施罗德投资:核电是能源脱碳转型最重要的主角

核电、风能、太阳能都属低碳能源,核电每千瓦小时的碳排放量比风能低,只比太阳能略高一点。(图/energyvisionuniverse)

国际著名的施罗德投资(Schroders)在8月8月发表一篇核电分析专文,表示从国际大趋势来看,核电在未来会愈来愈重要,尤其在能源转型过程中,是动力最强的一种。

随着美国政府宣布支持核电投资,中国大陆提出「未来15年内,至少完成150 座新式核反应炉」的计划,以及英国政府承诺「研究并利用小型模组化反应 (SMR)」,似乎都在透露核电与相关的行业的前景可能会发生翻天覆地的变化,停滞了30多年的核能产业,是否值得投资者下注? 投顾分析师山谬托马斯(Samuel Thomas),以问答的方式讨论核能的前景,以及为什么全球各国政府,现在都以核能增长为主要能源目标?核能在脱碳计划,又发挥什么作用?。

美国正在加快反应炉的申请许可与兴建,目标是2030年达到120吉瓦。(图/Schroders)

英国希望提升核电占比,从现行的15%,到2050年增加到25%,再辅以其他风力、太阳能,就可达成发电净零碳排的目标。(图/Schroders)

在2011年发生福岛核灾的日本,重新以「核电技术大国」为目标,要快速提升核电占比,从现行的6%,到2030年增至22%。(图/Schroders)

中国大陆已掌握自主的核电技术,他们希望增加核电厂规模,核电占比从现有的5%,增加到10%。(图/Schroders)

印度希望在未来10年内,就把核电占比拉到20%,等于是目前规模的3倍多,这是相当大的挑战。(图/Schroders)

1.各国有多少新核反应炉已经在建设或规划中?

世界上最大的5个经济体:美国、印度、英国、日本和中国大陆,都宣布了大幅增加核电容量的目标,因此未来10年内,正在兴建与列入规划的核能工程大约超过100座。只有德国是例外,但他们对核能的反对态度也在松动。

根据世界核协会(IAEA)的统计,全球目前有58座反应炉兴建中, 103 座反应炉已确定兴建, 325个研拟计划。是2015 年以来的核能荣景。

2.核能在实现净零排放的战略中,能发挥什么作用?

目前全球有439座核反应炉在运转,预计2022年运转容量为413吉瓦(GW,10亿瓦、百万千瓦),约占全球总发电量的10%。根据国际能源署(IEA) 的净零预测,到2050年,核工业至少需要再将产能增加一倍。由于各国政府面临,「如何履行脱碳目标」的压力,维持现有核能,是他们最容易通过的选项。当然,最近对能源安全的担忧,也是推动人们重新支持核电的另一个因素。

具体来说,为了实现净零排放的目标,IEA认为,到2050年,全球核电容量至少要达到812吉瓦。平均下来,未来30年,每年都应该新增多于25吉瓦,从这个角度来看,过去10年(没有推动核电)洁净电力只增加6吉瓦。

核电技术始于1960年代,之后迎来一段高速增长期,然而接连遭受三哩岛、车诺比两起核事故,在1990年代后,核电厂兴建就面临30年的停滞期。如果要赶上净零碳排目标,未来30年必须大力度的投资核电,这非常困难。(图/Schroders)

3.需要多少投资才能实现净零目标?

IEA认为,核能投资至少必需是现在的2倍。2016年至2020年间,全球核电年均投资为350亿美元。为了实现净零排放,到2025年要提升到800亿美元,到2020 年代末,每年的核能投资必需增加到 1000 亿美元以上。

4.核电有多环保?

综合各个国际单位的调查,比如政府间气候变化专门委员会(IPCC)、联合国欧洲经济委员会(NECE)、国际能源署(IEA) 和国际原子能总署(IAEA) 的分析,核能是碳排放量最低的能源之一。核电每千瓦小时的排放量,仅为10~15克/二氧化碳当量,与风能和太阳能相比都具有竞争力,远远优于煤炭和天然气。核电也是继水力发电之后,第二大的低碳能源,远超过风能加太阳能的总和。

据估计,在过去的50年内,核电已避免了700亿吨 (70Gt,) 的二氧化碳排放量。

5.核电有多经济?

只要成功运转,核能与其他能源来说,都具有成本竞争力。IEA的资料显示,核电的平均发电成本约为每百万瓦时60美元(意思是1000度电60美元,约1900新台币),低于化石燃料发电,与其他低碳技术相比也具有竞争力。

然而,这里说的是均化能源成本(LCOE),也就是核电厂已完成建设摊提,仅有日常维护与燃料成本的情况。事实上,最近的的几座新核电厂的发电成本都高于国际能源署的平均值。一个明显的例子是英国欣克利角C核电厂(Hinkley Point C)发售电价格为每百万瓦时92.50 英镑(意思是1000度电92.5英镑,约3740新台币),明显高于IEA的平均值。

在可靠性方面,核能的平均容量系数(即一段时间内实际产生的电力,与连续全功率运转,产生的电力比率)为 90~95%,这思是核能大多数时间,都可以全力运转,这是所有发电方式中最高的。

最后,延长核电厂运转寿命,也是一种简单而具有成本效益的方式。国际原子能机构估计,在所有发电方式中,延长核电厂所需要的额外投资最低,改进工程的时间也最少。

6.帮核电进行财政保护有多重要?

撇开安全和核废料的问题不谈,大型核电建设的最大障碍之一,就是投资的能力。

尽管各国政府逐潮相信核能在未来的能源结构,以及脱碳战略中是关键角色,但是核电所需的资金非常大,仍然存在巨大的资金缺口。

这可能需要新的融资机制,以便更好的平衡政府和民间资金之间的风险分配。英国正在尝试使用「监管资产基础模式」(regulated asset base, 简称RAB),上述提到的欣克利角C核电厂,将成为英国第一座使用 RAB 模式资助的核电厂。

7.核电有多安全?

令人惊讶的是,核能是最安全的能源生产形式之一。分析每单位发电量的死亡率时,核电是第二安全的发电来源。每太瓦时(10亿千瓦时,也就是10亿度电)平均有0.03人死亡,远低于煤炭、石油、天然气和风力发电。

在发电后废料方面,由于核燃料的功率密度极高,只需要很少的燃料,就可以产生大量的电力。这也使得核废料的数量很少。另外要记住的是,核能监管机构早就要求核电营运单位,必须为管理核废料提前准备,因此这些成本,早就被内化为电厂的运营成本,也就是所谓的「核后端基金」。

8.核电增加的主要风险有哪些?

单纯论技术,核电主要的障碍,是前期建厂成本很高,然后就是建厂的时间很长,很可能会因预估的资金不足需要追加,甚至因资金断链而半途而废。但是核电主要的障碍是外界的观感,观感影响公众的态度,公众的态度压迫政府,政府可能被迫转向与抽手。