將能滿足安格拉1號機組約80%的年度換料鈾濃縮需求。
阿海琺-西門子聯合體12月宣布,由于系統測試進度緩慢以及備件不能及時交付,芬蘭奧爾基洛托3號機組的裝料時間將推遲至2020年6月。這座歐洲壓水堆的首次并網和投運時間將分別推遲至2020年11月和2021年3月。
瑞士米勒貝格機組(373 MWe沸水堆)、德國菲利普斯堡2號機組(1402 MWe壓水堆)和瑞典靈哈爾斯2號機組(907 MWe壓水堆)均于12月永久關閉。