GCNR研报 | 图解《世界核电厂运行实绩报告》（上）

2024年8月，世界核能协会（WNA）连续第九次发布了《2024年世界核电厂运行实绩报告》（World Nuclear Performance Report 2024），报告总结了2023年全球各国运行商业反应堆的运行绩效。

报告称，截至2023年底，全球共有437座运行的商业反应堆。尽管2023年关闭了5座核反应堆，但又有5座新反应堆开始并网发电，因此反应堆数量与2022年相比没有变化。全球核电发电量较2022年25,440亿千瓦时有所增加，达到 26,020 亿千瓦时。核电发电量占比约为9%，在全球清洁能源占比中仅次于水力发电。

核电装机容量为3.92亿千瓦，较2022年实际减少100万千瓦，但年均设备利用率（平均容量因子）由2022年的80.4%提高到2023年的81.5%。报告分析，自2000年以来，全球核电的年均设备利用率普遍保持在较高水平，无论是新电厂还是旧电厂。

报告称，核能对减少CO2排放的贡献是巨大的，2023年核电站避免了21亿吨CO2的排放。鉴于当前全球推动核电发展势头不断增强的形势，报告强调了目前15个国家有64座反应堆在建，同时还有20多个新国家正在制定政策以建设首座核电站。

以下是报告中的主要要点和图表:

• 核电发电量增长主要得益于中国、韩国等亚洲地区新增并网发电量的增加以及法国核电站完成维修重启后新增了420亿千瓦时。

• 2023年，全球开工建设6座核反应堆（5座在中国，1座在埃及），全部都是大型压水堆。

• 中国、斯洛伐克、美国、白俄罗斯和韩国各有一座新反应堆开始并网发电。另有五座反应堆则永久关闭，其中比利时和中国台湾各有一座，德国有三座，这些机组都因废核政策而被关闭。

• 全球三分之二的核反应堆实现了80%以上的利用率。从地区来看，北美地区的利用率最高。按堆型来看，沸水堆利用率最高。

• 2023年开始供电的核反应堆平均建设周期为115个月，高于2021年的88个月和2022年的89个月，也高于近年来的平均水平。

• 尽管核反应堆的运行绩效存在差异，但并没有随着时间的推移而下降。另外，当运行期为25年至35年时，核反应堆的平均容量因子较低，当运行期超过45年时，容量因子往往高于均值。

此外，报告列举了三个机组延寿案例，美国密歇根州帕利塞兹核电站（PWR，857兆瓦）计划重启，该核电站已运行50多年，于2022年5月关闭。此外，还研究了韩国水电核电公司（KHNP）计划长期运行的反应堆以及捷克杜科瓦尼核电厂3号机组（ VVER-440）。

图1 全球年度核电发电量

图1展示了全球核能电力生产的历年变化，自1970年开始，全球核能发电量稳步增长，直到2006年达到峰值后略有下降。最近几年，全球核能发电量再次呈现上升趋势。2023年，全球核反应堆共发电量为2602太瓦时（TWh），相较于2022年增加了58 TWh，尽管这一数值仍比2021年低51 TWh。法国核电站维修后重启，增加了42 TWh，显著推动了全球核能发电量的增长。

图2 区域年度核电发电量

图2展示了全球各个地区核电发电量的变化趋势，按地区分为西欧和中欧、南美、北美、东欧和俄罗斯、亚洲及非洲。2023年，亚洲的核能发电量继续强劲增长，这主要是由于中国、阿联酋、韩国和巴基斯坦的新反应堆并网发电。而欧洲的核能发电量则有所下降或停滞。其他地区的核能发电总量与上一年相比基本持平，未见明显增长或下降。

• 北美（蓝色）：北美在全球核能发电量中占比较大，在1970年到1999年期间，北美的核能发电量迅速增长，2000年之后发电量趋于稳定。

• 西欧和中欧（绿色）：该地区的核能发电量在1970年至2000年快速增长，但自2006年左右开始逐渐下降，特别是近些年出现了较大幅度的减少。但近些年趋于平稳。

• 亚洲（浅蓝色）：亚洲的核能发电量自2000年以后显著上升，尤其是近年来中国、韩国和巴基斯坦等国家的新反应堆并网增加，成为全球增长最快的地区。

• 东欧和俄罗斯（橙色）：该地区的核能发电量自1980年开始增长，并在2000年左右达到较为稳定的状态。

• 南美和非洲（红色和紫色）：这两个地区的核能发电量较小，贡献有限，但仍有所增加。

图3 全球可运行核电装机容量

图3展示了全球可运行核电装机容量的历史增长和未运行反应堆的分布情况。自1970年以来，全球核电装机容量持续增长，特别是在1980年至1990年，核电站建设和投运数量大幅增加，蓝色柱（在运反应堆）明显增长。

1980年至1999年期间，还有一些国家和地区的反应堆停运，红色部分显示了未运行的反应堆数量。绿色部分显示了日本自2010年后未运行的反应堆，这主要是由于福岛核事故后日本关停了大量反应堆。

2000年全球核电装机容量达到了约350吉瓦（GWe）的峰值，之后虽然增长放缓，但总容量保持稳定。

2023年，全球可运行的核电站容量为392吉瓦（GWe）。其中日本和印度共有21吉瓦的核反应堆装机容量处于暂时停运状态，还有其他地区9吉瓦的核反应堆装机未投入使用，如乌克兰的扎波罗热核电站的6个反应堆就有近6吉瓦的容量未运行。

表1 2023年可运行核反应堆数量

2023年，全球核反应堆的总数保持稳定，亚洲和北美地区的核电装机容量有所增加，而西欧和中欧的反应堆数量有所减少。表1展示了2023年全球可运行核反应堆的数量和分布情况。截至2023年底，全球可运行的核反应堆数量为437个，与2022年保持相同。

• 亚洲：拥有最多的可运行反应堆，共计149座，比2022年增加了1座。

• 北美：共有114座可运行反应堆，比2022年增加1座。

• 东欧和俄罗斯：共有54座反应堆，增加了1座。

• 西欧和中欧：反应堆数量为113座，比2022年减少了3座。

• 南美和非洲：这些地区的反应堆数量相对较少，分别为5座和2座。

• 沸水堆（BWR）：全球有60座，比2022年减少了1座。

• 压水堆（PWR）：全球共有308座，比2022年增加1座，仍是全球最多的核反应堆类型。

图4 全球反应堆平均容量因子

图4展示了全球核反应堆的平均容量因子（Capacity Factor）的变化情况，反映了全球核电站运营效率的历史提升趋势。容量因子表示核反应堆的实际发电量与其最大可能发电量的比率，反映了核电站的实际运行效率。

2023年全球核反应堆的平均容量因子为81.5%，高于2022年的80.4%。自2000年以来，全球核电站的容量因子一直保持在较高水平，表明核电站的运行效率持续较好。

从图中可以看出，全球核电站的运营表现稳步提升，特别是随着技术进步和运维优化，1970年代时全球核电站的平均容量因子约为60%左右，之后逐步上升，至1990年代达到80%左右，一直保持在较高水平，意味着核电站的设备利用率和发电效率处于相对稳定和高效的状态。

此外，在2023年，不同类型反应堆的容量因子与过去五年基本一致。总体上，沸水堆（BWR）的容量因子最高。

图5 按反应堆使用寿命划分的平均容量因子

图5展示了核反应堆在2019年至2023年期间，不同年龄段的平均容量因子（Capacity Factor）。容量因子表示核反应堆实际发电量与理论最大发电量的比率，也就是年均实际负荷系数。整体上核反应堆的运行效率随着时间的推移仍能保持稳定，核反应堆性能并没有因为年龄的增加而显著下降。虽然不同年龄段的反应堆容量因子存在波动，但并未出现年龄相关的整体性能下降趋势。图表显示，核反应堆在运行25至35年期间，平均容量因子略有下降。这个阶段的反应堆可能由于设备老化或维护需求增加，导致性能暂时下降。运行超过45年的反应堆，其容量因数高于其他年龄段，表明这些老化反应堆在良好维护和技术支持下仍能保持较高的运行效率。

（待续）

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