核发电的现代世界

核电问题是一个复杂的问题。在这篇文章中，我根据最近的报告和统计数据对核电形势提供一些见解。

核电生产已经下降

图1。根据英国石油公司《 2012年世界能源统计评论》，按主要生产国划分的世界核电产量。FSU是前苏联。

根据英国石油公司《世界能源统计评论》，核电生产最高的年份是2006年。

但是，确实有两种趋势。

1.首先采用核能的国家，即美国，欧洲，日本和俄罗斯，一直在经历核电生产下降的平稳趋势。发电量实际下降的国家是日本和法国以外的欧洲一些国家。

2.后来开始采用核能的国家，特别是发展中国家，正在继续显示出增长。特别是中国和印度正在增加核生产。

长期趋势取决于这两个相反趋势的平衡方式。在现有的核大用户中，也许还会建造新的设施，并对旧设施进行“升级”。尤其提到俄罗斯，它有兴趣增加核武器。

核能在世界电力中的作用

核能在世界电力生产中占有很大份额，远远超过任何新的替代方案，这使得从核能转变为风能或太阳能光伏变得困难。如果减少核电使用，最可能的结果似乎是总体电力供应减少或化石燃料使用增加。

图2。基于BP 2012年《世界能源统计评论》

核能是仅次于化石燃料和水力发电的世界最大电力来源，约占世界总电力的12％。风能约占世界电力供应的2％，太阳能（图2中看不到）占百分之一的四分之一（0.25％）。“其他可再生能源”包括来自多种来源的电力，包括地热和燃烧产生电力的木材。这些也不能扩大到很远。

请注意，即使可再生能源的增长，近年来化石燃料的使用仍然有非常大的增长。如果减少核电使用量，化石燃料的使用量可能会增长更多。

核在使用核国家中的作用

图1所示的世界形势包括许多根本不使用核能的国家，因此，使用核能的国家往往会从核电中产生超过12％的电力。这意味着，如果决定放弃核能，则必须更换更大份额的电力（或“不做任何事情”）。

图3。根据BP 2012年《世界能源统计评论》。

例如，在美国（图3），核能目前约占美国电力生产的19％，并且仅次于化石燃料作为电力来源。美国的核电生产通常集中在美国东部，因此核电占美国东海岸电力生产的30％至35％。除了可能的化石燃料以外，要用其他来源代之以替代这将是非常困难的。

对于计划减少核发电的国家，2010年核电占电力总产量的百分比如下：

• 德国22％；•瑞士，•占37％；比利时•52％；日本25％

除非这些国家可以依靠其他国家的进口，否则将难以弥补因需求减少或转向可再生能源而造成的全部电力损失。

“有偿”的核电站非常便宜地发电

资本成本已经“沉没”的核电站的运行成本非常低廉，运行成本估计为每千瓦时（kWh）2美分。远离核能的任何形式的变化都可能需要替代某些其他类型的更昂贵的发电方式。

今天，欧洲和美国今天采用的电价考虑到核电的有利成本结构，因此有助于将电价保持在较低水平，尤其是对于商业用户而言（因为它们通常获得最佳电价）。

如果增加新一代来代替有偿核能，它几乎肯定会提高电费。企业在决定在何处放置新设施时将考虑这些较高的费率，这可能会导致制造业向发展中国家的转移。

德国离开核武器的经验

现在确切知道德国离开核武器的经验还为时过早，但是其早期经验提供了一些见识。

一种成本是退役。据路透社报道，德国核公司已拨出总计300亿欧元（367亿美元）的准备金，用于支付与拆除工厂和处置放射性物质有关的费用。根据同一篇文章，绿色和平组织预计损失可能超过440亿欧元（538亿美元）。如果德国的核电装机容量为2048万千瓦（kW），则拆除核反应堆和处理乏燃料的直接成本在每千瓦1,792美元至2,627美元之间。该成本高于中国和印度建造相当数量的新反应堆容量的成本（本文稍后讨论）。

牛津能源研究所的戴维·布坎南（David Buchanan）对德国在进行变革时面临的一些问题进行了分析。德国处于异常有利的局面，因为它在决定关闭其反应堆时拥有一定的备用能力。当德国关闭最老的8个反应堆时，发现的一个问题是缺乏将北部地区的风能传输到德国南部和西南地区的传输能力。此外，该系统还需要额外的平衡能力，要么通过产生更多的天然气（因为气体发生器可以迅速地上升和下降），要么通过更多的电力存储，或两者兼而有之。

在德国，天然气是昂贵的进口能源。这种情况的经济学并不意味着私营公司愿意建造天然气发电设施，因为这种经济学没有用：（a）可再生能源是电力购买的第一要务；（b）来自本地生产的煤炭的电力也比来自天然气的电力优先，因为它便宜。如果要建造新的天然气，这些工厂似乎也需要得到补贴。

效率提高和需求响应计划也有望在平衡需求与供应之间发挥作用。

并非所有国家的核电成本都一样高

我们真的不知道在美国新建核电站的成本，因为自从建造新电站以来已经很久了。格鲁吉亚州正在建设中的新反应堆将提供总计2200兆瓦的发电能力，成本估计为149亿美元，这意味着平均成本为6773美元/千瓦。

在中国和印度，成本较低，并且随着中国人运用他们的技术和低成本劳动力降低成本，成本可能会下降甚至更低。世界核协会（WNA）在其有关中国的部分中作了发言。

标准建设时间为52个月，要求的单位成本低于人民币10,000元（合1500美元）/千瓦（kW），但其他估算结果约为2000美元/ kW。

在印度核电部分，WNA引用了使用其自身技术的建造成本，范围从1200美元/千瓦到1,700美元/千瓦。

如果我们将美国在乔治亚州计划的工厂的成本与中国和印度的工厂进行比较，那么成本似乎是后者的三到四倍。

这些成本差异还会在“平均成本”的基础上进行比较。EIA在其《 2012年年度能源展望》中引用了美国预期的平均核电成本，即每千瓦时（kWh）11美分，而目前正在建造的设施预计会如此。WNA的《核电经济学》部分引用了中国的平均成本，即每千瓦时3至5美分，具体取决于所假定的利率。3至5美分的成本非常好，当价格便宜时，与煤炭和天然气（与现在的美国市场）相比，它们具有竞争力。

中国的一些核反应堆是从美国购买的，因此，由于购买了组件，成本会更高。但是，我知道中国在购买的“逆向工程”产品上享有盛誉，并且想出如何进行廉价仿制的产品，所以我希望中国能够在不久的将来找到制造低成本反应堆的方法它今天可以做到。因此，人们期望中国和印度能够自行制造廉价的反应堆（可能没有其他一些国家目前需要的所有安全装置），并有可能最终出售给其他国家。这种反应堆的销售最终可能会削弱美国和法国公司的销售。

对购买反应堆的兴趣

与美国，欧洲和日本停滞不前的经济体相比，在经济增长，对电力的需求不断增长的发展中国家中，购买各种电力的兴趣可能更大。如果我们查看不包括日本在内的亚太地区的电力生产图，我们会看到用电量的快速增长。

图4。亚太地区（不包括日本电力来源），基于BP 2012统计评论。

中东（下图5）是另一个对核能感兴趣的领域。它也显示出用电量的快速增长，并且历史上主要是化石用于发电。

图5。中东电力来源（基于BP 2012年世界能源统计回顾的数据）。

如果可以使用Thor来代替铀，似乎是一个更好的选择。我没有尝试研究这个问题，只是要指出，目前正在对该领域进行研究，最终可能会导致它的使用。

铀生产是一个问题

根据世界核协会，世界铀产量在2011年相对于2010年有所下降。

图6。根据世界核协会的数据，世界铀产量。

哈萨克斯坦的产量正占总产量的越来越大的份额。2011年，美国和加拿大的产量均下降。尽管有一项允许美国购买回收的俄罗斯炸弹材料的协议在2013年到期，但现货价格往往保持较低水平。毫无疑问，有一些库存，但WNA估计2011年的产量仅相当于当前需求（包括军事需求）的85％。

图7。世界铀生产和需求，由世界核协会准备。

一个人会认为价格会上涨，以刺激产量的增加，但是至少到目前为止，这似乎还没有发生。铀咨询公司Ux Consulting在其网站上提供以下评论：

我们现在所处的市场与铀历史上的其他市场一样。生产远远低于需求，需求正在增长。HEU（高浓缩铀）供应和尾料的富集构成了供应的很大一部分，但这些供应来源的命运尚不确定。供应变得更加集中，如果特定供应源有任何问题，市场将更容易受到干扰。市场脆弱性的另一个来源是买卖双方所持有的库存水平相对较低。

咨询公司在本节结束时向其介绍了有关该情况的5,000美元报告。

一个人想以为额外的生产将迅速增加，或者美军会找到一些库存。市场并非总是能很好地激励人们对未来生产的需求，特别是当包括俄罗斯回收的炸弹材料时，或多或少有足够的当前供应时。当这些多余的供给消失时，就会出现中断。

通过。盖尔·特维尔伯格

盖尔·特维尔伯格（Gail Tverberg）是能源问题的作家和发言人。她因从事与石油峰值相关的财务问题而闻名。在涉足能源问题之前，特维尔伯格女士曾担任精算顾问。这项工作涉及执行与保险有关的分析和预测。她的个人博客是ourfiniteworld.com。她还是《油鼓》的编辑。