2021年9月16日,國際原子能機構(IAEA)發布2021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41版預測報告,概述了截至2020年底原子能機構各成員國的核電發展狀況。同時,根據國際能源署(IEA)發布的《2020年世界能源展望》和美國能源信息管理局(EIA)《2020年國際能源展望》等研究報告,原子能機構在其報告中對全球以及各地區直至2050年的能源、電力和核電發展情況作出預測。
該報告就核電未來發展作出兩種情景預測,即低值和高值情景。在作出預測時,除將全部的在運機組納入考慮范圍外,原子能機構也關注了在未來幾十年內可能會發生的延壽、計劃停運以及新建機組等情況。報告中低值情景較為保守,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,并且核電相關政策和法律法規幾乎不變。而高值情景則放開這些假設,更加雄心勃勃,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%,發電量將增加一倍。在全球范圍內,化石燃料仍然是電力生產的重要能源,2020年約占37%,其份額自1980年以來變化不大。2020年,核發電量約占全球發電量的10%,核電裝機容量為393吉瓦。
在短期內,低價天然氣和可再生能源補貼將繼續影響部分地區的核電增長前景。此外,隨著開采技術的進步,天然氣供應量將逐步增加且價格將逐漸走低,因此變得更具競爭力。在部分地區,金融持續不確定性和電力需求停滯將繼續對核電等資本密集型項目構成挑戰。安全要求的提高、部署先進技術面臨的挑戰和其他因素增加了核電廠造價并拉長了建設周期。然而在較長期內,受下述因素的影響,核電裝機容量未來將進一步增長:首先,三分之二的核電機組現已運行超過30年,因此從長遠來看,一方面,各國需新建核電機組以彌補因現有機組退役而產生的裝機容量缺口,同時將更多核電廠的運行壽期延長至超過其原許可證運行壽期;其次,氣候變化是推動核電發展的重要因素,由于核能在碳減排方面能夠發揮關鍵性作用,因此《巴黎協定》和其他一些法案中提出的氣候承諾推進了核電建設。
鑒于核電的長期增長趨勢,相對于2020年版報告中提出的核電機組總裝機容量預測值,2021年版報告提高了預測值。根據2020年版報告,2050年,在低值情景下核電裝機容量將為363吉瓦,在高值情景下為715吉瓦。而2021年版報告則提出,2050年核電裝機容量在低值情景下預計為394吉瓦,高值情景下為792吉瓦。
截至2020年底,全球共有442臺在運核電機組,總裝機容量為392.6吉瓦。另有52臺核電機組在建,總裝機容量為54.4吉瓦。
2020年,5臺總裝機容量約為5.5吉瓦的核電機組實現首次并網發電,6臺總裝機容量約為5.2吉瓦的核電機組永久關閉,4臺新機組開工建設,總裝機容量近4.5吉瓦。
2020年,全球總發電量2.51萬太瓦時,同比減少2%;核發電量2553太瓦時,同比減少約4%,占全球總發電量的10.2%。
全球總電力容量預計將從2020年7837吉瓦增至2030年1萬吉瓦、2040年1.28萬吉瓦和2050年1.66萬吉瓦。
高值情景中,全球核電裝機容量將從2020年393吉瓦增至2030年470吉瓦、2040年629吉瓦和2050年792吉瓦;2020年、2030年、2040年和2050年,核電容量在總電力容量中所占份額分別為5.0%、4.7%、4.9%和4.8%。
低值情景中,全球核電裝機容量2030年將降至366吉瓦,然后在2040年和2050年分別回升至378吉瓦和394吉瓦;2030年、2040年和2050年,核電容量在總電力容量中的占比將逐步降低,分別降至3.6%、2.9%和2.4%。
全球總發電量將從2020年的2.51萬太瓦時增至2030年3.33萬太瓦時、2040年4.15萬太瓦時和2050年5.01萬太瓦時。
從2020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2020年2 553太瓦時增至2030年3 609太瓦時、2040年4 853太瓦時和2050年6 166太瓦時;2020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10.2%、10.8%、11.7%和12.3%。
低值情景中,盡管核發電量將增至2030年2 850太瓦時、2040年2 986太瓦時和2050年3 140太瓦時;2030年、2040年和2050年,核發電量份額將逐步降低,分別降至8.6%、7.2%和6.3%。
在北美地區2020年終端能源消費結構中,化石燃料占73%,電力占20%。在2020年該地區總發電量中,核電占20%,化石燃料占20%,風能和太陽能分別為8%和2%。
北美地區電力容量和總發電量2020年為1 389吉瓦和4 471太瓦時,2030年、2040年和2050年分別為1 495吉瓦和5 334太瓦時、1 628吉瓦和6 091太瓦時以及1 990吉瓦和6 883太瓦時。
北美地區核電機組的裝機容量和發電量2020年為110吉瓦和882太瓦時,2030年、2040年和2050年的高值預測結果分別為108吉瓦和880太瓦時、107吉瓦和883太瓦時以及106吉瓦和881太瓦時,低值預測結果分別為86吉瓦和699太瓦時、61吉瓦和499太瓦時以及38吉瓦和310太瓦時。
在拉美和加勒比地區2020年終端能源消費結構中,化石燃料占65%,電力占18%。在2020年該地區總發電量中,核電僅占2%。
該地區電力容量和總發電量2020年為472吉瓦和1 499太瓦時,2030年、2040年和2050年分別為589吉瓦和2 094太瓦時、731吉瓦和2 708太瓦時以及959吉瓦和3 395太瓦時。
該地區核電機組的裝機容量和發電量2020年為5.1吉瓦和34太瓦時,2030年、2040年和2050年的高值預測結果分別為6吉瓦和46太瓦時、16吉瓦和123太瓦時以及22吉瓦和173太瓦時,低值預測結果分別為6吉瓦和42太瓦時、11吉瓦和80太瓦時以及12吉瓦和92太瓦時。
在北歐、西歐和南歐地區2020年終端能源消費結構中,化石燃料繼續居于主導地位,占66%;電力占22%。在2020年該地區總發電量中,核電比例最高,約為22%。
該地區電力容量和總發電量2020年為1 024吉瓦和2 866太瓦時,2030年、2040年和2050年分別為1 152吉瓦和3 217太瓦時、1 244吉瓦和3 352太瓦時以及1 531吉瓦和3 527太瓦時。
該地區核電機組的裝機容量和發電量2020年為105吉瓦和637太瓦時,2030年、2040年和2050年的高值預測結果分別為86吉瓦和650太瓦時、85吉瓦和603太瓦時以及96吉瓦和600太瓦時,低值預測結果分別為78吉瓦和630太瓦時、66吉瓦和547太瓦時以及43吉瓦和353太瓦時。
在東歐地區2020年終端能源消費結構中,化石燃料占比最高,達64%,電力占13.6%。在2020年該地區總發電量中,化石燃料發電量的比重最高,達58%;核電自1980年以來快速增長,2020年在總發電量中占比達24%。
東歐電力容量和總發電量2020年為496吉瓦和1 500太瓦時,2030年、2040年和2050年分別為589吉瓦和1763太瓦時、626吉瓦和1 984太瓦時以及616吉瓦和2 186太瓦時。
東歐核電機組的裝機容量和發電量2020年為54吉瓦和358太瓦時,2030年、2040年和2050年的高值預測結果分別為62吉瓦和465太瓦時、92吉瓦和700太瓦時以及110吉瓦和864太瓦時,低值預測結果分別為54吉瓦和407太瓦時、55吉瓦和425太瓦時以及62吉瓦和484太瓦時。
2020年,生物能源和廢物在非洲地區終端能源消費結構中居于主導地位,占比約為52%;電力僅占10%。在2020年非洲電力結構中,78%的電力源自化石燃料,核電所占比重僅為1.4%。
非洲電力容量和總發電量2020年為248吉瓦和803太瓦時,2030年、2040年和2050年分別為378吉瓦和1 285太瓦時、617吉瓦和2 205太瓦時以及1 028吉瓦和3 533太瓦時。
非洲核電機組的裝機容量和發電量2018年為1.9吉瓦和12太瓦時,2030年、2040年和2050年的高值預測結果分別為3吉瓦和22太瓦時、11吉瓦和77太瓦時以及16吉瓦和115太瓦時,低值預測結果分別為2吉瓦和13太瓦時、6吉瓦和43太瓦時以及9吉瓦和69太瓦時。
在西亞地區2020年終端能源消費結構中,化石燃料占80%,電力占20%。在2020年西亞電力結構中,化石燃料發電量的比重為90%,水電占7%,核電僅占不到1%。
西亞電力容量和總發電量2020年為392吉瓦和1 197太瓦時,2030年、2040年和2050年分別為525吉瓦和1 717太瓦時、716吉瓦和2 256太瓦時以及1 023吉瓦和2 817太瓦時。
西亞核電機組的裝機容量和發電量2020年為1.8吉瓦和4太瓦時,2030年、2040年和2050年的高值預測結果分別為9吉瓦和67太瓦時、19吉瓦和138太瓦時以及24吉瓦和186 太瓦時,低值預測結果分別為8吉瓦和56太瓦時、12吉瓦和91太瓦時以及14吉瓦和112太瓦時。
在南亞地區2020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2020年該地區總發電量中,化石燃料發電量的比重為74%,水電占13%,太陽能和風能發電量快速增長至7%,而核電僅占3%。
南亞電力容量和總發電量2020年為572吉瓦和2 087太瓦時,2030年、2040年和2050年分別為1 127吉瓦和3 556太瓦時、1 806吉瓦和5 303太瓦時以及3 014吉瓦和7 253太瓦時。
南亞核電機組的裝機容量和發電量2020年為8.5吉瓦和為56太瓦時,2030年、2040年和2050年的高值預測結果分別為27吉瓦和196太瓦時、49吉瓦和361太瓦時和78吉瓦和609太瓦時,低值預測結果分別為18吉瓦和132太瓦時、32吉瓦和239太瓦時以及47吉瓦和370太瓦時。
在中亞和東亞地區2020年終端能源消費結構中,化石燃料居于主導地位,占比約為66%;電力比重約為25%。在2020年該地區電力結構中,化石燃料發電量的比重為70%,水電占比為15%,風能和太陽能發電比重超過8%,核電占6%左右。
中亞和東亞地區電力容量和總發電量2020年為2 853吉瓦和9 306太瓦時,2030年、2040年和2050年分別為3 678吉瓦和1.21萬太瓦時、4 671吉瓦和1.46萬太瓦時以及5 324吉瓦和1.66萬太瓦時。
該地區核電機組的裝機容量和發電量2020年為106吉瓦和571太瓦時,2030年、2040年和2050年的高值預測結果分別為169吉瓦和1 283太瓦時、247吉瓦和1 946太瓦時以及331吉瓦和2 661太瓦時,低值預測結果分別為114吉瓦和871太瓦時、134吉瓦和1 054太瓦時以及166吉瓦和1 326太瓦時。
在東南亞地區2020年終端能源消費結構中,化石燃料占47%,電力占18%。在2020年該地區總發電量中,化石燃料發電量占比高達80%,水電占15%,而該地區目前尚未使用核電。
東南亞電力容量和總發電量2020年為297吉瓦和1 100太瓦時,2030年、2040年和2050年分別為458吉瓦和1 880太瓦時、671吉瓦和2 612太瓦時以及928吉瓦和3 496太瓦時。
東南亞目前沒有使用核電,核電機組的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3吉瓦和22太瓦時以及8吉瓦和63太瓦時,低值預測結果分別為1吉瓦和8太瓦時以及3吉瓦和24太瓦時。
在大洋洲地區2020年終端能源消費結構中,化石燃料占比高達71%,電力比重超過20%。2020年在該地區,化石燃料發電量占總發電量的70%,水電占14%,太陽能和風能的占比為14%。
大洋洲電力容量和總發電量2020年為94吉瓦和295太瓦時,2030年、2040年和2050年分別為114吉瓦和328太瓦時、131吉瓦和365太瓦時以及171吉瓦和405太瓦時。
大洋洲目前沒有使用核電,高值情景中到2050年其核電機組的裝機容量和發電量為2吉瓦和14太瓦時,而低值情景中其裝機容量和發電量2030年、2040年和2050年均為0。