能源行業(yè)市場(chǎng)前景及投資研究報(bào)告：未來(lái)可替代燃料核能儲(chǔ)能

目錄-目錄前言1引言2一般安全性和放射性問(wèn)題3

核能的驅(qū)動(dòng)因素3.1

法規(guī)1.11.21.3核能海事組織引言關(guān)于核能457簡(jiǎn)介32.1

關(guān)于核技術(shù)的公眾認(rèn)知2.2一般安全性和放射性101113151718192024253.23.3船舶經(jīng)營(yíng)人的需求和興趣技術(shù)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因素核能作為船用燃料的就緒狀況2.3

核能監(jiān)管2.4

具體核燃料加注注意事項(xiàng)2.5

港口就緒和法規(guī)2.6

燃料質(zhì)量2.7

總結(jié)4

核燃料生產(chǎn)和供應(yīng)4.1

簡(jiǎn)介5技術(shù)就緒66總結(jié)和結(jié)論總結(jié)和結(jié)論7其他資源和附件367.1

鏈接和其他資源7.237275.15.25.35.45.55.6簡(jiǎn)介303132333435附件138壓水反應(yīng)堆4.2

供應(yīng)和需求預(yù)測(cè)2829熱管微反應(yīng)堆熔鹽反應(yīng)堆(MSR)鉛冷快中子反應(yīng)堆(LFR)高溫氣體反應(yīng)堆4.3

反應(yīng)堆退役與放射性廢料可替代燃料系列報(bào)告之核能2前言前言海事脫碳所面臨的挑戰(zhàn)不僅在于它要發(fā)生，更在于它需要盡快發(fā)生。從帆船出現(xiàn)到帆船鼎盛時(shí)期的運(yùn)茶快船，經(jīng)歷了數(shù)個(gè)世紀(jì)的時(shí)間，而帆船向燃煤蒸汽船的轉(zhuǎn)變則促進(jìn)了供應(yīng)鏈活動(dòng)能力更強(qiáng)、速度更快的航運(yùn)業(yè)變革。燃油蒸汽船、柴油機(jī)的陸續(xù)出現(xiàn)，又進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了從帆船到機(jī)械動(dòng)力的逐步改善。目前，航運(yùn)業(yè)面臨的能源轉(zhuǎn)型與以往的演進(jìn)過(guò)程截然不同。促進(jìn)目前轉(zhuǎn)型的，并非單純是技術(shù)進(jìn)步或經(jīng)濟(jì)效益，而是環(huán)保需求——關(guān)于減排的社會(huì)壓力、政策和監(jiān)管要求都越來(lái)越高。盡管決策者在做出決策時(shí)，商業(yè)前景往往不明朗，但卻清楚地認(rèn)識(shí)到變革推動(dòng)因素是政府政策和法規(guī)，如同溫斯頓·丘吉爾命令皇家海軍從燃煤改為燃油，或者在?？松ね郀柕滤固?hào)擱淺后出臺(tái)的雙殼油輪命令一樣。在此背景下，船東、船舶承租人、保險(xiǎn)公司、金融市場(chǎng)以及技術(shù)供應(yīng)商都致力于更深入地了解該行業(yè)未來(lái)的走向。勞氏船級(jí)社致力于提供值得信賴(lài)的咨詢(xún)意見(jiàn)，通過(guò)能源轉(zhuǎn)型引領(lǐng)航運(yùn)業(yè)安全、可持續(xù)的發(fā)展。我們推出的《可替代燃料系列報(bào)告》系列，聚焦于多種脫碳選擇方案，分析了政策發(fā)展、市場(chǎng)趨勢(shì)、供需機(jī)制以及安全影響。每一份聚焦于一種具體的燃料或技術(shù)，為行業(yè)面臨船舶動(dòng)力領(lǐng)域的下一次巨大變革提供了參考點(diǎn)，有助于應(yīng)對(duì)即將出現(xiàn)的挑戰(zhàn)。本《可替代燃料系列報(bào)告》聚焦于核能。目前，這種動(dòng)力源在航運(yùn)業(yè)的應(yīng)用較為有限，大體上局限于海軍應(yīng)用及俄羅斯破冰船。憑借在使用端零排放的前景，以及新一代更先進(jìn)反應(yīng)堆技術(shù)的出現(xiàn)，作為一種旨在滿(mǎn)足廣泛海事應(yīng)用領(lǐng)域的運(yùn)營(yíng)和監(jiān)管要求的零碳動(dòng)力源，核能越來(lái)越受到關(guān)注。對(duì)于航運(yùn)業(yè)來(lái)說(shuō)，核能具有變革性的潛力，如同從木材到鋼鐵、從船帆到蒸汽或者集裝箱時(shí)代的變革一樣?？商娲剂舷盗袌?bào)告之核能31

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引言1.1第1章：引言引言作者為馬姆杜·沙納瓦尼(Mamdouh

el-Shanawany)博士，核能海事組織(NEMO)主席，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)總干事國(guó)際核安全咨詢(xún)組(INSAG)成員在航運(yùn)業(yè)部署核能是解決航運(yùn)業(yè)脫碳挑戰(zhàn)的關(guān)鍵舉措。國(guó)際海事組織(IMO)修訂溫室氣體(GHG)戰(zhàn)略后帶來(lái)的巨大挑戰(zhàn)，

核能可以在地理足跡最小的情況下提供穩(wěn)定、可靠的能源輸出。使得核能在能源議程上占據(jù)了一席之地。海軍及少數(shù)國(guó)有貨船和破

浮動(dòng)核電站(FNPP)作為“綠色航運(yùn)走廊”的樞紐，只需將海水和冰船采用核推進(jìn)的歷史已有70多年，并且實(shí)現(xiàn)了無(wú)與倫比的安全記

空氣作為原材料，就能生產(chǎn)出航運(yùn)合成燃料。錄。盡管商業(yè)應(yīng)用尚有待實(shí)現(xiàn)，但目前正在開(kāi)發(fā)的先進(jìn)核技術(shù)會(huì)促進(jìn)新一代大型、高效貨船的安全部署，在零排放的情況下實(shí)現(xiàn)更高航速。FNPP相結(jié)合，是應(yīng)對(duì)航運(yùn)核動(dòng)力船舶與能夠生產(chǎn)合成燃料的業(yè)脫碳挑戰(zhàn)的符合邏輯的解決方案。為了在全球范圍內(nèi)促進(jìn)商用核動(dòng)力船舶的發(fā)展、部署移動(dòng)式FNPP，國(guó)際海事組織和國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)需要重新審視并調(diào)整現(xiàn)有的要求。航運(yùn)業(yè)的能源轉(zhuǎn)型不是一朝一夕之舉。盡管核動(dòng)力是終極脫碳方案，但并非所有船舶都適合核動(dòng)力。除進(jìn)一步提高能源效率以外，目前為實(shí)現(xiàn)2050年航運(yùn)業(yè)脫碳目標(biāo)而討論的主要方案包括氫和氫基合成燃料生產(chǎn)以及碳捕集。這些都是能源密集型活動(dòng)，意味著要實(shí)現(xiàn)國(guó)際海事組織的凈零目標(biāo)，所需要的能源要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)全球航運(yùn)業(yè)目前的消耗量。無(wú)論是采用可再生能源還是核能，能源生產(chǎn)都一定不能加劇整體溫室氣體排放。核能相對(duì)于可再生能源的優(yōu)勢(shì)在于，核能海事組織的宗旨是將利益相關(guān)方與相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)結(jié)合起來(lái)，協(xié)助核能及航運(yùn)監(jiān)管機(jī)構(gòu)針對(duì)浮動(dòng)式核動(dòng)力的部署、運(yùn)營(yíng)和退役制定適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。核能海事組織會(huì)提供專(zhuān)家指導(dǎo)意見(jiàn)，推進(jìn)最高安全、安保和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，助力釋放這一新興行業(yè)的潛力。勞氏船級(jí)社是核能海事組織的創(chuàng)始成員之一。核能海事組織是由多家關(guān)注浮動(dòng)式核動(dòng)力的航運(yùn)及核能公司組成的國(guó)際會(huì)員制組織。可替代燃料系列報(bào)告之核能41

|引言1.2核能是什么？核反應(yīng)堆將通過(guò)受控核裂變釋放的熱能匯聚起來(lái)，產(chǎn)生熱量，而熱量可關(guān)于核能以轉(zhuǎn)化為由電動(dòng)力、機(jī)械動(dòng)力或熱動(dòng)力等構(gòu)成的組合。就海事應(yīng)用來(lái)說(shuō)，核反應(yīng)堆產(chǎn)生的動(dòng)力可以用于滿(mǎn)足推進(jìn)、工業(yè)用途及其他船上需求。核動(dòng)力的多個(gè)特征，有助于為航運(yùn)業(yè)帶來(lái)新的經(jīng)營(yíng)和商業(yè)模式：核動(dòng)力的變革性，可以與船帆被蒸汽取代、燃煤被石油取代的變革性相當(dāng)。此類(lèi)特征包括無(wú)直接溫室氣體或其他排放，加注期以年甚至十年為單位，可靠性高，以及運(yùn)行期間需要的維護(hù)有限。核裂變核能的是高能量密度的放射性重型材料；其生產(chǎn)、分配、處置和使用都受到嚴(yán)格監(jiān)管?？紤]到其作為燃料的性質(zhì)和成本，因此需要進(jìn)行資本化，而不是作為營(yíng)業(yè)費(fèi)用。重原子核裂變?yōu)槎喾N較輕的元素，同時(shí)釋放能量。核反應(yīng)堆能夠安全地維持核裂變并將所產(chǎn)生的能量捕集為熱能，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為由電動(dòng)力、機(jī)械動(dòng)力或熱動(dòng)力等構(gòu)成的組合。核能的大小、形狀和形式因反應(yīng)堆設(shè)計(jì)的不同而有所不同，包括固體芯塊、棒料和液體。不同燃料的裂變同位素U-235濃度有所不同，包括受到嚴(yán)密監(jiān)管但可向持牌民營(yíng)公司供應(yīng)的低濃縮燃料，以及僅有少數(shù)國(guó)家在軍事或研究反應(yīng)堆中應(yīng)用的高濃縮燃料。圍繞經(jīng)營(yíng)性核反應(yīng)堆的成本結(jié)構(gòu)和監(jiān)管控制措施，會(huì)在船舶運(yùn)營(yíng)人與反應(yīng)堆所有權(quán)人之間建立新的關(guān)系。部分船東和運(yùn)營(yíng)人可能會(huì)購(gòu)買(mǎi)反應(yīng)堆產(chǎn)生的電力，但不會(huì)擁有反應(yīng)堆本身，由此避免船東被卷入核反應(yīng)堆復(fù)雜的許可、運(yùn)營(yíng)事務(wù)中。核反應(yīng)堆的主要運(yùn)營(yíng)差異在于其不需要燃料加注。不僅不需要針對(duì)預(yù)計(jì)行程加注燃料，核反應(yīng)堆還具有運(yùn)行數(shù)年甚至是數(shù)十年而不需要加注燃料的潛力。預(yù)計(jì)燃料加注的時(shí)間間隔至少為五至八年，甚至有可能長(zhǎng)達(dá)30年?？商娲剂舷盗袌?bào)告之核能51|引言性質(zhì)表核能的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)下表簡(jiǎn)要描述了將核能用作船用燃料的益處和挑戰(zhàn)。優(yōu)勢(shì)和潛力挑戰(zhàn)和問(wèn)題安全記錄出色關(guān)于運(yùn)營(yíng)的公眾認(rèn)知和社會(huì)許可無(wú)溫室氣體排放不含硫(SOx)不需要頻繁加注（燃料充注）零排放監(jiān)管需要更新，并且介入程度高于傳統(tǒng)船舶新技術(shù)尚未在航運(yùn)業(yè)得到證明反應(yīng)堆所有者的前期資本投資高燒過(guò)核燃料和放射性物質(zhì)的處置核材料運(yùn)輸對(duì)岸上基礎(chǔ)設(shè)施的要求低船上要求簡(jiǎn)單明了不含氮(NOx)能量密度對(duì)比采用新一代核技術(shù)，可以將大多數(shù)貧化燃料用于發(fā)電鈾235

–

3,900,000

MJ/kg柴油–

45

MJ/Kg可替代燃料系列報(bào)告之核能61

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引言1.3核能作為船用燃料的就緒狀況勞氏船級(jí)社與行業(yè)利益相關(guān)方合作，對(duì)核燃料生產(chǎn)和供應(yīng)進(jìn)行全面評(píng)估，同時(shí)評(píng)估了針對(duì)船上發(fā)電而正在開(kāi)發(fā)的反應(yīng)堆技術(shù)。勞氏船級(jí)社海事脫碳中心制定了以多種維度衡量各種燃料目前就緒水平的框架（見(jiàn)《零碳燃料監(jiān)測(cè)系統(tǒng)報(bào)告》）。勞氏船級(jí)社海事脫碳中心根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果確定將會(huì)提升解決方案就緒水平，加快安全和可持續(xù)凈零排放轉(zhuǎn)型的研發(fā)和部署項(xiàng)目。在軍事行動(dòng)和破冰作業(yè)中，目前已經(jīng)有一些核動(dòng)力船舶，其中許多船舶使用的是高濃縮鈾(HEU)，而其反應(yīng)堆類(lèi)型并不適合商業(yè)用途。航運(yùn)核動(dòng)力的就緒狀況評(píng)估，反映的是核動(dòng)力解決方案針對(duì)商業(yè)海運(yùn)準(zhǔn)備就緒所需要開(kāi)展的工作。目前正在開(kāi)發(fā)的新一代先進(jìn)核反應(yīng)堆可以同時(shí)在陸上和海上應(yīng)用，吸引了廣泛的投資者推進(jìn)基礎(chǔ)技術(shù)及核反應(yīng)堆設(shè)計(jì)。通常，主要關(guān)注點(diǎn)會(huì)放在新解決方案的技術(shù)就緒水平(TRL)上，旨在評(píng)估各種解決方案用于航運(yùn)應(yīng)用的成熟度。技術(shù)就緒水平解決的是技術(shù)驗(yàn)證、擴(kuò)展和安全性相關(guān)的問(wèn)題。不過(guò)，技術(shù)就緒只是針對(duì)商業(yè)航運(yùn)進(jìn)行總體解決方案就緒狀況評(píng)估的一個(gè)要素。投資就緒水平(IRL)評(píng)估海運(yùn)解決方案的商業(yè)成熟度，其中會(huì)考慮財(cái)務(wù)方案、行業(yè)、供應(yīng)鏈動(dòng)態(tài)以及市場(chǎng)機(jī)會(huì)。社區(qū)就緒水平(CRL)會(huì)考察海運(yùn)解決方案的社會(huì)成熟度，其中會(huì)考慮個(gè)人和組織的接受和采用情況；也包含監(jiān)管、可持續(xù)性以及社區(qū)接受等方面?？紤]到公眾對(duì)安全性的認(rèn)知，針對(duì)核動(dòng)力經(jīng)營(yíng)取得社會(huì)許可會(huì)是一項(xiàng)主要挑戰(zhàn)。關(guān)于各種反應(yīng)堆技術(shù)的具體情形，會(huì)在第5章予以詳細(xì)討論。投資就緒水平(IRL)、技術(shù)就緒水平(TRL)和社區(qū)就緒水平(CRL)的定義見(jiàn)附件1。技術(shù)就緒水平按一至九級(jí)評(píng)估，投資就緒水平和社區(qū)就緒水平按一至六級(jí)評(píng)估?？商娲剂舷盗袌?bào)告之核能71

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引言熔鹽反應(yīng)堆技術(shù)投資社區(qū)微反應(yīng)堆技術(shù)投資社區(qū)技術(shù)投資社區(qū)技術(shù)投資社區(qū)資源9資源6資源6資源9資源6資源655推進(jìn)生產(chǎn)推進(jìn)生產(chǎn)船舶生產(chǎn)船舶生產(chǎn)船舶生產(chǎn)船舶生產(chǎn)船上運(yùn)行反應(yīng)堆換料和港口充電和港口反應(yīng)堆換料和港口船上運(yùn)行反應(yīng)堆換料和港口充電和港口反應(yīng)堆換料和港口技術(shù)就緒水平（1–9級(jí)）、投資和社區(qū)就緒水平（1–6級(jí)）技術(shù)就緒水平（1–9級(jí)）、投資和社區(qū)就緒水平（1–6級(jí)）壓水反應(yīng)堆(PWR)技術(shù)投資社區(qū)資源9資源6資源65推進(jìn)生產(chǎn)船舶生產(chǎn)船舶生產(chǎn)船上運(yùn)行反應(yīng)堆換料和港口充電和港口反應(yīng)堆換料和港口技術(shù)就緒水平（1-9級(jí)）、投資和社區(qū)就緒水平（1-6級(jí)）可替代燃料系列報(bào)告之核能81

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引言高溫氣體反應(yīng)堆技術(shù)投資社區(qū)液態(tài)金屬冷卻反應(yīng)堆技術(shù)投資社區(qū)技術(shù)投資社區(qū)技術(shù)投資社區(qū)資源9資源6資源6資源9資源6資源655推進(jìn)生產(chǎn)推進(jìn)生產(chǎn)船舶生產(chǎn)船舶生產(chǎn)船舶生產(chǎn)船舶生產(chǎn)船上運(yùn)行反應(yīng)堆換料和港口充電和港口反應(yīng)堆換料和港口船上運(yùn)行反應(yīng)堆換料和港口充電和港口反應(yīng)堆換料和港口技術(shù)就緒水平（1–9級(jí)）、投資和社區(qū)就緒水平（1–6級(jí)）技術(shù)就緒水平（1–9級(jí)）、投資和社區(qū)就緒水平（1–6級(jí)）可替代燃料系列報(bào)告之核能92

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安全性2.1第2章：一般安全性和放射性問(wèn)題關(guān)于核技術(shù)的公眾認(rèn)知在各種可替代燃料中，將核能用于航運(yùn)業(yè)所面臨的一個(gè)獨(dú)特挑戰(zhàn)是公公眾的另一個(gè)顧慮是核反應(yīng)堆堆芯熔毀，可能會(huì)導(dǎo)致釋放過(guò)量輻射。眾認(rèn)知。盡管核能行業(yè)的安全記錄良好，但由于核事故的潛在嚴(yán)重性，福

新的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)都具有多種被動(dòng)安全特性，能夠防止釋放放射性物質(zhì)，島和切爾諾貝利核事故一直在影響著公眾的觀念。即使發(fā)生污染，也可以將污染的影響降至最低。公眾關(guān)于核技術(shù)的主要顧慮是高度輻射對(duì)人類(lèi)的影響，可能會(huì)提高患癌的概率。通過(guò)研究，目前對(duì)低度輻射的理解度較高，因?yàn)椴磺宄投容椛涫欠駮?huì)對(duì)人類(lèi)健康造成威脅。要獲得經(jīng)營(yíng)的社會(huì)許可，需要新的應(yīng)用全面展示正常情形或者意外情形下的輻射與日常生活中的輻射并無(wú)差別。按照公眾的要求，內(nèi)在安全設(shè)計(jì)需要作為核系統(tǒng)的最低要求。另一個(gè)主要顧慮是放射性廢料的處理，包括燒過(guò)核燃料和污染材料的處理。要獲得經(jīng)營(yíng)的社會(huì)許可，必須妥善計(jì)劃燒過(guò)核材料的最終處置，必須適合防范持續(xù)性問(wèn)題。關(guān)于此類(lèi)材料的安全存儲(chǔ)和處置，已經(jīng)實(shí)施了多項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)在第4.3章予以闡述。關(guān)于壞人利用移動(dòng)式核反應(yīng)堆開(kāi)展邪惡活動(dòng)的顧慮，可通過(guò)全面證明符合國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)“3S”要求的“安保和保障”方面予以應(yīng)對(duì)。目前已經(jīng)頒布了健全的法規(guī)，對(duì)核設(shè)施正常運(yùn)行期間以及緊急情形下的人體輻射設(shè)定了限值，這在本章中會(huì)予以闡述。由于對(duì)安全、可靠且低輻射電力的需求越來(lái)越重要，因此，對(duì)岸上核電的公眾支持一直在提高。公眾參與，將成為核技術(shù)商用的重要組成部分。可替代燃料系列報(bào)告之核能10userid:532115,docid:172646,date:2024-08-22,2

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安全性2.2一般安全性和放射性簡(jiǎn)介輻射暴露反應(yīng)堆中使用的核能是高度放射性物質(zhì)；接觸此類(lèi)放射我們?cè)谌粘Ｉ钪卸紩?huì)暴露在自然的輻射之中，如來(lái)自空性物質(zhì)會(huì)對(duì)人身健康造成危害。因此，不僅實(shí)施了多種旨在保護(hù)工人免于接觸任何放射性物質(zhì)的安全系統(tǒng)，而且謹(jǐn)慎地設(shè)定了較低的、在核設(shè)施內(nèi)工作的人可以接受的暴露限值。間的宇宙輻射以及來(lái)自人造的微量輻射。這種背景輻射存在地理差異，受當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、海拔及建筑環(huán)境的影響。輻射暴露的另一種常見(jiàn)是醫(yī)療程序。據(jù)美國(guó)國(guó)家輻射防護(hù)與測(cè)量委員會(huì)(NCRP)表示，美國(guó)人每年接觸電離輻射的健康影響可能不會(huì)立即顯現(xiàn)，而且會(huì)因所暴露劑量的不同而有所不同。急性輻射中毒可能會(huì)導(dǎo)致在數(shù)日內(nèi)。暴露于高度離子輻射的，會(huì)增加患癌風(fēng)險(xiǎn)。的平均輻射暴露量為6.2

mSv，其中約50%為背景輻射，48%

來(lái)自于醫(yī)療程序，<0.1%為職業(yè)暴露，<0.1%為工業(yè)暴露，2%為消費(fèi)者暴露。放射性無(wú)法被人體感知，因此導(dǎo)致了在未覺(jué)察的情況下被輻射的風(fēng)險(xiǎn)?？梢允褂霉ぞ邷y(cè)量放射性，追蹤輻射風(fēng)險(xiǎn)，并且在輻射水平上升時(shí)發(fā)出警報(bào)。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)建議，自然背景輻射以外的任何輻射都要在合理情況下保持越低越好，但應(yīng)低于個(gè)人劑量限值(IDL)。輻射工作者的個(gè)人劑量限值為平均每5年100

mSv，對(duì)于一般公眾來(lái)說(shuō)，平均值為每年1

mSv。個(gè)人劑量限值的計(jì)量和應(yīng)用存在國(guó)別差異。圍繞核能發(fā)電制定的嚴(yán)格技術(shù)和運(yùn)行安全規(guī)章，反映了輻射暴露和環(huán)境污染的潛在風(fēng)險(xiǎn)。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的報(bào)告顯示，輻射工作者每年接受的輻射劑量遠(yuǎn)低于個(gè)人劑量限值。2可替代燃料系列報(bào)告之核能112

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安全性反應(yīng)堆安全核安保目前考慮用于航運(yùn)業(yè)的核反應(yīng)堆設(shè)計(jì)，都具有能夠防范核事對(duì)于反應(yīng)堆設(shè)計(jì)以及應(yīng)急計(jì)劃區(qū)和應(yīng)急計(jì)劃制定來(lái)說(shuō)，監(jiān)管評(píng)估故的具體被動(dòng)安全特性。老一代核反應(yīng)堆設(shè)計(jì)的弱點(diǎn)之一是依賴(lài)于外部冷卻系統(tǒng)防止燃料過(guò)熱。即使反應(yīng)堆已經(jīng)關(guān)閉，也需要進(jìn)行這種冷卻。在這些老一代設(shè)計(jì)中，冷卻系統(tǒng)發(fā)生長(zhǎng)期故障的，如泵停電，可能會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)堆中的溫度過(guò)高。和審批的一個(gè)組成部分是反恐考慮因素。旨在將下一代反應(yīng)堆設(shè)計(jì)的故障風(fēng)險(xiǎn)和后果降至最低的被動(dòng)安全特性，也能降低發(fā)生蓄意攻擊時(shí)導(dǎo)致安全殼失效的概率和后果。商業(yè)核反應(yīng)堆不可能像核武器一樣發(fā)生爆炸。民用應(yīng)用中的核能濃縮程度有限，可以避免被用于制作核武器。通過(guò)將濃縮程度保20%最新的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)包含被動(dòng)安全特性，如不依賴(lài)于應(yīng)急發(fā)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)、具有安全相關(guān)功能的泵，使得此類(lèi)反應(yīng)堆即使發(fā)生故障也能確?！半x場(chǎng)安全”。被動(dòng)堆芯冷卻系統(tǒng)降低了核事故的風(fēng)險(xiǎn)以及核事故造成的后果。持在以下，考慮到進(jìn)一步濃縮所需要的技術(shù)和措施，商用反應(yīng)堆中的燃料不具有制作武器級(jí)鈾原料的吸引力。核反應(yīng)堆模塊需要符合國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的安全、安保和保障(IAEA3S)要求，而傳統(tǒng)能源則不需要符合這些要求。這些措施導(dǎo)致相對(duì)于傳統(tǒng)船舶來(lái)說(shuō)，核動(dòng)力船舶防范惡意攻擊的能力更強(qiáng)。比如，熔鹽反應(yīng)堆(MSR)具有非高壓性，使得在發(fā)生故障時(shí)任何放射性物質(zhì)的擴(kuò)散都會(huì)受到限制。熔鹽反應(yīng)堆設(shè)計(jì)采用了多種手段，利用熔鹽的固有特性，可以在溫度升高時(shí)實(shí)現(xiàn)被動(dòng)關(guān)閉?？商娲剂舷盗袌?bào)告之核能122

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安全性2.3核能監(jiān)管英國(guó)《商船（核動(dòng)力船舶）條例》核能行業(yè)受到嚴(yán)密監(jiān)管，是各種發(fā)電方法中安全記錄最佳的發(fā)電方法之一，遠(yuǎn)超過(guò)化石燃料動(dòng)力源，與風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電并駕齊驅(qū)。2022年《商船（核動(dòng)力船舶）條例》于2022年底施行，同時(shí)施行的還有《關(guān)于核動(dòng)力船舶的航海指南》MGN

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(M)。該法規(guī)實(shí)質(zhì)上將《國(guó)際海上人命安全公約》第八章以及核規(guī)則轉(zhuǎn)化成了英國(guó)法律，因此僅限于壓水反應(yīng)堆。這一法規(guī)和MGN揭示了國(guó)家政府在核動(dòng)力航運(yùn)中預(yù)計(jì)可以發(fā)揮的作用。整個(gè)行業(yè)均受?chē)?guó)家級(jí)核監(jiān)管機(jī)構(gòu)監(jiān)督，如英國(guó)核監(jiān)管辦公室(ONR)、韓國(guó)核能安全所(KINS)以及美國(guó)核能管理委員會(huì)(NRC)。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)倡導(dǎo)并支持制定全面的監(jiān)管框架，以便在整個(gè)使

了關(guān)于核動(dòng)力船舶安全標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)意見(jiàn)。與該規(guī)則一起的，是國(guó)際海事組織的A.491《核商船安全規(guī)則》于1981年通過(guò)，對(duì)《國(guó)際海上人命安全公約》第八章形成了補(bǔ)充，進(jìn)一步提供用壽命內(nèi)確保核設(shè)施的安全性。監(jiān)管框架由相關(guān)立法、法規(guī)、指

1962年《布魯塞爾核動(dòng)力船舶經(jīng)營(yíng)人責(zé)任公約》，該公約尚未MGN

679寫(xiě)明：“盡管目前不可能就這一主題提供廣泛的指導(dǎo)意見(jiàn)，但英國(guó)海事與海岸警衛(wèi)署(MCA)可以就單個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行逐一澄清。在核動(dòng)力船舶取得了更多經(jīng)驗(yàn)后，MCA也會(huì)盡力提供更多指導(dǎo)意見(jiàn)?！蹦弦约皬?qiáng)有力的領(lǐng)導(dǎo)和安全管理計(jì)劃構(gòu)成。生效，且很可能不會(huì)生效?！秶?guó)際海上人命安全公約》第八章和《核商船安全規(guī)則》是基于20世紀(jì)70年代的反應(yīng)堆技術(shù)和安全框架制定的，因此需要結(jié)合過(guò)去40年的技術(shù)發(fā)展，反應(yīng)堆設(shè)計(jì)領(lǐng)域的持續(xù)開(kāi)發(fā)，以及安全管理體系和質(zhì)量體系的不斷演進(jìn)進(jìn)行徹底審查。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)關(guān)于陸上核反應(yīng)堆的規(guī)章已經(jīng)較為完善。目前正在對(duì)這些法規(guī)實(shí)施審查，以便編制針對(duì)移動(dòng)、可運(yùn)輸式應(yīng)用中的小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)以及系列制造產(chǎn)品的要求和影響。對(duì)于航運(yùn)業(yè)來(lái)說(shuō)，依據(jù)現(xiàn)有法規(guī)評(píng)估浮動(dòng)式核電站可行性的工作也正在進(jìn)行之中，這一工作與國(guó)際海事組織和國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)未來(lái)制定關(guān)于核動(dòng)力船舶的規(guī)章具有密切關(guān)聯(lián)。值得關(guān)注的部分內(nèi)容包括：?

要在英國(guó)核動(dòng)力船舶上安裝核反應(yīng)堆，必須在啟動(dòng)船舶建造之前取得MCA的批準(zhǔn)。對(duì)于世界核運(yùn)輸協(xié)會(huì)(WNTI)在國(guó)際海事組織海事安全委員會(huì)第108次會(huì)議上針對(duì)《核商船安全規(guī)則》提交的更為廣泛的差距分析，勞氏船級(jí)社針對(duì)海事安全和責(zé)任提供了差距分析。該文件列出了《核商船安全規(guī)則》中需要修訂的部分，以便指導(dǎo)核動(dòng)力商船的設(shè)計(jì)和安全評(píng)估。?

核規(guī)則是以高壓輕水型反應(yīng)堆為基礎(chǔ)的。其他類(lèi)型的反應(yīng)堆需要特別考慮，MCA可以針對(duì)個(gè)案進(jìn)行逐一審批。?

核動(dòng)力船舶的安全評(píng)估和行程規(guī)劃，必須在船舶抵達(dá)英國(guó)水域之前至少提前12個(gè)月告知MCA，包括抵達(dá)英國(guó)港口。航運(yùn)業(yè)的核能法規(guī)《國(guó)際海上人命安全公約》(SOLAS)第八章規(guī)定了關(guān)于配備核電站船舶的基本要求，由此創(chuàng)建了涵蓋船上核反應(yīng)堆設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行、維護(hù)、驗(yàn)船、搶救、退役的基本要求，包括將核動(dòng)力用作推進(jìn)手段的情形。?

核動(dòng)力船舶的設(shè)計(jì)、建造、測(cè)試、檢驗(yàn)、運(yùn)行和退役，都需要符合質(zhì)量保證計(jì)劃(QAP)，在船舶使用壽命內(nèi)的所有階段，都要由單一組織負(fù)責(zé)總體QAP的管理和控制。船用核反應(yīng)堆具體安全規(guī)章的制定，需要國(guó)際海事組織與國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)密切協(xié)作，因?yàn)檫@兩個(gè)機(jī)構(gòu)分別負(fù)責(zé)航運(yùn)以及和平利用核能技術(shù)。?

需要編制并持續(xù)更新全面且詳細(xì)的操作手冊(cè)，以便于在崗操作人員查閱信息并尋求指導(dǎo)，并且應(yīng)當(dāng)覆蓋與核電站運(yùn)營(yíng)相關(guān)的所有事項(xiàng)，尤其應(yīng)關(guān)注安全性。?

核動(dòng)力船舶在固定地點(diǎn)或泊位靠泊時(shí)，以及在船舶上實(shí)施涉及到離子輻射的作業(yè)時(shí)，則適用2019年《輻射（應(yīng)急處置和公共信息）條例》。可替代燃料系列報(bào)告之核能132

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安全性應(yīng)急規(guī)劃區(qū)域基于風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)證在岸上，核設(shè)施周?chē)O(shè)有應(yīng)急規(guī)劃區(qū)域(EPZ)，在該區(qū)域內(nèi)，必須實(shí)施旨在應(yīng)對(duì)核事故的計(jì)劃，以便保護(hù)人身健康和環(huán)境安全。盡管本身不是一種解決方案，但基于風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)證方法可以用于進(jìn)行法規(guī)調(diào)整，以便適合當(dāng)前的以及即將出現(xiàn)的航運(yùn)核技術(shù)。勞氏船級(jí)社基于風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)證要求遵循了基于風(fēng)險(xiǎn)的方法，基本要求是要證明可以實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)燃油系統(tǒng)相當(dāng)?shù)陌踩?，并且符合IAEA

3S要求的一般預(yù)期。目前，對(duì)于海軍船舶中使用的壓水反應(yīng)堆，可以在船舶靠港時(shí)設(shè)有覆蓋數(shù)千米的大規(guī)模應(yīng)急規(guī)劃區(qū)域，這會(huì)給船舶運(yùn)營(yíng)人造成很大的責(zé)任；船舶會(huì)移動(dòng)，因此，船舶的應(yīng)急規(guī)劃區(qū)域可能會(huì)覆蓋陸上和水上的主要資產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施。對(duì)于核動(dòng)力海軍船舶來(lái)說(shuō)，這些責(zé)任由政府承擔(dān)，以便船舶能夠投入運(yùn)行。核動(dòng)力船舶的安全規(guī)章需要更新，但很可能仍然會(huì)以風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估以及基于風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)證需求為基礎(chǔ)，因此規(guī)格更高，更聚焦于目標(biāo)。關(guān)于核燃料處理的國(guó)際海事安全規(guī)章需要在國(guó)際海事組織、國(guó)際船級(jí)社協(xié)會(huì)(IACS)以及其他安全論壇展開(kāi)討論，需要就燃料系統(tǒng)設(shè)計(jì)、處理及其他關(guān)鍵安全考慮因素提供入級(jí)指南。審批程序在《對(duì)各種IMO文件規(guī)定的替代和等效的批準(zhǔn)導(dǎo)則》(MSC.1/

Circ.1455)中有概括說(shuō)明。核動(dòng)力船舶不適用1976年《海事賠償責(zé)任限制公約》。這意味著責(zé)任需要由船上核電站的運(yùn)營(yíng)人承擔(dān)。對(duì)于需要在商業(yè)保險(xiǎn)市場(chǎng)上承保的風(fēng)險(xiǎn)，核動(dòng)力船舶的應(yīng)急規(guī)劃區(qū)域需要收縮至船舶的邊界為限，這一過(guò)程需要具體小型模塊化反應(yīng)堆技術(shù)的安全特性才能實(shí)現(xiàn)。目前的廣泛預(yù)期是小型模塊化反應(yīng)堆能夠安全地將應(yīng)急規(guī)劃區(qū)域縮小至船舶邊界。勞氏船級(jí)社已經(jīng)制定了基于風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)證(RBC)程序，與MSC.1/Circ.1455及國(guó)際海事組織的其他指南保持一致并且以之為基礎(chǔ)，且同等適用于非SOLAS項(xiàng)目。在需要就新的替代性設(shè)計(jì)提供認(rèn)證和驗(yàn)證信息時(shí)，可以將基于風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)證用于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。對(duì)于可替代燃料項(xiàng)目，基于風(fēng)險(xiǎn)的程序需要滿(mǎn)足SOLAS

Reg.II-1/55中的強(qiáng)新一代反應(yīng)堆技術(shù)有縮小應(yīng)急規(guī)劃區(qū)域的先例，包括NuScale采用的方法，該方法已經(jīng)得到了美國(guó)核能

制性要求、管理委員會(huì)的驗(yàn)證。利用這種方法，可以開(kāi)發(fā)符合岸上電站邊界的應(yīng)急規(guī)劃區(qū)域。MSC.1/Circ.1455中的指南，并且根據(jù)勞氏船級(jí)社基于風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)證程序?qū)嵤??？商娲剂舷盗袌?bào)告之核能142

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安全性2.4具體核燃料加注注意事項(xiàng)加料是核動(dòng)力會(huì)給航運(yùn)業(yè)造成重大運(yùn)營(yíng)變化的領(lǐng)域。由于核燃料的能量密度高，因而反應(yīng)堆在加料或更換之前可以運(yùn)行多年。有些設(shè)計(jì)可以在船舶整個(gè)使用壽命內(nèi)提供動(dòng)力。在現(xiàn)有船隊(duì)中，俄羅斯的核破冰船每五至七年加料一次；某由于前期購(gòu)買(mǎi)船舶多年能源需求的成本高昂，并且核能些核潛艇的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)可以在30-35年的運(yùn)行壽命內(nèi)都不需要加料。

分配受到嚴(yán)密的監(jiān)管，因此，預(yù)計(jì)船東和運(yùn)營(yíng)人不會(huì)以運(yùn)營(yíng)費(fèi)用的方式購(gòu)買(mǎi)燃料。相反，航運(yùn)業(yè)可以租用反應(yīng)堆，通過(guò)船傳統(tǒng)燃料和可替代燃料的加注，或者電動(dòng)船舶的電池充電，

上反應(yīng)堆的運(yùn)行及合同獲得能源輸出。燃料本身可以在開(kāi)始時(shí)屬于船員的責(zé)任，而核反應(yīng)堆的加料則是一項(xiàng)專(zhuān)業(yè)作業(yè)，需要在

作為資本費(fèi)用。在這一場(chǎng)景中，相關(guān)運(yùn)營(yíng)成本為船上能源的約(MWh)價(jià)格，而不是反應(yīng)堆加料的成本。專(zhuān)業(yè)設(shè)施內(nèi)，由受過(guò)訓(xùn)練的專(zhuān)家實(shí)施。根據(jù)未來(lái)的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)，

定每兆瓦時(shí)加料可能涉及到更換反應(yīng)堆中的燃料，將反應(yīng)堆加滿(mǎn)燃料，或者鈾價(jià)是按照U308當(dāng)量的重量，以美元追蹤的商品價(jià)格。在福島核事故后長(zhǎng)期持續(xù)的低需求情形之后，鈾的需求有所恢復(fù)，公眾對(duì)核能在脫碳中作用的接受程度越來(lái)越高，部分供應(yīng)國(guó)發(fā)生中斷，而且地緣政治局勢(shì)日趨緊張，這些因素導(dǎo)致市場(chǎng)鈾價(jià)自2021年起開(kāi)始上漲。利用部分設(shè)計(jì)的模塊化屬性更換整個(gè)反應(yīng)堆。船用核反應(yīng)堆的加料運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)大體上僅限于軍事應(yīng)用，在此類(lèi)應(yīng)用中，加料通常與船舶系統(tǒng)中期刷新同時(shí)進(jìn)行。燃料成本核能含有可在數(shù)年內(nèi)滿(mǎn)足船舶的推進(jìn)需求以及其他能源需求的能量。反應(yīng)堆加料的價(jià)格遠(yuǎn)高于船舶油箱加注一次燃料的價(jià)格，但考慮到反應(yīng)堆加料能夠維持的運(yùn)營(yíng)期限較長(zhǎng)，則相對(duì)于船舶的燃料加注成本，反應(yīng)堆加料的成本競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)。資料：/invest/markets/uranium-price可替代燃料系列報(bào)告之核能152

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安全性世界鈾生產(chǎn)鈾生產(chǎn)和需求世界礦產(chǎn)鈾生產(chǎn)的前三大國(guó)家為哈薩克斯坦、加拿大和納米比亞。全球產(chǎn)能自2020年低點(diǎn)以來(lái)一直在緩慢增加，預(yù)計(jì)隨著核動(dòng)力的需求，在2025-2040年間會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)。鈾的儲(chǔ)量比錫和鋅更加豐富。美國(guó)、日本和中國(guó)都在研發(fā)從海水中提取鈾的工藝；提取技術(shù)達(dá)到經(jīng)濟(jì)可行且高效的程度后，憑借海水中儲(chǔ)藏的45億噸鈾，海水鈾可以支撐數(shù)千年時(shí)間。資料：經(jīng)合組織核能署/國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(OECD-NEA/IAEA)，世界核能協(xié)會(huì)可替代燃料系列報(bào)告之核能162

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安全性2.5港口就緒和法規(guī)目前正在制定有助于核動(dòng)力商船靠泊商用港口的法規(guī)和風(fēng)險(xiǎn)框架。盡定工作仍在進(jìn)行中，但核動(dòng)力海軍船舶仍然會(huì)定期獲準(zhǔn)?？棵裼酶劭冢谶^(guò)去數(shù)十第一艘核動(dòng)力商船薩凡納號(hào)(NS

Savannah)是由美國(guó)政府建造的，基礎(chǔ)設(shè)施要求年中從未發(fā)生過(guò)事故。核動(dòng)力商船跨國(guó)航行并停靠多個(gè)港口，也有歷史先例。在1962至1972年之間航行了10年。該船舶到訪(fǎng)了美國(guó)和世界各地的多個(gè)港口，作為艾森豪威爾總統(tǒng)“原子能為和平服務(wù)”項(xiàng)目的重要組成與燃油和其他可替代燃料相比，支持核動(dòng)力船舶日常運(yùn)行所需要的陸上基礎(chǔ)設(shè)施極少。由于去除了燃料加注需求，因此核動(dòng)力船舶不需要依賴(lài)管道、儲(chǔ)罐、加注船、低溫存儲(chǔ)及構(gòu)成燃料加注基礎(chǔ)設(shè)施的其他港口設(shè)施。核動(dòng)力船舶的跨港口航行由船旗國(guó)或牌照持有人所在國(guó)的監(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)，該等機(jī)構(gòu)會(huì)發(fā)放反應(yīng)堆牌照，并且對(duì)反應(yīng)堆和船舶實(shí)施監(jiān)管。

部分，旨在促進(jìn)和平利用核能。薩凡納號(hào)到訪(fǎng)了美國(guó)32個(gè)港口以及26個(gè)國(guó)家的另外45個(gè)港口，包括曾經(jīng)穿過(guò)巴拿馬運(yùn)河。不過(guò)，薩凡納號(hào)也曾被一些港口拒絕，包括在澳大利亞和新西蘭。國(guó)與國(guó)之間通過(guò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)牌照互認(rèn)，以便船舶入港。例如，根據(jù)英國(guó)2022年《商船（核動(dòng)力船舶）條例》，船舶抵達(dá)英國(guó)水域（包括英國(guó)港口）之前，必須至少提前12個(gè)月將核動(dòng)力船舶的安全評(píng)估情況和航行計(jì)劃告知海事與海岸警衛(wèi)署。預(yù)計(jì)會(huì)由指定港口專(zhuān)業(yè)提供核動(dòng)力船舶維護(hù)服務(wù)，而這些服務(wù)的需求頻率會(huì)遠(yuǎn)低于正常燃料加注。德國(guó)的核動(dòng)力研究船舶奧托·哈恩號(hào)(Otto

Hahn)自1969年起運(yùn)行了10年，到訪(fǎng)了22個(gè)國(guó)家的33個(gè)港口。值得注意的是，該船舶未被允許穿過(guò)蘇伊士運(yùn)河?？商娲剂舷盗袌?bào)告之核能172

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安全性2.6燃料質(zhì)量核能

的生產(chǎn)受到嚴(yán)密監(jiān)管。全面的質(zhì)量控制可確保所制造的燃料符合精確的標(biāo)準(zhǔn)。核燃料的供應(yīng)鏈短，且采用密封容器運(yùn)輸，可將燃料污染的風(fēng)險(xiǎn)降至接近于零。目前有多個(gè)國(guó)際生產(chǎn)商生產(chǎn)反應(yīng)堆用的核能。市場(chǎng)規(guī)模足以形成競(jìng)爭(zhēng)，但由于成本、監(jiān)管等準(zhǔn)入門(mén)檻較高，因此，市場(chǎng)規(guī)模一直較小。核能有許多種不同的類(lèi)型，可以按照裂變同位素U-235的濃度進(jìn)行分類(lèi)。天然鈾的U-235濃度為0.7%左右，低濃縮鈾燃料的U-235濃度在20%以下，而高濃縮鈾的U-235濃度則為20%

或以上。商船等民用反應(yīng)堆只能使用低濃縮燃料。對(duì)于未來(lái)考慮用于商船的許多先進(jìn)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，能量之間的高豐度低濃縮鈾(HALEU)。會(huì)是濃度在5%至20%關(guān)于核能行業(yè)供應(yīng)鏈的質(zhì)量管理體系包含在ISO

19443:2018下，將被ISO/AWI

19443所代替。就燃料成本來(lái)說(shuō)，預(yù)計(jì)燃料質(zhì)量不會(huì)是船東關(guān)注的事項(xiàng)，而會(huì)受到反應(yīng)堆所有者的關(guān)注?？商娲剂舷盗袌?bào)告之核能182

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安全性2.7總結(jié)核能發(fā)電具有長(zhǎng)期的安全記錄，也有監(jiān)管機(jī)構(gòu)在監(jiān)督新反應(yīng)堆技術(shù)的安全開(kāi)發(fā)。在航運(yùn)業(yè)引入任何規(guī)模的核動(dòng)力船舶，都需要對(duì)法規(guī)進(jìn)行廣泛的更新，包括《國(guó)際海上人命安全公約》第八章。而國(guó)際海事組織需要與國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)協(xié)作，制定關(guān)于核動(dòng)力船舶的統(tǒng)一監(jiān)管體系。航運(yùn)業(yè)關(guān)于核動(dòng)力商船運(yùn)營(yíng)的經(jīng)驗(yàn)相對(duì)有限；大多數(shù)航運(yùn)經(jīng)驗(yàn)來(lái)自于海軍船舶，而且使用的是不適合商業(yè)航運(yùn)的老一代反應(yīng)堆類(lèi)型?？商娲剂舷盗袌?bào)告之核能193

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核能的驅(qū)動(dòng)因素3.1第3章：核能的驅(qū)動(dòng)因素法規(guī)航運(yùn)公司需要了解影響航運(yùn)業(yè)的歐盟Fit

for

55一攬子計(jì)劃的五個(gè)要素。Fit

for

55一攬子計(jì)劃是涵蓋社會(huì)和企業(yè)的歐盟總體脫碳戰(zhàn)略，包括下列內(nèi)容：對(duì)于400總噸至5,000總噸的雜貨船，以及5,000總噸及以上的海上船舶，將自2025年起適用MRV報(bào)告。40%本章重點(diǎn)討論在航運(yùn)業(yè)采用核推進(jìn)的各類(lèi)監(jiān)管驅(qū)動(dòng)因素。關(guān)于安全條例，見(jiàn)本報(bào)告第2章。核動(dòng)力航運(yùn)的監(jiān)管驅(qū)動(dòng)因素與其他減排可替代燃料相同。核動(dòng)力具有零運(yùn)行排放的優(yōu)勢(shì)，因而可以形成直接的規(guī)章合規(guī)路徑，降低航運(yùn)業(yè)的溫室氣體排放，并且實(shí)現(xiàn)整個(gè)行業(yè)凈零排放的終極目標(biāo)。根據(jù)歐盟ETS，對(duì)該體系范圍內(nèi)的船舶負(fù)責(zé)的航運(yùn)公司需要購(gòu)買(mǎi)溫室氣體排放配額，覆蓋范圍包括歐盟內(nèi)部的航程、靠泊排放，以及往返歐洲經(jīng)濟(jì)區(qū)的航程中一半的溫室氣體排放。目前，需要交納歐盟配額?

經(jīng)修訂的航運(yùn)碳排放監(jiān)測(cè)、報(bào)告和核查條例（歐盟MRV)?

經(jīng)修訂的歐盟碳排放交易體系指令（歐盟ETS)?

新的FuelEU

Maritime條例?

經(jīng)修訂的替代燃料基礎(chǔ)設(shè)施條例(AFIR)?

經(jīng)修訂的可再生能源指令(RED

III)2024年報(bào)告的核查排放量比例2025年報(bào)告的核查排放量比例的溫室氣體排放包括二氧化碳排放，但自2026年起，還會(huì)以二氧化碳當(dāng)量為基礎(chǔ)，覆蓋二氧化氮和甲烷排放。歐盟法規(guī)勞氏船級(jí)社重點(diǎn)分析了這些相互關(guān)聯(lián)的要求將如何促使船東采用更嚴(yán)格的船舶能效戰(zhàn)略以及新的低碳燃料。2024年根據(jù)MRV體系就5,000總噸及以上貨輪和客輪報(bào)告的從燃料罐到使用(TtW)二氧化碳排放量，可用于2025年的歐盟ETS。航運(yùn)業(yè)不能像其他行業(yè)在歐盟ETS實(shí)施早期那樣享有免費(fèi)配額，但是將獲得一個(gè)分階段納入期，在此期間航運(yùn)公司只需繳納特定年度核查排放量一定比例的配額（請(qǐng)參閱右側(cè)信息圖表）。100%一些最為成熟的航運(yùn)業(yè)排放法規(guī)是由歐盟提出的。關(guān)于歐盟對(duì)核動(dòng)力的立場(chǎng)，最近的信號(hào)是在《凈零工業(yè)法案》(NZIA)中寫(xiě)入了“通過(guò)核工藝生產(chǎn)能源的先進(jìn)技術(shù)”，并且將小型模塊化反應(yīng)堆視為凈零技術(shù)。不過(guò)，尚沒(méi)有將核能視為可以在許可和公共采購(gòu)方面為項(xiàng)目提供支持的“戰(zhàn)略技術(shù)”。2025年和以后年度報(bào)告的核查排放量比例2026年12月會(huì)對(duì)歐盟ETS實(shí)施審查，考慮增加400總噸至5,000總噸的海上船舶。每個(gè)年度的配額要求在下年度

月日之前繳納。930可替代燃料系列報(bào)告之核能203

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核能的驅(qū)動(dòng)因素FuelEU

Maritime條例FuelEU

Maritime條例減排因子該條例對(duì)歐盟ETS形成補(bǔ)充，旨在推動(dòng)可替代燃料的使用，在從油井到使用的全生命周期(WtW)基礎(chǔ)上覆蓋了船上使用能源的溫室氣體強(qiáng)度。歐盟注意到僅依靠支持能效提升的碳價(jià)和政策，不足以實(shí)現(xiàn)歐盟的脫碳目標(biāo)，因此推出了FuelEU，以此創(chuàng)造對(duì)低排放或零排放燃料的激勵(lì)。自2025年起，航運(yùn)公司被要求逐步降低船用能源的溫室氣體排放強(qiáng)度（見(jiàn)右表）。此外，自2030年起，F(xiàn)uelEU要求集裝箱船和客輪實(shí)現(xiàn)停靠期間零排放。FuelEU

Maritime條例要求提交新的監(jiān)測(cè)計(jì)劃。對(duì)每艘船舶的評(píng)估均應(yīng)說(shuō)明為監(jiān)測(cè)和報(bào)告船上使用的能源數(shù)量、類(lèi)型和排放因子而選擇的方法。自2025年1月1日起，每艘船舶都需要記錄并收集能源消耗信息。全年數(shù)據(jù)應(yīng)在下年度的3月30日之前提交核查，不符合當(dāng)年溫室氣體強(qiáng)度降低目標(biāo)的，會(huì)受到處罰。到2027年12月及此后每隔五年均會(huì)實(shí)施FuelEU審查，可能會(huì)擴(kuò)大適用范圍。核動(dòng)力未被納入FuelEU

Maritime條例，也未被列入零排放技術(shù)清單（附件三）。目前，附件三僅限于燃料電池、船上電力貯存以及利用風(fēng)能和太陽(yáng)能進(jìn)行船上發(fā)電。該條例規(guī)定了將新技術(shù)列入附件三的機(jī)制，條件是“從科學(xué)和技術(shù)進(jìn)步角度考慮，認(rèn)定新技術(shù)與附件三中列明的技術(shù)相當(dāng)”。核動(dòng)力要列入附件三，需要滿(mǎn)足該條例下關(guān)于零排放技術(shù)的廣泛要求，因?yàn)楹藙?dòng)力不會(huì)排放以下成分：?

二氧化碳(CO2)?

甲烷(CH4)?

一氧化二氮(N2O)?

氧化硫(SOx)?

一氧化氮(NOx)?

顆粒物(PM)上表：相對(duì)于2020年水平的船用燃料溫室氣體排放強(qiáng)度下降幅度(%)?？商娲剂舷盗袌?bào)告之核能213

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核能的驅(qū)動(dòng)因素集合計(jì)算國(guó)際條例（國(guó)際海事組織）在提交每艘船舶的數(shù)據(jù)時(shí)，可以包含通知對(duì)船舶進(jìn)行集合計(jì)算的決定。集合計(jì)算允許船東和集合計(jì)算關(guān)于國(guó)際層面的CO2排放控制，國(guó)際海事組織的規(guī)章已經(jīng)生效，到目前為止，重點(diǎn)關(guān)注的是船舶能效。在2015年巴黎氣候協(xié)定之后，國(guó)際海事組織于2018年批準(zhǔn)了初始溫室氣體減排計(jì)劃，其中制定了以船舶的碳減排為重點(diǎn)，減少航運(yùn)業(yè)排放的路徑，以實(shí)現(xiàn)將全球溫度較工業(yè)化前時(shí)期的上升幅度控制在1.5度以?xún)?nèi)的目標(biāo)。在該初始戰(zhàn)略的指引下，制定了短期措施，包括現(xiàn)有船舶能效指數(shù)(EEXI)和船舶營(yíng)運(yùn)碳強(qiáng)度指標(biāo)(CII)。管理人將同一支船隊(duì)、同一家公司或不同公司的船舶合并計(jì)算，目的是鼓勵(lì)部署采用低排放或零排放解決方案的新船舶，而不是僅僅努力提升現(xiàn)有船舶的性能。通過(guò)集合計(jì)算，船隊(duì)可以分享某艘船舶的溫室氣體強(qiáng)度的下降幅度，從而降低單一船舶的溫室氣體排放強(qiáng)度，同時(shí)降低在FuelEU

Maritime下產(chǎn)生財(cái)務(wù)罰款的風(fēng)險(xiǎn)。此外，集合計(jì)算希望降低對(duì)生物燃料的依賴(lài)，鼓勵(lì)需要分階段采用的早期采用者采用可替代低溫室氣體及零溫室氣體燃料。2023年7月，國(guó)際海事組織在海上環(huán)境保護(hù)委員會(huì)第80次會(huì)議(MEPC

80)上通過(guò)了經(jīng)修訂的溫室氣體減排戰(zhàn)略，目標(biāo)是在2050年左右實(shí)現(xiàn)凈零排放。航運(yùn)業(yè)的分階段目標(biāo)如下：勞氏船級(jí)社近期發(fā)表的一篇文章指出，將排放罰款和余額集合計(jì)算具有深遠(yuǎn)的意義。Core

Power近期的一項(xiàng)分析顯示，在2030-2034年間對(duì)12艘船舶進(jìn)行集合計(jì)算時(shí)，只需要將一艘極低硫燃料油集裝箱船替換為同等噸位的核動(dòng)力船舶，就可以節(jié)約約4.63億美元的FuelEU

Maritime罰款、8,400萬(wàn)美元的歐盟ETS成本以及2.60億美元的燃料成本。?

到2030年，國(guó)際航運(yùn)業(yè)溫室氣體排放總量至少減少20%，力爭(zhēng)達(dá)到30%?

到2040年，國(guó)際航運(yùn)業(yè)溫室氣體排放總量至少減少70%，力爭(zhēng)達(dá)到80%FuelEU

Maritime項(xiàng)下的燃料溫室氣體排放因子所有減排量均以2008年的水平為基礎(chǔ)計(jì)算。此外，其中也包含關(guān)于低碳或零碳燃料采用率的目標(biāo)，即到2030年至少達(dá)到5%，爭(zhēng)取達(dá)到10%，并且國(guó)際航運(yùn)業(yè)碳強(qiáng)度較2008年降低至少40%?；跍厥覛怏w強(qiáng)度，對(duì)不同燃料設(shè)定了不同的排放因子，不過(guò)核能尚未被包含在內(nèi)。FuelEU

Maritime條例的附件一提供了針對(duì)所有燃料確定溫室氣體排放因子的方法。修訂后的溫室氣體減排戰(zhàn)略針對(duì)旨在實(shí)現(xiàn)航運(yùn)業(yè)減排的中期和長(zhǎng)期措施設(shè)定了時(shí)間表，要求在2025年春就MEPC

83上確定的中期措施達(dá)成一致意見(jiàn)，以便該等措施在2027年生效。所述措施會(huì)包含技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要素。國(guó)際海事組織已編制、同意和通過(guò)了燃料生命周期分析導(dǎo)則。該導(dǎo)則可以為技術(shù)和經(jīng)濟(jì)措施提供支持，其中提供了計(jì)算從油井到燃料罐的排放（與船用燃料的生產(chǎn)和供應(yīng)相關(guān)的排放）以及從油井到使用的排放（包括因在船上使用燃料產(chǎn)生的排放）的方法?？商娲剂舷盗袌?bào)告之核能223

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核能的驅(qū)動(dòng)因素生命周期分析發(fā)電生命周期排放核能發(fā)電不需要將碳?xì)浠衔镉米魅剂匣蛉魏涡问降娜紵膊恍枰褂靡加?。反?yīng)堆自身的運(yùn)行排放為零，不過(guò)需要考慮核燃料采礦和精煉以及反應(yīng)堆建造時(shí)產(chǎn)生的間接生命周期排放。國(guó)際海事組織的生命周期分析指南沒(méi)有將核反應(yīng)堆列為船用動(dòng)力，而只是將核動(dòng)力視為一生命周期溫室氣體排放，單位為g二氧化碳當(dāng)量/kWh，區(qū)域差異，2020年12001095912平均1021850種能量，可用于生產(chǎn)氫、氨等其他燃料。10008006004002000912753關(guān)于對(duì)船用核動(dòng)力進(jìn)行生命周期分析，可以參照岸上核動(dòng)力發(fā)電設(shè)施。聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)(UNECE)的《電力綜合生命周期評(píng)估報(bào)告》中，核動(dòng)力的生命周期排放是各種技術(shù)中最低的。該報(bào)告顯示，核動(dòng)力的排放會(huì)在燃料鏈的前端產(chǎn)生。5134034702134271903641492211471228782

8323

2311

6.428

3527

34

16

23

21根據(jù)該報(bào)告的模型，核動(dòng)力的排放為5.1-6.4

g二氧化碳當(dāng)量/kWh，而從全生命周期考慮，天然氣聯(lián)合循環(huán)廠（屬于最高效的發(fā)電系統(tǒng)之一，尚未在船上采用）的排放為403-513

g二氧化碳當(dāng)量/kWh，在實(shí)施碳捕集和封存后，排放量介于92至220

g二氧化碳當(dāng)量/kWh。平均來(lái)說(shuō)，核動(dòng)力的生命周期溫室氣體排放低于太陽(yáng)能或風(fēng)能等可再生能源，唯一能夠與之匹敵的是水力發(fā)電。92

856.1

5.1

14

27810

7.4

9.2

7.8

13

12-200硬煤硬煤水電濃縮光伏風(fēng)能太陽(yáng)能天然氣天然氣核能資料：/invest/markets/uranium-price可替代燃料系列報(bào)告之核能233

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核能的驅(qū)動(dòng)因素3.2船舶經(jīng)營(yíng)人的需求和興趣關(guān)于在航運(yùn)業(yè)使用核動(dòng)力的興趣，驅(qū)動(dòng)因素是其減排能力。核動(dòng)力提供了一個(gè)在航運(yùn)業(yè)實(shí)現(xiàn)最終減排目標(biāo)（即零排放運(yùn)營(yíng)）的路徑，而且在燃料和燃料加注基礎(chǔ)設(shè)施開(kāi)發(fā)方面不存在不確定性。一旦就反應(yīng)堆租賃達(dá)成協(xié)議，就不再需要擔(dān)憂(yōu)未來(lái)船舶運(yùn)行所需綠色燃料的可用性。最近，航運(yùn)公司已經(jīng)與船廠以及核工程公司等協(xié)作啟動(dòng)了一些核動(dòng)力船舶設(shè)計(jì)研發(fā)項(xiàng)目，包括散貨船和集裝箱船。勞氏船級(jí)社正在關(guān)注核動(dòng)力航運(yùn)項(xiàng)目，預(yù)計(jì)隨著航運(yùn)排放監(jiān)管的收緊，對(duì)核推進(jìn)的興趣會(huì)持續(xù)提高?？蛻?hù)對(duì)核推進(jìn)的興趣有所不同，一種希望利用當(dāng)前技術(shù)在最短時(shí)間框架內(nèi)創(chuàng)造水上資產(chǎn)（2030年前后），另一種希望針對(duì)20年左右的部署期開(kāi)展較長(zhǎng)期限的工作，對(duì)此有多種技術(shù)可以考慮。對(duì)于探索船用核動(dòng)力的船東來(lái)說(shuō)，主要考慮因素與其他可替代燃料一致，都是交付時(shí)間表和成本。對(duì)于核動(dòng)力，一個(gè)額外因素是在商船上使用核反應(yīng)堆的社會(huì)接受程度。可替代燃料系列報(bào)告之核能243

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核能的驅(qū)動(dòng)因素3.3技術(shù)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因素對(duì)于正在考慮將核動(dòng)力用于海事應(yīng)用的人來(lái)說(shuō)，位于議程表第一項(xiàng)的根本性問(wèn)題是“核能成本”的對(duì)比情況，這是在投資決策時(shí)需要考慮的因素。在考慮成本應(yīng)對(duì)措施之前，有必要考慮一下在航運(yùn)業(yè)應(yīng)用核能很可能會(huì)采用的部署模型，因?yàn)檫@會(huì)對(duì)資本支出(CAPEX)和運(yùn)營(yíng)支出(OPEX)產(chǎn)生根本性的影響。首先，一個(gè)合理做法是考察現(xiàn)有的以及針對(duì)新的岸上應(yīng)與傳統(tǒng)船用燃料的運(yùn)行情況相比，燃料價(jià)格波動(dòng)相關(guān)用（如供熱和發(fā)電）正在開(kāi)發(fā)的運(yùn)營(yíng)模型，如道康寧公司位

的問(wèn)題也大體上可以消除。目前在這一領(lǐng)域開(kāi)展的工作顯于得克薩斯州的Seadrift電站。道康寧公司的電站將由技術(shù)開(kāi)

示，核能的成本優(yōu)于目前碳?xì)浠衔锏某杀?。該技術(shù)也為發(fā)商X能源(X-Energy)運(yùn)營(yíng)，主要原因在于X能源與監(jiān)管機(jī)構(gòu)的關(guān)系良好，而且與道氏化學(xué)公司不同，該公司是一家專(zhuān)業(yè)核能技術(shù)和運(yùn)營(yíng)公司。以不同方式進(jìn)行資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)提供了極具競(jìng)爭(zhēng)力的新機(jī)遇，在新增成本幾乎可以忽略不計(jì)的情況下以極快的速度產(chǎn)生蒸汽，由此可以降低所需要的船隊(duì)規(guī)模。核反應(yīng)堆的成本和使用壽命也有助于將船舶設(shè)計(jì)壽命提高到近50年，而不是目前的20-30年；除價(jià)值極高的資產(chǎn)存在的個(gè)別情形外，這些因素也降低了船舶改裝的可能性。將這種方法用于航運(yùn)業(yè)，意味著反應(yīng)堆很可能會(huì)由在核監(jiān)管機(jī)構(gòu)有驗(yàn)證記錄的第三方擁有并運(yùn)營(yíng)。監(jiān)管機(jī)構(gòu)很可能會(huì)要求有10年的驗(yàn)證記錄。這對(duì)于海上資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)人來(lái)說(shuō)有兩方面的優(yōu)勢(shì)：首先不需要開(kāi)發(fā)綜合性的內(nèi)部核能力，不需要盡管這種商業(yè)模式會(huì)引起海運(yùn)資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)人對(duì)資本支出成本的顧慮，但是就定價(jià)理解來(lái)說(shuō)，在這方面的興趣是可向核監(jiān)管機(jī)構(gòu)獲得審批；其次，核反應(yīng)堆由其他實(shí)體擁有，

以理解的。對(duì)此，對(duì)于在二十一世紀(jì)30年代交付的反應(yīng)堆來(lái)說(shuō)，可以大致采用每個(gè)反應(yīng)堆5.00億美元的數(shù)據(jù)，并且意味著資產(chǎn)所有者不會(huì)產(chǎn)生前期資本支出。隨著生產(chǎn)率的提升，在此之后的成本會(huì)迅速下降。需要注意的是，這只是一個(gè)簡(jiǎn)化示例，并沒(méi)有考慮同類(lèi)首個(gè)反應(yīng)堆所需要的監(jiān)管審批等因素。對(duì)于使用由第三方所有的反應(yīng)堆電力的船舶來(lái)說(shuō)，最有可能的場(chǎng)景是按照時(shí)間進(jìn)行電力安排，即船舶運(yùn)營(yíng)人根據(jù)合同，以兆瓦時(shí)(MWh)為單位向反應(yīng)堆所有者采購(gòu)電力。由于反應(yīng)堆是封閉裝置，運(yùn)營(yíng)成本可以確定，因此，在資產(chǎn)建造之前就可以有把握地確定生命周期的運(yùn)營(yíng)成本。在運(yùn)行壽命結(jié)束時(shí)，反應(yīng)堆內(nèi)的核能可能仍然會(huì)有很高的殘余價(jià)值；反應(yīng)堆所有者可能會(huì)將這些有價(jià)值的材料部署到其他資產(chǎn)上。可替代燃料系列報(bào)告之核能253

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核能的驅(qū)動(dòng)因素集裝箱船的核推進(jìn)70

MWe先進(jìn)反應(yīng)堆的高、低資本支出預(yù)估（百萬(wàn)美元）核工程公司Core

Power目前正在開(kāi)發(fā)針對(duì)航運(yùn)業(yè)的核技術(shù)，其近期確定將10,000個(gè)以上20英尺標(biāo)準(zhǔn)箱(TEU)的集裝箱船作為采用核推進(jìn)的主要候選船型，而且由于歐盟ETS和FuelEU

Maritime節(jié)約的原因，尤其適合亞歐貿(mào)易。下表顯示了從事亞歐貿(mào)易的核動(dòng)力集裝箱船在較高和較低資本支出和運(yùn)營(yíng)支出情況下的場(chǎng)景。對(duì)于運(yùn)營(yíng)支出數(shù)據(jù)，假定用核反應(yīng)堆取代船舶的柴油機(jī)。極低硫燃料油(VLSFO)船舶的燃料消耗被轉(zhuǎn)化為能源消耗，其中基于愛(ài)達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的《用于熱管微反應(yīng)堆理念的經(jīng)濟(jì)學(xué)設(shè)計(jì)方法》，假定每噸VLSFO的電量為12MW-h，而先進(jìn)反應(yīng)堆運(yùn)行采用的成本為15美元/MW-h至35美元/MW-h。25年年度年度通過(guò)對(duì)典型亞歐貿(mào)易引入核動(dòng)力的影響進(jìn)行建模，Core

Power發(fā)現(xiàn)對(duì)于由八支船舶組成的船隊(duì)來(lái)說(shuō)，每個(gè)先進(jìn)反應(yīng)堆的平均成本，加上包括保險(xiǎn)成本在內(nèi)的運(yùn)營(yíng)成本，在25年內(nèi)都不會(huì)超過(guò)38億美元，相對(duì)于采用傳統(tǒng)燃料的船舶來(lái)說(shuō)具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，而該成本遠(yuǎn)高于先進(jìn)反應(yīng)堆的預(yù)估成本。集裝箱船運(yùn)能/TEU資本支出

（百萬(wàn)

資本支出

（百萬(wàn)

運(yùn)營(yíng)支出運(yùn)營(yíng)支出高（百萬(wàn)美元）運(yùn)營(yíng)支出高（百萬(wàn)美元）低美元）高美元）低（百萬(wàn)美元）此研究中的預(yù)估資本支出和運(yùn)營(yíng)支出以愛(ài)達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(IdahoNational

Laboratory)的《商用先進(jìn)核能配置–

海事應(yīng)用報(bào)告》為基礎(chǔ)，該報(bào)告確定的先進(jìn)反應(yīng)堆資本支出成本介于每kWe

4,000美元至7,000美元之間。資料：Core

Power，基于愛(ài)達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的估算。可替代燃料系列報(bào)告之核能264

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核燃料生產(chǎn)和供應(yīng)4.1第4章：核燃料生產(chǎn)和供應(yīng)簡(jiǎn)介–

概覽預(yù)計(jì)核燃料的生產(chǎn)和供應(yīng)基本不會(huì)引起船東的顧慮。船東及其運(yùn)營(yíng)伙伴會(huì)通過(guò)多種結(jié)構(gòu)化合同安排確保在反應(yīng)堆生命周期內(nèi)取得有保障的燃料供應(yīng)，而不會(huì)將燃料視為運(yùn)營(yíng)支出。這與其他可替代燃料有所不同，對(duì)于其他可替代燃料來(lái)說(shuō)，船舶在其使用壽命內(nèi)始終會(huì)面臨取得充足的燃料供應(yīng)、并在必要地點(diǎn)進(jìn)行燃料加注的問(wèn)題。目前，下一代反應(yīng)堆所需核能的供應(yīng)量適合研究性反應(yīng)堆。要滿(mǎn)足小型模塊化反應(yīng)堆應(yīng)用的商業(yè)需求，產(chǎn)能需要大幅提升。新一代反應(yīng)堆技術(shù)使用的高豐度低濃縮鈾(HALEU)燃料是反應(yīng)堆實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期運(yùn)行、縮小物理足跡必不可少的一環(huán)。目前，發(fā)電用反應(yīng)堆使用的低濃縮鈾(LEU)的濃縮度介于3%

至5%

之間。預(yù)計(jì)未來(lái)反應(yīng)堆使用的HALEU燃料的濃縮度將在10%

至20%

之間?？商娲剂舷盗袌?bào)告之核能274

|核燃料生產(chǎn)和供應(yīng)4.2供應(yīng)和需求預(yù)測(cè)目前，核能的生產(chǎn)商數(shù)量足以形成一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)性的市場(chǎng)，并且預(yù)計(jì)生產(chǎn)鈾可用性商能夠?qū)崿F(xiàn)滿(mǎn)足核燃料日益增長(zhǎng)需求的產(chǎn)能?？紤]到近期的地緣政治緊張態(tài)勢(shì)以及HALEU的預(yù)計(jì)需求，各國(guó)政府改變了實(shí)施核燃料生產(chǎn)的方式，主要驅(qū)動(dòng)因素是安全顧慮和脫碳。世界核能協(xié)會(huì)在關(guān)于2023-2024年實(shí)施的兩年一次核燃料需求與供應(yīng)審查中表示，其毫不懷疑鈾儲(chǔ)備足以滿(mǎn)足未來(lái)的需求。根據(jù)世界核能協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，哈薩克斯坦是主要鈾生產(chǎn)國(guó)，在2022年占全球產(chǎn)量的43%，隨后分別是占比14.9%

的加拿大和11.4%

的納米比亞。美國(guó)能源部正在通過(guò)將政府高濃縮鈾(HEU)庫(kù)存與濃縮相結(jié)合的方式，力求通過(guò)多種途徑為未來(lái)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)確保國(guó)內(nèi)HALEU供應(yīng)安全。根據(jù)美國(guó)能源部的預(yù)測(cè)，到2030年，HALEU的需求將超過(guò)40噸。按國(guó)別列示的鈾生產(chǎn)量（噸鈾）位于俄亥俄州派克頓的濃縮設(shè)施已于2023年底上線(xiàn)運(yùn)營(yíng)，這是自1954年以來(lái)首個(gè)投產(chǎn)的由美國(guó)所有的鈾濃縮廠。該廠在2023年11月向美國(guó)能源部交付了20千克HALEU，預(yù)計(jì)滿(mǎn)載產(chǎn)能可實(shí)現(xiàn)每年生產(chǎn)900千克。2022年美國(guó)《通脹削減法案》對(duì)HALEU可用性項(xiàng)目投入了7億美元，力求填補(bǔ)基礎(chǔ)設(shè)施與研究空白。根據(jù)歐盟的歐洲原子能共同體供應(yīng)局(ESA)發(fā)布的2022年5月HALEU報(bào)告，預(yù)計(jì)到2035年，歐盟每年的HALEU需求將達(dá)到676千克至1256千克。該報(bào)告將確定、實(shí)質(zhì)性的HALEU數(shù)量承諾視為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量提升唯一最重要的因素。歐盟濃縮技術(shù)生產(chǎn)商曾表示，歐盟HALEU生產(chǎn)設(shè)施的年需求要達(dá)到3至8噸，才會(huì)具有商業(yè)可行性。歐盟面臨的決策是繼續(xù)依賴(lài)美國(guó)和俄羅斯HALEU進(jìn)口，維護(hù)可供10年使用的HALEU庫(kù)存以確保供應(yīng)安全，或者支持歐盟的生產(chǎn)設(shè)施。ESA估計(jì)，HALEU生產(chǎn)設(shè)施從設(shè)計(jì)到投產(chǎn)，需要六至七年時(shí)間。資料：世界核能協(xié)會(huì)（2023年8月）和專(zhuān)業(yè)出版物數(shù)據(jù)（由于四舍五入影響，表格中的分項(xiàng)之和可能與合計(jì)數(shù)有差異）可替代燃料系列報(bào)告之核能284

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核燃料生產(chǎn)和供應(yīng)4.3反應(yīng)堆退役與放射性廢料低放射性廢料(LLW)在核廢料總量中的占比高達(dá)90%，而放射性占比為1%，其中包括在核設(shè)施運(yùn)行和退役過(guò)程中被放射性物質(zhì)污染的衣物、工具、抹布等。部分來(lái)自于指定活躍區(qū)域的物質(zhì)會(huì)出于預(yù)防的原因而被標(biāo)識(shí)為低放射性廢料，即使其本身并未顯示出放射性有所增強(qiáng)。部分先進(jìn)的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)可以將低放射性廢料減少至接近于零的水平。對(duì)于取得關(guān)于核動(dòng)力運(yùn)營(yíng)的社會(huì)許可來(lái)說(shuō)，應(yīng)對(duì)公眾對(duì)放射性廢料及其管理的認(rèn)知是極為必要的。核能發(fā)電產(chǎn)生的所有廢料都會(huì)受到嚴(yán)密監(jiān)管，絕不允許任何核廢料造成污染。要了解現(xiàn)有旨在保護(hù)人身健康和環(huán)境安全的法規(guī)，一個(gè)有益舉措是界定由核反應(yīng)堆產(chǎn)生的廢物流。中放射性廢料在放射性廢料總量中的占比為7%，放射性占比為4%。中放射性廢料與高放射性廢料之間的差異在于，中放射性廢料產(chǎn)生的熱量不足以構(gòu)成在抑制和處置時(shí)需要考慮的因素，例如反應(yīng)堆部件和燃料包蓋。盡管核反應(yīng)堆退役和后續(xù)放射性廢料處置預(yù)計(jì)屬于反應(yīng)堆所有者的責(zé)任而非船東的責(zé)任，但對(duì)于希望探索核動(dòng)力在航運(yùn)業(yè)中使用方案的人來(lái)說(shuō)，這個(gè)議題也是值得關(guān)注的。放射性材料處置的定義是在沒(méi)有任何回收意圖的情況下進(jìn)行存放，關(guān)于低放射性廢料、中放射性廢料和高放射性廢料的適當(dāng)處置，都有相應(yīng)的監(jiān)管措施。低放射性廢料通常在接近地表的位置進(jìn)行處置，容器會(huì)放置在處置窖中，或者放在接近地平面的位置。目前正在經(jīng)營(yíng)的地點(diǎn)位于歐洲多個(gè)國(guó)家以及日本和美國(guó)。此類(lèi)地點(diǎn)設(shè)計(jì)處置的是半衰期最長(zhǎng)為30年的廢料，也會(huì)用來(lái)處理短期中放射性廢料。核反應(yīng)堆會(huì)產(chǎn)生廢物流，就如同內(nèi)燃機(jī)和電池會(huì)產(chǎn)生廢物流一樣。不過(guò)，核反應(yīng)堆所產(chǎn)生廢料的特別之處在于其數(shù)量少、抑制性好，而且可以準(zhǔn)確測(cè)量其放射性。相對(duì)于其他技術(shù)產(chǎn)生的廢料來(lái)說(shuō)，這些特別之處有助于提高搬運(yùn)和處置時(shí)的控制力度。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)已經(jīng)制定了關(guān)于放射性廢物處置的安全標(biāo)準(zhǔn)，并且得到了成員國(guó)的遵守，以確保對(duì)人身健康和環(huán)境安全的保護(hù)。對(duì)于中放射性廢料和高放射性廢料的處置，則優(yōu)先選擇較深的地理位置。此類(lèi)地點(diǎn)旨在將放射性廢料抑制并與環(huán)境相隔離，時(shí)長(zhǎng)高達(dá)上萬(wàn)年甚至更長(zhǎng)，因?yàn)榇祟?lèi)廢料的放射性衰減需要很長(zhǎng)時(shí)間。尤其是高放射性廢料，通常在產(chǎn)生此類(lèi)廢料的反應(yīng)堆所在的地點(diǎn)存放，以便其放射性在將此類(lèi)廢料運(yùn)往最終處置地點(diǎn)之前降至安全水平。燒過(guò)的核燃料是核反應(yīng)堆經(jīng)營(yíng)所產(chǎn)生的放射性最強(qiáng)的副產(chǎn)品。燒過(guò)核燃料的處置受到嚴(yán)密監(jiān)管，需要由專(zhuān)業(yè)人員實(shí)施，并且在運(yùn)輸過(guò)程中有嚴(yán)格的抑制規(guī)則。根據(jù)其成分，可以對(duì)燒過(guò)核燃料進(jìn)行再加工以回收其對(duì)核反應(yīng)堆所產(chǎn)生放射性廢料的管理，是一個(gè)受到高度監(jiān)管的過(guò)程，重點(diǎn)考慮因素是安全性和環(huán)境保護(hù)。盡管核動(dòng)力具有在航運(yùn)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用的潛力，但對(duì)于航運(yùn)業(yè)的利益相關(guān)方來(lái)說(shuō)，了解與放射性廢料處置相關(guān)的責(zé)任和挑戰(zhàn)也是極其重要的。中的鈾和钚含量，確保最高效的材料使用率。根據(jù)世界核能協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，燒過(guò)核燃料是高放射性廢料中的一種，其中高放射性廢料在所產(chǎn)生放射性廢料總量中的占比為3%，在總放射性中的占比為95%。(HLW)可替代燃料系列報(bào)告之核能295

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技術(shù)就緒5.1第5章：技術(shù)就緒簡(jiǎn)介對(duì)于核動(dòng)力項(xiàng)目，目前有多種相互競(jìng)爭(zhēng)的反應(yīng)堆技術(shù)正在開(kāi)發(fā)之中，而由于能源安全和脫碳的政治重要性的提高，近年來(lái)，這一領(lǐng)域的研究也引起了越來(lái)越多的關(guān)注。第四代核能系統(tǒng)國(guó)際論壇(GIF)認(rèn)可的技術(shù)主要有六種。GIF是一個(gè)旨在就先進(jìn)反應(yīng)堆技術(shù)開(kāi)發(fā)進(jìn)行國(guó)際合作協(xié)調(diào)的組織，代表了13個(gè)國(guó)家和歐盟。對(duì)于航運(yùn)業(yè)來(lái)說(shuō)，最具前景的技術(shù)包括對(duì)現(xiàn)有壓水反應(yīng)堆(PWR)設(shè)計(jì)進(jìn)行改良，以及目前處于不同開(kāi)發(fā)階段，并且實(shí)踐驗(yàn)證相對(duì)較少的第四代技術(shù)。對(duì)于所有這些技術(shù)來(lái)說(shuō)，主要的挑戰(zhàn)都是設(shè)定在航運(yùn)業(yè)中采用的標(biāo)準(zhǔn)，以及證明反應(yīng)堆設(shè)計(jì)的運(yùn)行安全性。就海事應(yīng)用來(lái)說(shuō)，前景最廣、上市周期最短的技術(shù)包括：?

壓水反應(yīng)堆(PWR)?

熱管微反應(yīng)堆(HPMR)?

熔鹽反應(yīng)堆(MSR)?

鉛冷快中子反應(yīng)堆(LFR)?

高溫氣體反應(yīng)堆(HTGR)可替代燃料系列報(bào)告之核能305

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技術(shù)就緒5.2壓水反應(yīng)堆壓水反應(yīng)堆示意圖目前，壓水反應(yīng)堆已經(jīng)發(fā)展成了小型模塊化反應(yīng)堆，可以在船上使用。這種反應(yīng)堆將鈾用作燃料，通過(guò)受控核裂變連鎖反應(yīng)產(chǎn)生熱量。熱量會(huì)傳導(dǎo)給冷卻劑，在壓水反應(yīng)堆中，冷卻劑通常為普通水。由于反應(yīng)堆容器中保持高壓，因此，加熱后的冷卻劑在高溫下仍然保持液態(tài)。這些熱量隨后可以轉(zhuǎn)化為電能、機(jī)械能，或者直接用于供暖的熱能?？刂瓢趄?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)加壓器就海事應(yīng)用來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)適合工廠制造且具有被動(dòng)安全特性的小型壓水反應(yīng)堆設(shè)計(jì)，具有實(shí)現(xiàn)壓水反應(yīng)堆商業(yè)部署的前景。主蒸汽在諸多反應(yīng)堆技術(shù)中，壓水反應(yīng)堆的獨(dú)特之處在于多個(gè)國(guó)家的軍隊(duì)有過(guò)在海洋環(huán)境中運(yùn)行這種反應(yīng)堆的經(jīng)驗(yàn)，而且過(guò)往也有若干個(gè)政府支持商船的實(shí)例。上升管（初級(jí)流量）蒸汽發(fā)生器（次級(jí)流量）要制造小型模塊化壓水反應(yīng)堆——擴(kuò)大航運(yùn)業(yè)采用規(guī)模所需要的類(lèi)型——開(kāi)發(fā)工作要在與其他技術(shù)相似的層面進(jìn)行，需要在測(cè)試環(huán)境中對(duì)整合式原型進(jìn)行驗(yàn)證。安全殼給水下降管（初級(jí)流量）反應(yīng)堆壓力容器堆芯（初級(jí)流量）可替代燃料系列報(bào)告之核能315

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技術(shù)就緒5.3熱管微反應(yīng)堆核熱管（低壓微反應(yīng)堆）是一種被動(dòng)熱傳導(dǎo)裝置。這種反應(yīng)堆將鈾用作燃料，在堆芯中通過(guò)受控核裂變連鎖反應(yīng)產(chǎn)生熱量。熱量被傳導(dǎo)至熱管中的工作流體中。這些熱量隨后可以轉(zhuǎn)化為電能、機(jī)械能，或者直接用于供暖的熱能。熱管微反應(yīng)堆示意圖控制鼓熱管的被動(dòng)性意味著不需要冷卻劑，因而不再需要相關(guān)的泵送系統(tǒng)。設(shè)計(jì)中包括多個(gè)被動(dòng)安全系統(tǒng)，從而確保在發(fā)生故障時(shí)將熱量清除掉。反應(yīng)堆的低壓性可以降低潛在故障的影響，從而降低了分散材料所需要的動(dòng)能。熱管反應(yīng)堆中的燃料貧化后，會(huì)拆下船上反應(yīng)堆，并用新反應(yīng)堆更換。貧化后的反應(yīng)堆會(huì)送至港口環(huán)境以外的專(zhuān)用設(shè)施進(jìn)行處理。在船舶使用壽命內(nèi)可能都不需要更換。熱管初級(jí)熱交換器TRISO

燃料石墨堆芯模塊停堆棒熱管使用的三元結(jié)構(gòu)各向同性包覆燃料顆粒(TRISO)和氣冷反應(yīng)堆已達(dá)到演示水平，但尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。熱管反應(yīng)堆設(shè)計(jì)包括遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)能力；不需要任何船上作業(yè)。熱管微反應(yīng)堆有多個(gè)技術(shù)演示項(xiàng)目正在進(jìn)行，包括BWXT公司和西屋公司，覆蓋范圍包含國(guó)防和民用應(yīng)用。反應(yīng)控制鼓用于緩和eVinci的功率輸出，如在應(yīng)用或關(guān)閉后的加載。否則，反應(yīng)控制鼓將處于靜止?fàn)顟B(tài)。西屋公司的eVinci?

微反應(yīng)堆。圖片來(lái)自西屋公司可替代燃料系列報(bào)告之核能325

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技術(shù)就緒5.4熔鹽反應(yīng)堆(MSR)熔鹽反應(yīng)堆示意圖熔鹽（低壓）反應(yīng)堆利用溶解于熔融氟化鹽液體混合物中的鈾，通過(guò)堆芯中的受控核裂變連鎖反應(yīng)產(chǎn)生熱量。熔鹽具有冷卻劑和緩和劑作用，可以維持連鎖反應(yīng)。熱量被傳導(dǎo)至工作流體中。這些熱量隨后可以轉(zhuǎn)化為電能，或者直接用于供暖的熱能。有些熔鹽反應(yīng)堆設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)加料，無(wú)需關(guān)閉反應(yīng)堆。反射層泵部分熔鹽反應(yīng)堆設(shè)計(jì)具有將輕水反應(yīng)堆產(chǎn)生的燒過(guò)燃料用作燃料的潛力。對(duì)于各類(lèi)熔鹽反應(yīng)堆技術(shù)來(lái)說(shuō)，目前已經(jīng)有適合大規(guī)模測(cè)試以及單項(xiàng)測(cè)試的實(shí)驗(yàn)性試驗(yàn)設(shè)施。該技術(shù)尚在驗(yàn)證之中，需要進(jìn)行航運(yùn)改造。非能動(dòng)換熱器(PHX)因此，熔鹽反應(yīng)堆目前處于實(shí)驗(yàn)水平，但不存在大規(guī)模燃料生產(chǎn)演示。活性堆芯熔鹽反應(yīng)堆具有多種內(nèi)在被動(dòng)安全特性。其液體燃料屬性，使得在發(fā)生過(guò)熱或安全殼破裂時(shí)易于冷卻，而一旦發(fā)生故障，反應(yīng)堆中的被動(dòng)安全裝置會(huì)將燃料排放到儲(chǔ)罐中進(jìn)行冷卻。熔鹽反應(yīng)堆的低壓設(shè)計(jì)降低了發(fā)生安全殼破裂時(shí)材料分散的情況，而燃料鹽具有惰性，從而消除了化學(xué)反應(yīng)的安全顧慮。泰拉能源(TerraPower)的氯化物熔鹽反應(yīng)堆。圖片來(lái)自泰拉能源可替代燃料系列報(bào)告之核能335

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技術(shù)就緒5.5鉛冷快中子反應(yīng)堆(LFR)鉛冷快中子反應(yīng)堆示意圖鉛冷快中子反應(yīng)堆(LFR)使用貧化鈾、钚及次錒系元素作為燃料，在堆芯中通過(guò)受控核裂變連鎖反應(yīng)產(chǎn)生熱量。鉛被用作冷卻劑，去除堆芯中的熱量并將熱量傳導(dǎo)給水，從而產(chǎn)生用于產(chǎn)生能源的蒸汽。堆芯溫度升至正常運(yùn)行水平之上后，被動(dòng)安全特性可以在無(wú)需作業(yè)人員介入的情況下降低堆芯溫度。燃料和技術(shù)都已存在，并且在國(guó)防應(yīng)用中進(jìn)行過(guò)海事驗(yàn)證，包括國(guó)防應(yīng)用中的反應(yīng)堆維護(hù)和換料。NewCleo的TL-30

LFR。圖片來(lái)自NewCleo可替代燃料系列報(bào)告之核能345

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技術(shù)就緒5.6高溫氣體反應(yīng)堆高溫氣體反應(yīng)堆示意圖控制棒高溫氣體反應(yīng)堆(HTGR)的開(kāi)發(fā)利用了一系列燃料，包括低濃縮至高濃縮的鈾、釷和钚。反應(yīng)堆將陶瓷涂層的芯塊用作燃料，在堆芯中通過(guò)受控核裂變連鎖反應(yīng)產(chǎn)生熱量。氦作為冷卻劑吸收這些熱量，隨后熱量可以轉(zhuǎn)化為電能，或