近兩年，包括英國、日本、美國、法國在內的多個國家加快了發展核電的步伐，部分國家還將核能納入國家能源戰略發展的新布局之中。
國際能源署今年1月發布的《核能新時代之路》報告顯示，核電發電量已占全球發電量的近10%，是僅次于水電的第二大低排放電力來源。目前，全球在建核電裝機容量已超7000萬千瓦，達到過去30年來的最高水平，有40多個國家和地區正在制定擴展核能項目的計劃。
從這些國家推出的核能政策規劃中，可以看出哪些行業發展方向？又有哪些技術需要關注？
1．多國調整核能發展政策
根據國際原子能機構動力堆信息系統的數據，截至2024年7月1日，全球共有416臺機組在運行，裝機容量為37470萬千瓦，略超過2018年的峰值。全球有59座反應堆（裝機容量預計為6000萬千瓦）正在建設中，這些反應堆分布在13個國家，包括美國、法國、土耳其、日本、韓國等。截至2023年12月底，我國在建核電機組26臺，總裝機容量3030萬千瓦，在建機組裝機容量占全球在建機組總裝機容量的39.63%。
從2023年開始，部分國家調整核電發展的政策，其中，日本、英國和美國的政策值得關注。
日本在2023年4月發布的《未來核政策方向與行動指南（草案）》提出，在保證安全的前提下，最大限度利用可再生能源與核能，具體舉措包括集各方力量推進核能重啟運營，推進安全管理改革，加強相關部門、機構和組織之間在核電站安全方面的合作體系，開發并建設具有新安全機制的下一代創新核反應堆，通過創新技術提高核電站安全性，同時構建核能研發體系，并對下一代創新核反應堆定期評估，推進聚變能創新戰略，培育相關產業并加速研發。今年2月，日本政府公布最新修訂的《能源基本計劃》，提出到2040年，核能在日本電源結構中的占比將達到20%，核能在該國能源裝機結構中的占比為8.5%。
英國能源安全和凈零排放部在2024年1月發布《民用核電2050路線圖》，明確了“從2030年到2044年，每五年交付3～7吉瓦的裝機規模，以實現2050年24吉瓦的核電裝機容量”的目標。《路線圖》還提出，要加快核電技術研發創新，加快發展本國核燃料循環技術，具體的舉措包括推進高溫氣冷反應堆項目示范，優先投資反應堆、放射性核素供應等。
2024年11月，美國提出新的核能發電裝機目標：到2035年增加3500萬千瓦的新產能，到2040年實現每年1500萬千瓦的裝機增長。為實現上述目標，美國計劃建造新的大型吉瓦級反應堆和小型模塊化反應堆，并通過許可證更新、電力升級和重新啟動退役的反應堆來擴展和擴展現有反應堆。同時，美國還將開發組件供應鏈，發展燃料循環供應鏈，并加強乏核燃料管理。今年5月，美國政府表示，將通過核管理委員會專項快速審批機制、減免許可費用40%、援引《國防生產法》調配鈾資源等手段，為小型模塊化反應堆與微型堆商業化鋪路。
在多國調整核電政策的同時，金融機構也在改變既有投資思路，推動核能項目發展。6月11日，世界銀行行長彭安杰正式宣布解除自1959年以來的核能項目融資禁令，并將重點支持延長現有核電站壽命、升級電網基礎設施，加速開發小型模塊化反應堆。歐盟的主要投資機構歐洲投資銀行也從今年開始直接對新核電項目進行融資。
2．打造多元化核能技術路線
在多國推出的核能發展政策中，“加快推動核能技術研發”等類似表述多次出現。核反應堆技術主要涵蓋核裂變技術和核聚變技術，近年來，這兩條技術路線不斷取得突破，實現了從實驗室到工程驗證乃至落地的過程。
核裂變技術中，大型壓水堆是當前國際核能發展的主流商用技術，其優勢主要體現在非能動安全系統、燃料高燃耗設計以及堆芯結構優化三方面。下一步，大型壓水堆將通過非能動安全系統與智能化技術協同增強事故應對能力，降低單位建設成本，具備調峰及非電應用潛力也將是這項技術發展的重要方向。
小型模塊化反應堆一般指單臺額定電功率300兆瓦以內的核反應堆，這項技術的優勢主要包括模塊化建造、一體化反應堆壓力容器設計、自然循環冷卻等方面，具備體積小、運輸便捷、快速部署和固有安全性強等特點。未來，小型模塊化反應堆可參與電網調峰穩壓，成為多能互補能源系統中的重要組成部分。
第四代核能系統主要包括鈉冷快堆、鉛冷快堆、氣冷快堆、超高溫氣冷堆、超臨界水冷堆和熔鹽堆六種典型堆型。盡管類型多樣，但在共性關鍵技術領域存在相通的研發重點與挑戰，且已取得積極進展。
近年來，全球聚變能實驗在近年也陸續從試驗階段加快向工程驗證階段邁進。我國在等離子體高參數運行、三維非平面模塊化線圈制造和雙億度聚變實驗等方面取得一系列世界領先成果。美國、德國、法國也相繼推進關鍵裝置升級和高約束實驗，在等離子體穩定性控制和新構形裝置研制等方面取得重要成果，全球聚變能競賽全面提速。日本于2024年11月12日正式啟動聚變能示范電廠項目，預計將在2025年完成初步設計。加拿大一家公司則正在建設聚變示范裝置，目標是到2026年實現科學盈虧平衡。
人工智能的發展推動了從核能材料研發到反應堆設計的全流程革新。多國科研機構和企業紛紛部署人工智能模型，用于等離子體控制、材料開發和裝置設計等關鍵環節，顯著提升了研究效率和精度。今年2月，中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所、安徽大學、清華大學合作推出首個專注于核聚變任務的大模型羲核啟明；3月17日，日本首次用人工智能預測并控制等離子體約束磁場狀態，顯著提升高速動態調控能力。
高溫超導材料和新型結構材料的創新也在提升聚變技術的商用潛力。2024年7月10日，德國馬克斯·普朗克研究所通過激光誘導技術在更接近室溫的條件下實現了超導現象。2024年8月19日，麻省理工學院通過在金屬壁中添加具有較低氦嵌入能的納米級顆粒，顯著延長了核聚變反應堆內部結構材料使用壽命。2025年1月，俄羅斯開始利用增材制造方法研制鎢銅復合材料，以用于托卡馬克偏濾器。
3．應加強價值體現和安全管理
根據國際原子能機構的預測，隨著終端用途電氣化程度的提高，從2023年到2050年，全球用電量預計將以2.8%的年均增長率增長；到2050年，電力在最終能源消費量中的份額預計將比2023年增長超過20個百分點，達到40%。核能發電裝機容量將增長至2023年的2.5倍。實現上述目標的前提之一，是明確核能項目的定位，密切關注并提高核能運行的安全水平。
一方面，需明確核能定位，加大對保障電力系統安全和低排放作用的補償力度。
作為一種調節資源，核能項目可以在系統負荷過重時發電，助力系統的安全運行。但是，目前大多數市場通過設定價格上限限制了核電項目的定價，導致運營方難以獲得可調度容量收入。同時，電力市場也未充分補償核電的低碳屬性，碳價遠低于實現凈零排放所需水平。因此，完善市場機制，合理補償核電的可調度性和低碳屬性，并將核能納入清潔能源補貼和支持政策體系，是核能項目發展的重要支撐。
另一方面，需全面關注在運與退役核電項目的安全問題。
同時近年來，部分國家核電廠可用性下降，例如，法國2022年3月可用性系數降至54%，是由計劃外停堆等因素導致。美國核電廠可用性系數雖在2020年達到91%，但壽命分布與法國相似，同樣面臨挑戰。核電廠安全退役至關重要，涉及從裂變材料移除到場區恢復的全過程。退役成本受多因素影響，存在不確定性，但大多數國家已要求公用事業公司提前安排足夠資金，監管機構在資金管理機制和金額審批方面發揮重要作用。核電項目的安全管理不僅需要成本投入，還需在技術、監管、應急響應等多方面加強保障，以確保核電廠全生命周期的安全與可持續性。
核電站退役（包括從裂變材料關閉和移除到場區環境恢復的所有活動）對于安全管理放射性材料至關重要。退役成本受到諸多因素的影響，如退役時間表、核電廠地點、核廢料的貯存和處置安排、所需凈化水平、法律要求、成本上漲以及貼現率等。建議相關部門和企業應密切關注退役成本的變化趨勢，在核電站規劃建設階段，充分預留資金應對成本上升，并在運行期間優化集資策略。
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