摘要：在碳达峰、碳中和目标下(简称“双碳”目标)，中国能源系统将继续加快清洁低碳转型。核能具有生产过程不排放温室气体、全寿期碳排放量小、能量密度高、无间歇性等优点，可通过规模替代化石能源助力能源系统转型。通过梳理中国能源系统现状和核能发展基础，总结多方研究给出的能源发展目标，分析核能在发电、制氢、区域供热、海水淡化等领域的发展机遇，量化分解出阶段性发展子目标并匹配相应技术路线，总结提出核能行业发展路径，指出下一步工作重点为重塑核能在能源系统中的定位、坚持创新驱动发展、坚持与经济社会协调发展等，提出并讨论安全和公众接受性、经济性、灵活性等需要关注问题，为推动核能行业高质量发展提供政策建议。

　　(来源：微信公众号“中国电力”作者：王海洋)

　　引言

　　近年来全球极端气候灾害频发，人们日益认识到气候问题带来的灾难性影响，也认识到减排温室气体、应对气候变化的重要性和紧迫性。2015年，《巴黎协定》提出21世纪末全球温升控制目标;同年，“气候行动”“清洁能源”等被联合国列入17项可持续发展目标。当前能源生产贡献了全球一半以上的温室气体排放，能源行业减排任务更加繁重，“去碳化”成为主要发展方向。

　　2020年9月以来，习近平总书记向国际社会郑重宣示中国碳达峰新目标、碳中和新愿景和中国国家自主贡献的一系列新举措。中国作为全球最大的发展中国家、全球第二大经济体、最大的出口国与能源生产和消费国，努力实现双碳目标，是化被动为主动，彰显大国责任担当的战略选择。

　　美国、欧洲碳排放量分别在2000年左右和20世纪90年代初先后达峰，随后维持平稳波动并呈缓慢下降趋势，至2018年两者二氧化碳排放量分别相当峰值时期的约88%和63%[1]，他们均设定在2050年左右实现碳中和目标。从碳达峰到碳中和，美欧有50年以上的过渡期，而中国只有30年，目前距离碳达峰目标已不足10年。中国经济仍处于中高速发展阶段，还未完全实现工业化和城镇化目标，人口数量和能源消费总量还在增长，按期实现能源消费和碳排放“双达峰”是巨大挑战。

　　数年来世界各国研究和实践均证明，要实现能源系统清洁低碳转型，核能必不可少。其生产过程中不排放温室气体，全寿期碳排放量小，同时具有能量密度高、无间歇性、占地面积小、受自然条件约束少等优点[2]。在双碳目标下，核能在发电、制氢、区域供热、海水淡化等领域将有更多发展机遇。下文将通过量化分析，总结提出核能发展路径及有关建议，为行业高质量发展政策制定提供参考。

　　1 “双碳”目标下中国能源发展目标

　　据统计，能源生产和消费是二氧化碳排放的主要来源，贡献了约70%的二氧化碳排放，其中煤炭和油气消费是主要来源[3-4]。

　　党的十八大以来，中国加快构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系，非化石能源在一次能源消费中占比从2012年的约9%提高至2019年的15%，同期核能占比由0.8%提高到约2.2%[5]。2019年，中国碳排放强度比2005年下降48.1%，提前超额完成对外承诺目标[6]。

　　2020年9月，习近平主席在第七十五届联合国大会上宣布中国的“双碳”目标;12月，他在气候雄心峰会上进一步宣布，到2030年中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右，风电、太阳能发电总装机容量将达12亿kW以上。

　　在双碳目标提出以后，多个专家和机构以经济发展、能源转型等方面条件为约束，分析给出至2060年中国能源发展的若干阶段性目标(见表1)。

　　可以看出，实现双碳目标过程中，中国能源结构或将在一个较短的时期内快速调整，碳排放和能源消费先后“双达峰”再逐步加速下降，电力消费占比和非化石能源占比将不断提升，对化石能源的依赖度将较快下降，这意味着非化石能源进入快速发展机遇期。预计在低碳能源替代、区域多能互补、低碳能源多元化利用等方面将有更多发展机会。

　　2 中国核能行业发展机遇和目标分析

　　人类对核能的和平利用始于发电，这也是现今最主要的核能利用形式。根据国际原子能机构有关报告分析，即使从全寿命周期来看，核能单位发电量的温室气体排放也是最小的[13](图1)。

　　从能源效率的观点来看，能量梯级利用是更为高效的一种方式。2019年，全球共有79座核反应堆(其中部分为多功能)用于海水淡化(10台)、区域供热(56台)和工艺供热(32台)，累计有750个反应堆年的安全运行经验[14]。

　　随着技术的发展，尤其是第四代核能系统技术的逐渐成熟和应用，核能更将超脱出仅仅提供电力的角色，在核能制氢、区域供热、海水淡化等多种非电综合利用领域发挥功能，起到减排降碳、确保能源安全的重要作用(见图2)。

　　数据来源：文献[15]

　　《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》提出，构建现代能源体系作为中国“十四五”阶段重点任务，“安全稳妥推动沿海核电建设”“非化石能源占能源消费总量比重提高到20%左右”，“积极有序推进沿海三代核电建设。推动模块式小型堆、60万kW级商用高温气冷堆、海上浮动式核动力平台等先进堆型示范……开展山东海阳等核能综合利用示范”。这为中国核能行业近中期发展指明了方向。

　　2.1 发电

　　截至2021年一季度末，全球在运行核电机组444台，装机容量3.94亿kW;在建核电机组53台，装机容量0.57亿kW。2019年全球核能发电量占比约10.4%，在非化石能源中发电量占比约27.8%[5]。在经济总量排名靠前国家中，发达国家核能占一次能源消费比例多年保持在4%~9%(见图3，除法国占比高达约40%，德国决定弃核后核能占比明显下降，日本受福岛核事故影响核能占比下降以外)。截至2018年，这些国家的核电发电量占非化石能源发电量比例高达34%~52%[16]。

　　法国核电能耗占比多年保持在40%左右，不再在图中展示。

　　虽然近十几年来以风电、光伏为代表的新能源快速发展，同时受2011年福岛核事故影响，部分国家调整了核电政策，但统计表明，除中国外，福岛核事故前后年均开工新建核电机组数量相差甚微，可见其受重视程度并未减弱[17]。目前，全球有19个国家正在新建核电机组，约有30个国家正在考虑、计划或启动核能项目，另有约20个国家在某种程度上表达了意愿[18]。

　　截至2021年一季度末，中国在运核电机组49台，装机容量约5100万kW;核准在建核电机组17台，装机容量近2000万kW，在运、在建机组数量分别居世界第三和第一。虽然近年来中国核能产业发展速度较快，但根据公开数据，2019年中国核能一次能源消费占比仅约2%，发电量占比约4.7%，发电量在非化石能源中占比约14%，均远低于发达国家和世界平均水平，未来发展空间很大。

　　按照表1给出目标，2030年，中国一次能源需求总量达峰，约55亿t标准煤，其中非化石能源占比25%，约14亿t标煤，电力需求11万亿~13万亿kW·h。2050年，一次能源需求总量有所下降，电力需求和非化石能源需求仍将保持增长，这意味着电力结构需持续优化;按一次能源消费总量45亿t标煤计算，其中非化石能源消费约31.5亿t标准煤，电力需求超过16万亿kW·h。