2024年世界核电厂运行实绩报告

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。

图6 容量因子的长期趋势图

图6展示了自1970年代以来全球核反应堆平均容量因子在过去几十年中的逐步提升的长期趋势。不同颜色代表了不同容量因子区间的反应堆所占的比例。从1970年到2023年，核反应堆的平均容量因子显著提升。特别是在1990年之后，容量因子为80-90%和>90%的反应堆比例大幅增加，说明全球核电站的运行效率不断提高。

1970年至1989年：许多核反应堆的容量因子集中在50-70%的区间，低于70%的反应堆占比较大，这可能是由于当时技术不够成熟，核电站的运营效率较低。

1990年至2019年：容量因子大于80%的反应堆比例大幅增加，特别是超过90%的反应堆占比显著上升。这说明核电站的运营效率有了显著提高，核反应堆的高效运行成为常态，技术的进步和运营管理的优化是主要原因。

2020年至2023年：核反应堆的容量因子继续保持在较高水平。大多数核反应堆的容量因数都集中在80-90%和>90%的区间，表明全球核电站运行效率的持续高效，反映了现代核电技术的成熟和稳定。

表2 2023年开工建设的反应堆汇总表

2023年，全球新开工建设了六座大型压水堆，其中五座位于中国，一座位于埃及的El Dabaa核电站。四座反应堆(三门4号机组, 海阳4号机组, 廉江1号机组, 徐大堡 1号机组)采用CAP1000型号。埃及El Dabaa 3号机组采用VVER-1200，中国的陆丰6号机组采用华龙一号。这些反应堆的设计净容量较大，从1000MWe到1224MWe不等。显示出新一轮核电建设的高效能和技术先进性。这些反应堆的建设开始日期在2023年3月到11月之间。例如，中国三门4号机组和海阳4号机组在2023年3月和4月开工，而埃及的El Dabaa 3号机组则在5月开工。

表3 2023年底按国别划分的在建机组

截至2023年底，全球在建的核反应堆总数为61座，比2022年增加1座。这些在建反应堆主要分为压水堆(PWR)、沸水堆(BWR)、快中子堆(FBR)和重水堆(PHWR)等类型。在建反应堆主要集中在中国和印度等国，尤其是中国在建反应堆数量最多，表明其核电建设的持续增长。表3按国家和反应堆类型分类统计了截至2023年底全球在建的核反应堆数量。

中国：中国有26座核反应堆在建，其中24座为压水堆(PWR)，比2022年增加了4座。

印度：印度共有8座反应堆在建，包括4座压水堆和3座重水堆。

俄罗斯：俄罗斯有3座反应堆在建，包括2座压水堆和1座快中子堆。

埃及：埃及有3座核反应堆在建，比2022年增加了1座。

日本：日本有2座沸水堆在建。

其他国家：阿根廷、巴西、法国、伊朗、土耳其等国家也各有1至4座核反应堆在建。还有一些国家在建反应堆数量有所减少，如斯洛伐克、南韩、英国和美国等。

表4 2023年反应堆并网情况汇总表

2023年，全球共有五座核反应堆首次并网发电，涉及中国、斯洛伐克、美国、白俄罗斯和韩国。这些反应堆大多采用先进的压水反应堆技术，展现了全球核电发展的多样性和持续增长。核反应堆的建设时间跨度较长，从开始建设到并网时间通常需要数年。例如，Vogtle 3号机组用了10年时间完成从建设到并网的全过程，而Mochovce 3号机组由于历史原因，建设中断了多年，最终在2023年成功并网。各核电站详细信息如下：

防城港3号机组(中国)：采用华龙一号技术，设计功率为1105MWe。建设开始于2015年12月24日，并于2023年1月10日首次并网。

Mochovce 3号机组(斯洛伐克)：采用VVER-440/V-213技术，设计功率为440MWe。建设早在1987年开始，但由于中断直到2015年重新启动，最终在2023年1月31日首次并网。

Vogtle 3号机组(美国)：采用AP1000技术，设计功率为1117MWe。建设于2013年3月2日启动，2023年3月31日首次并网。

Ostrovets 2号机组(白俄罗斯)：采用VVER V-1200/V-491技术，设计功率为1110MWe。建设开始于2014年4月27日，并于2023年5月13日首次并网。

Shin-Hanul 2号机组(韩国)：采用APR-1400技术，设计功率为1340MWe。建设于2013年6月19日开始，并于2023年12月21日首次并网。

图7 2023年并网发电新机组建设时间

2023年并网的五座核反应堆的建设时间较长，反映出核电项目的复杂性和长期性。与之前几年相比，2023年的反应堆建设时间有所增加，这可能与项目规模、选址的挑战和技术要求等因素有关。图7显示，2023年并网的核反应堆平均建设时间显著高于近年来的平均水平。2021年的中位数建设时间为88个月，2022年为89个月，而2023年为121个月。Shin Hanul 2号机组和Ostrovets 2号机组的建设时间都比这些地点的第一座反应堆要长。

Shin Hanul 2号(韩国)：建设时间最长，耗时126个月。

Ostrovets 2号(白俄罗斯)：建设耗时109个月。

Vogtle 3号(美国)：建设时间为121个月。

Mochovce 3号(斯洛伐克)：虽然其建设始于1987年，但实际建设时间为36个月，原因是其建设在中途暂停并在2015年重新启动。

防城港3号(中国)：建设时间为85个月。

图8 1986年开始建设的反应堆的运行状况

自1986年以来，核反应堆的建设趋势呈现波动，特别是在1986至1990年期间，由于受切尔诺贝利核电站事故影响一些项目被中断，最近几年才重新启动建设。图8展示了自1986年以来开始建设的核反应堆的运营状态，分为在建(绿色)、已投运(蓝色)和永久关闭(红色)的反应堆数量。

从2009年起，核反应堆建设显著增加，特别是在2010年，新增了多个核反应堆建设项目。但受福岛核事故影响，新建项目又一度停止。2017年后新的核反应堆建设又逐渐增多。大多数在建的核反应堆是在最近7年内启动的，还有一些中断多年的反应堆项目又重新启动，如斯洛伐克的Mochovce 3号、4号机组分别于1986年和1987年开建，1990年停建，2015年才重新启动。Mochovce 3号机组已于2023年1月并网，Mochovce 4号机组仍在建设中。

表5 2023年关停的反应堆

2023年关闭的五座核反应堆分别来自比利时、中国台湾和德国。这些反应堆在全球核电历史上运行多年，但由于去核政策原因而被永久关闭，表5展示了2023年永久关闭的五座核反应堆的详细信息。

Tihange 2号(比利时)：采用WH 3-loop技术，容量为1008MWe，1982年10月13日并网，2023年2月1日关闭。

Kuosheng 2号(中国台湾)：采用BWR-6技术，容量为985MWe，1982年6月29日并网，2023年3月14日关闭。

Emsland(德国)：采用Konvoi技术，容量为1335MWe，1988年4月19日并网，2023年4月15日关闭。

Isar 2号(德国)：采用Konvoi技术，容量为1410MWe，1988年1月22日并网，2023年4月15日关闭。

Neckarwestheim 2号(德国)：采用Konvoi技术，容量为1310MWe，1989年1月3日并网，2023年4月15日关闭。

图9 1954年至2023年反应堆的首次并网和关停情况

图9展示了核电发展的历史趋势，反映了自1954年至2023年全球核反应堆首次并网和永久关闭的数量变化。从1954年开始，核反应堆的并网数量(绿色)逐渐增加，尤其是在1970年至1989年达到了高峰期，每年并网的反应堆数量有时超过20座。特别是1985年至1986年，核电建设热潮达到顶峰，随后并网数量开始减少。自1990年以来，全球核电的扩展速度放缓，并且永久关闭(红色)的反应堆数量逐渐增加，特别是在一些实施核能淘汰政策的国家和地区，永久关闭的反应堆数量显著超过新并网的反应堆数量。2023年，有五座核反应堆并网，同时也有五座核反应堆永久关闭，因此2023年的全球可运行核反应堆数量没有净变化。