每年，美国国家可再生能源实验室 (NREL) 都会发布一套针对发电技术的成本和性能参数。据 NREL 称，电力年度技术基准(ATB) 现已进入第十个年头，拥有来自 144 个国家的近 10 万用户。公用事业规划人员和电网运营商希望通过 ATB 来评估他们在不断变化的市场中的投资选择，他们需要完整而准确的信息，并很高兴知道6 月 24 日发布的2024 年电力 ATB首次包含了一系列有关核能的数据。

之前的 ATB 包含了基于美国能源信息署《年度能源展望》单点估算的核数据，而 2024 年版包含了两种代表性反应堆大小的详细成本信息：大型（1,000 MWe）和小型（300 MWe），涵盖时间跨度从 2030 年到 2050 年。数据基于爱达荷国家实验室核能加速创新门户 (GAIN) 发布的_《先进核反应堆成本估算的荟萃分析》_报告。

参数： 2024 年电力 ATB 包括当前成本和到 2050 年的预测，参数包括资本支出、运营和维护支出、容量系数和平准化能源成本 (LCOE)。ATB网站提供深入的文档，包括历史趋势、当前估计和未来预测的详细信息。

使用了两组财务假设：市场和政策案例包括《通货膨胀削减法案》中的一些生产和投资抵免；仅研发案例则不包括。市场和政策包括到 2050 年对大多数清洁能源技术（包括核能）的投资税收抵免为 30%。陆基风能和公用事业规模的太阳能光伏 (PV) 是显著的例外。27.50 美元/兆瓦时的生产税收抵免适用于少数技术：陆基风能、公用事业规模的太阳能光伏、生物能源和公用事业规模的光伏加电池。

ATB 为每项能源技术制定了三种技术创新情景：保守、中等和先进，分别对应不同水平的公共和私人研发投资。保守情景下投资减少，中等情景下投资保持不变，先进情景下投资增加。

“技术不可知论”核能：谈到核能，电力 ATB（以及它所基于的 INL 元_分析_）包含的成本估算不是针对首座或第_n_座反应堆，而是针对“介于首座和第 n 座之间_”_的核电站，称为“BOAK”。为了计算成本演变，假设一个大型反应堆设计和一个小型反应堆设计，每个设计都占据了新核电站市场的 25%。

ATB 和_Meta 分析_不会猜测哪种反应堆类型或反应堆供应商。ATB 的大型和小型反应堆数据“与技术无关”，代表了压水反应堆、沸水反应堆、高温气态反应堆、钠快堆和熔盐反应堆的“融合”。根据ATB 网站，采取这种方法是因为“1) 所有技术都在积极推行，并宣布了近期的 FOAK 演示，2) 很难预测哪种技术将占上风并占据这里假设的 25% 的市场份额，3) 成本估算的不确定性太大，无法推断现阶段设计类型之间的成本差异。”

核能预测基于对 35 份详细的反应堆成本估算的汇编，以及两组美国核电站历史成本数据集。在对数据进行处理以确保有效的交叉比较后，分配了四分位数以对应三种不同的 ATB 情景。Q1 包括最接近“执行良好的下一个商业产品”的数据点，对应于确保避免成本超支的高级情景，而 Q2 是适度且“最有可能”的情景，Q3 包括最接近 FOAK 成本范围的数据点，是一种保守情景，“其中 FOAK 面临的许多挑战在建造下一个单元时尚未得到解决。”

先进、中等和保守情景下大型反应堆的建设时间分别为 60、82 和 125 个月，而小型反应堆的建设时间分别为 43、55 和 71 个月。成本变化是由更好的项目执行和从部署标准化反应堆设计中获得的经验推动的。虽然保守情景下到 2050 年只会部署 12 吉瓦的核电，但中等情景下将部署 34 吉瓦，先进情景下将部署 200 吉瓦。

该预测将美国和加拿大的核能部署纳入了学习率计算，“因为两国率先部署的一些技术是相同的，这将使学习成果可直接应用于美国并连接跨境供应链”，ATB 网站称。

容量和电网：核电在 ATB 中脱颖而出，其预计容量系数始终高达 93%。根据“NREL 内部模型，考虑到退化改善和能量产量增加”，预计太阳能和风能技术的容量系数将随着时间的推移而增加。这些预计的容量系数增加有助于风能和太阳能的 LCOE 预期下降。

核能和其他几种技术的电网连接成本为每千瓦 100 美元：陆基风能、公用事业级太阳能光伏、聚光太阳能发电、地热能和公用事业级光伏加电池。海上风能的电网连接成本明显更高，而其他技术（包括分布式风能和太阳能）在 ATB 中的电网连接成本为 0 美元。然而，鉴于电网运营商越来越多地限制现有资产的风力发电，理由是供应过剩和电网拥堵，新风能和太阳能发电能力的可靠电网连接的全部成本（尤其是距离现有输电线较远的远程设施）可能很难预测。

复杂因素：电力 ATB 中的海量数据清楚地表明，NREL 以及那些在电网中进行投资的人在比较不一样的电力技术时面临着艰巨的任务。

对于风能和太阳能发电，ATB 包括一系列不同的技术：陆基风能采用不同的涡轮直径，分布式和公用事业规模的太阳能光伏发电（带电池和不带电池）也包括在内。由于太阳能和风能发电随季节和地理位置而变化，更不用说一天中的时间了，ATB 包括 10 个不同的陆基风能和公用事业光伏资源特征类别，这些类别按平均风速和太阳辐射对全国各地区进行分类，以估算实际可发电的容量系数。

具体来看陆上风力资源特征，风速等级 4“表明风力条件中等，旨在成为美国安装的大多数风力项目的代表性风力资源”，而等级 1 的站点拥有全国最快的平均风速。2022 年，等级 4 发电的 LCOE 为 33 美元/兆瓦时（不含税收抵免）。加上抵免，2022 年等级 4 的 LCOE 为 18 美元/兆瓦时。等级 4 风力发电数据基于美国本土所有潜在风力发电能力中前 4-8% 的平均风速范围。美国约有一半的潜在风力资源位于最低三个风速等级——8、9 和 10——并且可能需要更高更宽的风力涡轮机才能实现 ATB 中描述的 LCOE。2022 年陆上风力发电的全 LCOE 范围（含抵免）为 14 美元/兆瓦时至 65 美元/兆瓦时。

改进空间：鉴于 ATB 中分析的风能、太阳能和其他可再生技术和资源类别的范围，除了大型和小型之外，核电细节还有很大的改进空间。INL 的荟萃分析讨论了与热能储存相结合的核技术的成本考虑因素，或在退役煤电厂部署的核电，但尚未纳入 ATB。随着核能技术的部署不断推进，实际成本将被纳入其中，以缩小预计成本范围。

NREL 在 ATB 中纳入核电信息的工作正在取得进展。2023 年，核电被纳入 LCOE 范围表，并作为“常规”技术列在图表底部。2024 年，“常规”标签将消失，但核能仍被列在表格底部，不像其他技术那样按字母顺序排列。

ATB 数据将核能、天然气和煤炭发电数据的标签设为灰色，而可再生能源技术的标签则设为彩色。也许核能可以在 2025 年加入低碳电力技术的行列，拥有自己的颜色——绿色就好了。

核技术论坛

阅读 赞 分享 言