加速先进核反应堆和小型模块化反应堆部署的协作框架

白皮书2024 年 11 月 图片 ： 中途 ， 盖蒂图片社 Contents 前言 3 关键贡献者的观点 4 执行摘要 5 导言 7 2 以规模交付先进的核能和 SMR 13 3 为先进的核能和 SMR 提供资金 18 贡献者 21尾注 23结论 20 免责声明 本文件由世界经济论坛发布，作为对某个项目、见解领域或互动的贡献。本文件中的发现、解释和结论是世界经济论坛协助并认可的合作过程的结果，但其结果不一定反映世界经济论坛的观点，也不反映其全体成员、合作伙伴或其他利益相关者的立场。© 2024 世界经济论坛。保留所有权利。未经世界经济论坛书面许可，不得以任何形式或通过任何手段复制或传递本出版物的任何部分，包括复印和录音，或通过任何信息存储和检索系统。 前言 特里 · 马克西埃森哲全球发电主管公用事业董事总经理 Kristen Panerali世界经济论坛清洁电力、电网和电气化负责人 对无碳能源的需求正在增长。随着人工智能（AI）、电动交通、热泵以及新兴市场的增长，新的行业和国家开始在其净零排放 roadmap 中考虑核能与可再生能源并行使用。作为回应，支持在COP28上提出将全球核电产能在2050年前翻三倍的声明的国家，在2024年加入了14家主要银行以及更多的国家。 开发者、金融机构、公用事业公司、大型能源消费者和政府。先进核能和小型模块化反应堆（SMR）的商业可行性取决于这些利益相关方通过有目的且协调的行动来降低风险并改善项目经济性——这需要前所未有的努力。除了其他优先事项外，需要新的方法来制定支持性的政府政策和计划、实施创新的项目管理技术、建立供应链准备能力并支持人才成长。 为了实现净零排放承诺并应对不断增长的能源需求，需要建设多种规模和不同类型的新核反应堆。小型模块化反应堆（SMRs）和其他先进核技术代表了清洁能源解决方案，在大规模建设时，这些技术可以提供经济有效的无碳能源。这些技术非常适合满足重工业、数据中心和交通领域对清洁电力、热能和清洁燃料生产的需求。然而，这些技术的商业可行性仍需得到提升。 核电生态系统各利益相关方已经采取了关键行动，包括大型能源消费者之间的需求聚合合作伙伴关系、将核能纳入清洁投资分类体系以及建立政府计划以支持新建项目。这些行动必须持续并扩展，以实现所需的整体变革。本报告中提出的合作框架旨在作为核电生态系统领导者之间的协调工具，以使各方在加速先进核能和小模块反应堆部署方面达成一致行动和策略。 新核生态系统由一系列利益相关者组成 ，包括技术 关键贡献者的观点 发展中国家需要可靠的电力以促进经济增长，而高收入国家则需要不间断的能源以支持数据中心和高科技制造业等设施。供应链中断和全球冲突重新引起了对核能的兴趣，因其在安全、可靠性和零碳排放方面的优势。 在COP28会议上，超过20个国家承诺到2050年将全球核能产能翻三倍，这需要从2030年起每年建造25-30吉瓦的核电站。创新型核能公司正在努力商业化新的技术以满足这一需求。在全球范围内扩大核能规模需要多管齐下的方法，涵盖需求信号、能源政策、融资和竞争性经济等方面。 世界正处于关键时刻 - 合作扩大核能规模或错过这一关键时刻。 先进核能和小型模块化反应堆（SMRs）可以提供全天候（24/7）无排放的电力和热能，覆盖全球范围。工业用户计划到2030年实现数百吉瓦能源应用的去碳化。对清洁能源的需求巨大且紧迫。 快速部署清洁能源需要在设计、许可和交付方法方面进行创新，并利用数字工具。核能必须从建设项目转变为大规模制造产品以实现快速部署。 世界经济论坛加速部署先进核武器和 SMR 的框架代表了及时且必要的努力。在核欧洲，我们自豪地为这一协作过程做出了贡献，我们的愿景是为欧洲打造一个可持续、安全和平等的能源未来。先进核能和小型模块化反应堆提供了可靠的低碳能源，与可再生能源相结合，并能在灵活性和可扩展性至关重要的行业和地区发挥关键作用。 先进核能和小型模块反应堆（SMR）行业的成功取决于经济可行性和成本竞争力模型。行业合作对于满足全球脱碳目标并确保所有人都能获得负担得起、可靠且清洁的能源至关重要。 Kirsty Gogan ， Terra Praxis 创始董事兼联合首席执行官 该框架下的九个优先领域对于使欧洲实现小型模块化反应堆（SMRs）至关重要。通过公私合营推动创新、简化监管流程以及确保所有净零技术处于公平的竞争环境是实现我们共同气候和能源目标的关键。 Yves Desbazeille ， 总干事 ， 核 执行摘要 随着对清洁能源需求的不断增加，现在是部署和规模化发展先进核能和小型模块化反应堆（SMR）的好时机。本报告提出了一套框架以支持并加速这一过程。 世界经济论坛已与核生态系统各利益相关方合作，开发了一套加速先进核反应堆和小型模块化反应堆（SMR）部署的框架。该框架是一个工具，可以在九大优先领域内使利益相关方对关键行动和策略达成一致，从而加快部署（详见表1）。该框架是与来自核生态系统各方面的利益相关方共同开发的，包括大型能源消耗行业专家、金融家、反应堆供应商、供应链企业、公用事业公司、政府组织、非营利组织/NGO以及学术界等。 公私合作伙伴关系对于制定支持性政策、推动监管现代化以及构建供应链以大规模交付先进核能和小型模块化反应堆至关重要。 该框架及其推荐行动旨在作为工具，供广泛的利益相关方共同使用，以推动系统性变革，加速先进核能和小型模块反应堆（SMR）的部署。该框架为本地主导的实施提供了基础，因为不同地理区域在核能发展各个阶段的优先事项会有所不同。它也可能适用于其他需要系统性方法才能取得进展的先进清洁能源技术，如地热能和长时间储能。 Introduction 全球能源系统面临日益严峻的挑战，以满足电气化、新兴市场增长、人工智能驱动的基础设施建设以及交通运输和重工业等难以减排领域的碳中和需求。 世界经济论坛已与核生态系统各利益相关方合作，开发了一套框架以加速先进核反应堆和小型模块化反应堆（SMR）的部署。该框架旨在在九个优先领域内使各方达成共识，明确关键行动和策略以加快这些技术的部署（详见上表1和图1）。 先进核能和小型模块化反应堆（SMRs）正逐渐成为未来清洁能源组合中补充可再生能源和其他解决方案的关键技术。这些技术具有灵活性，占用土地面积小，并且具备标准化生产潜力，能够快速扩大规模以满足工业对清洁、可靠、充足且24小时不间断的电力、热能和合成燃料的需求。 本报告在以下标题下审查了框架的每个优先领域和建议的行动 ： - 第一部分：先进核能和SMR市场的兴起- 第二部分：大规模交付先进核能和SMR- 第三部分：融资先进核能和SMR 然而，关于谁将引领部署和规模化扩张、核心客户会是谁以及如何降低风险并动员投资等方面仍存在不确定性。尽管传统电力公司通常主导大型电网核电项目，但现在像大型能源消费者这样的新进入者也在探索他们在新建核反应堆中的角色。 先进的核能和小型模块化反应堆 (SMR) 像传统的核反应堆一样，先进核反应堆和模块化小型反应堆（SMRs）通过核裂变产生电能和热能。然而，SMRs占地面积更小且发电能力较低（通常低于500 MW）。它们的设计采用了标准组件、可复制的制造工艺和模块化组装方式。 反应堆设计 ， 包括水冷和非水冷反应堆技术。 先进核设计还 Incorporate 了诸如 新的安全功能、 提高的反应堆效率、 新的燃料类型以及与可再生能源和其他电源的更好集成 等创新。 在此基础上，SMRs 是为偏远地区、工业和运输应用提供动力的可行选项。SMRs 涵盖了多种应用领域。 资料来源 ： 世界核协会(WNA) ， ClearPath 。1 先进核能和 SMR 市场的出现 信令和满足需求 优先区域 1 拥有核能运营的国家以及计划开展新项目的国家正在通过支持能源安全、经济开发和去碳化来信号对小型模块化反应堆（SMR）的需求。2新进入者，尤其是大型能源消费者，也正在探索核能领域，这体现在谷歌、纽柯钢铁和微软之间的需求聚合合作伙伴关系中。3 降低项目开发初期和单方财务风险的需求。 – 大型能源消费者（例如，电力、热能、氢气和零碳燃料）拥有不同的需求，它们结盟以创造稳定的购销确定性，并及早吸引投资者，从而获得成本效益较高的资本准入。 生态系统合作必须促进更强的需求信号以刺激公众和私人投资者的信心。例如： – 政府和大型能源消费者承诺将核能纳入其清洁能源战略，以减少对公用事业、开发商和 financier 来说的市场需求不确定性。 - 反应堆供应商 ， 开发商 ， 所有者 / 运营商 ，大型能源消费者和公用事业聚集 案例研究 1 建立英国大国(GBN) 即使有希克利角C和泽西维尔C等项目，核发电能力的增长仍然不足以满足英国长期净零排放和能源安全目标。为解决这一问题，能源安全与净零部（DESNZ）建立了大不列颠核电（GBN），这是一个专注于执行王室政府（HMG）核计划的专业组织，包括设计、建设、调试和运营核项目。 为了降低风险并加速部署，最初专注于小模块反应堆（SMR），GBN正在进行一个竞争性过程以选定最佳技术设计。已短名单选出四家技术提供商。 与行业合作，GBN旨在加速技术开发，动员供应链并降低早期阶段的风险，以实现英国的能源独立和净零目标。 GBN 将提供一系列支持 ， 包括开发人员能力 ， 网站访问和对成熟技术的资助 ， 来源 ： 伟大的英国核 优先区域 2 不断发展的能源政策 现有政策预计将在 2022 年至 2050 年期间将全球核能容量提高约 48% 。4这未能达到COP28上作出的国家承诺以及行业对清洁热能和电力的需求，以支持数据中心并重新赋能工业和煤炭产业。此外，当前的核能政策未必面向新的技术。5 链上稳定性及跨生态系统利益相关方的战略合作伙伴关系载体的创建。政府的推荐行动详见表2。 直接政府投资于核反应堆技术、建设和供应链正在帮助推动一些国家（如波兰和美国）的部署。 部署取决于应对特定挑战的政策 ， 例如改善供应 - 现代化监管优先领域 3 超过 80 个 SMR 设计概念处于不同的发展阶段。0尽管只有少数项目能够实现商业化，但许可和监管流程必须适应以支持多个反应堆供应商实现设计认证。目前，核能许可和监管具有国家特定性，但多国合作可以提高标准化设计的效率。 – 将模块化反应堆组件（如燃料泵）进行许可以减少使用标准组件设计的时间。 目前，核能许可和监管具有国家特定性，但跨国合作可以提高标准化设计的效率。 – 国家监管机构在流程共性方面达成一致，并限制在多个国家部署相同技术的组织面临的参与点和要求。 根据国际原子能机构的数据，大约有30个国家正在考虑首次采用核能，并必须发展相应的技术能力以确保安全地建设与运营核电站。通过技能共享、培训以及员工借调/交流计划来扩大监管人才库，可以为这些起步国家提供推进核项目所需的资金和最佳实践。 – 与核生态系统和监管机构合作以简化许可和部署流程。分析显示，Gen III+轻水反应堆的这些改进可以降低成本30%。11 – 与本地和国际专家合作转移知识。阿联酋采用了国际原子能机构（IAEA）的里程碑方法，这使他们能够在不到一年的时间内迅速建立独立监管机构并提交选址和建设许可证申请。12 现代化和简化 SMR 监管流程的其他行动包括: 案例研究 2 核协调和标准化倡议(NHSI) 框架用于SMR设计审查。两条轨道均旨在实施流程、总结经验教训并改善对起步国家的支持。 The Nuclear Harmonization and Standardization Initiative (NHSI) 被启动以通过工业和监管途径在全球范围内部署安全先进的核反应堆。工业轨道为大规模SMR部署准备相关方，而监管轨道则开发全球性的 来源 ： 国际原子能机构(IAEA) 案例研究 3 创新的解决方案有助于减少选址和许可时间 人工智能有可能将核电厂审