解读：先进核能技术及其在能源转型中的作用

• 核能正迎来复兴，但安全和成本方面的担忧依然存在。

• 先进核能技术有助于应对这些担忧，但其中一些技术仍处于早期实现阶段。

• 扩大先进能源解决方案的规模有助于推动能源转型。

在实现净零排放未来的过程中，核能与其他清洁能源一样，其作用一直备受争议。随着能源需求预计将不断增长，尤其是对全天候清洁电力的需求，核能正迎来复兴，各国和各行业逐渐认识到，仅靠可再生能源无法满足这一需求。

据国际能源署（IEA）统计，核能约占全球发电量的10%。其产生的无碳电力超过风能和太阳能的总和。然而，仍有人对安全和成本存有顾虑。核电的另一项重大挑战是核废料管理。乏燃料具有放射性，可持续数千年，但能够有效地储存在地下或地上的容器中。

来源：IEA

先进核能技术的不同类型

先进核能技术涵盖聚变、小型模块化反应堆（SMR）、核燃料和废物管理等领域，有助于应对安全和成本方面的一些担忧。核聚变常被称为能源领域的“圣杯”，但目前仍处于早期实现阶段。相比之下，SMR正迅速迈向商业化部署。核燃料和废物管理也是创新快速推进的领域：先进燃料可使现有和新建核电站在提高安全性的同时，产生更多无碳电力；新的废物管理方法则可减少废物体积，并回收利用其中一部分。

鉴于这些技术的成熟度和发展水平各不相同，让我们逐一梳理其现状和预期前景。

核聚变

核聚变凭借其巨大潜力，受到公众广泛关注。聚变模仿为太阳提供能量的过程，在不产生碳排放或长期放射性废物的情况下释放大量能量。据世界核能协会称，聚变有望成为近乎取之不尽、排放接近于零的能源。

传统核能（裂变）通过分裂原子释放能量，而聚变则将较小的原子结合起来，形成较重的原子。例如，两个氢原子结合形成氦，释放的能量远高于裂变。

然而，目前的主要障碍是如何让聚变产生的能量超过其消耗的能量。据美国能源部称，聚变反应难以持续，因为原子聚变需要极端高温和高压。许多专家认为，聚变距离商业化仍有二三十年时间，但一些初创企业的目标是在2030年代建成并运营核聚变电站。人工智能正通过对复杂系统进行建模和分析，帮助研究人员加快聚变技术的进展。

小型模块化反应堆

小型模块化反应堆（SMR）是先进核能的另一个前景广阔的领域。它们采用裂变技术，因此不像聚变那样处于前沿阶段，但距离成为现实更近。许多专家和投资者预计，SMR将在2030年前投入运营。

国际原子能机构表示，全球目前有80多种SMR设计正在开发中，目标用途包括发电、供热、海水淡化和工业蒸汽。

采用模块化建造方法的SMR有望比传统大型核电站体积更小、结构更简单、建造速度更快。它们还具备增强型非能动安全特性，可带来显著益处。此外，快中子反应堆能够利用现有核电站的乏燃料，为废物问题提供可持续的解决方案。

SMR能够建在非常靠近需求源的地方，因此也有助于重工业脱碳。由此，它们可以部署在缺少电网基础设施的偏远地区。

废物

新技术也可能有助于解决核废料问题。由于核燃料能量密度很高，只需少量燃料便可产生大量电力，因此产生的废物相对较少。平均而言，一座反应堆为一个人提供一年所需电力产生的废物，体积约相当于一块砖。其中只有5克属于高放射性废物，重量与一张纸大致相同。但即使废物总量不大，它仍是公众关注的重点，因为其衰变可能需要数千年。

创新型初创企业正在开发减少核废料体积和毒性的方法。一些企业声称，可将废物衰变所需时间从50万年缩短至不到500年。

这些技术如何推动能源转型？

投资者正向这些先进核能技术投入大量资金，相关技术也在迅速发展。但要将其推向市场，需要制定新的政策和法规；核能行业还必须通过解决成本、安全和废物方面的担忧，赢得公众信任。

世界经济论坛已与核能生态系统中的利益相关方建立合作关系，包括技术开发商、金融机构、公用事业企业、大型能源消费者和政府组织，并将很快发布《加速先进核能和小型模块化反应堆部署框架》。该框架旨在为核能生态系统各领域的领导者提供协调工具，帮助各方就行动和战略达成一致，在九个优先领域加快先进核能和SMR的部署。

与此同时，论坛也在推动采用更加综合的能源解决方案，包括先进核能、清洁燃料、氢能和碳移除。没有任何一种技术能够独自解决能源危机；我们需要多种解决方案协同发挥作用。不同地区、行业和企业会制定各自的战略，但必须携手合作。

诸如论坛先进能源解决方案社群的平台，有助于加快这种合作，并将清洁燃料与氢能、先进核能、储能和碳移除等新技术的部署周期从数十年缩短至数年。

该社群汇聚推动能源体系前沿领域发展的行业领导者，共同塑造先进能源解决方案行业的愿景和叙事，支持创新者、大型能源企业、能源用户和投资者之间的合作伙伴关系，并为政策制定提供参考。社群通过促进协作和为政策提供参考，帮助提升公众对先进能源解决方案的信心，并增强对技术成熟度、市场需求和商业案例的认可。