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在AEO2018的参考案例中,预计到2050年,核能发电量将从2017年的99.3GW下降到79.1GW。规划期间仅有3号和4号Vogtle机组是新建项目,且目前已经在建设中,并将提供2.2GW的额外装机容量。美国能源信息署还预计,到2040年,核电机组功率升级将新增容量3.8GW。这些增量将被总计约26.2GW的已宣布的退役量、预期退役量和不经济的电站相抵消。除了正在建设的Vogtle机组外,目前没有新建项目。预计在参考的情况下,到2050年天然气价格上升65%,核电运营成本略有增加。
高或低油价、天然气来源以及技术情景下的结果
HRT和LRT情景下的案例阐明了天然气价格(与参考案例相比)的差异如何影响未来核电装机容量水平。作为基荷电源发电使用的天然气,以较低的价格被使用,且使用量不断增加,会导致批发电力价格在核电站参与竞争的电力市场中处于较低水平。在HRT案例中较低的燃气价格导致较低的电力价格,并使得将近23.8GW的核电装机变得无利可图。与此相比下,在参考和LRT案例中,更高的天然气价格在之后的几年里会提供足够的税收进而可以避免大多数机组退役。
在LRT案例中,到2050年,电力部门使用的天然气价格(9.42美元/MMBtu)处于高位,相较参考情景下的案例中5.01美元/MMBtu,这将导致3.9GW的核电机组提前退役,LRT情景下到2050年核电装机容量为22.3GW,而参考情景则为26.2GW。在HRT案例中,较低的天然气价格(到2050年3.02美元/MMBtu)将使提前退役的核电装机容量从23.8GW(参考情景)提高至50.0GW。在核电机组成本没有下降的情况下,3个情景的案例表明到2050年,核电站退役将持续增加。这3个情景包括了2018~2050年这一时间段新建(2.2GW)和机组升级(3.8GW)的6.0GW核电装机容量。
运营成本
为了理解核电机组成本的影响,美国能源信息署以3种具有显著差异的情景(参考、HRT和LRT)区分不同的运营成本。这些情景中的每一种,与参考情景的案例相比,机组成本提高或降低20%。在成本上,20%的改变体现在在役机组的运行和维护成本,以及对于任何模型的、未规划的核电装机所需要的资本、运行和维护费用的假设。
这些案例表明了核电行业面临的机遇与挑战。在参考案例中,降低核电站20%的运营成本,将减少5GW或18%的核电机组退役。但是,提高核电站20%的运营成本(以参考情景为基准),将增加将近50%的机组退役,退役的核电装机容量将达到39.3GW,在参考情景的案例中到2050年核电机组总退役装机容量将达到66.GW。
在HRT情景中(天然气价格处于史上低水平),核电站成本的改变将对较早退役的机组带来更大的冲击。在案例中,到2050年,增加20%的核电站资本和运营成本导致了37.2GW额外的装机容量退役。与此相比,在同样案例中,在较低的天然气价格下,降低20%的核电站运营成本将减少早期机组退役的数量。在HRT情景下降低20%成本,2050年核电装机容量为78.9GW,而参考情景的案例中则为79.1GW。
相反的是,在LRT案例中,更高的天然气价格导致到2050年有额外的3.9GW核电机组退役。但是,在LRT情景的案例中,核电站运营成本降低20%,在2035年到2050年之间核电装机容量将有44.5GW的净增加。
碳税
两个碳税场景的案例也模拟了碳税对核电装机容量的影响。与煤炭和天然气等化石燃料竞争时,化石燃料将受到碳税的制约,而核能却不会。这些费用将提高天然气和煤炭的燃料价格,从而导致在电力市场中使用煤炭或天然气产生更高的平均电力批发价格。因此,在那些市场中的核电站将变得更具竞争力。在已经检验的案例中,2020年的碳税被模拟为15美元或25美元/吨二氧化碳,实际美元条款方面在2020年之后,每年同比增长5%。
在碳税为25美元/吨二氧化碳的情景中,到2050年新增核电装机容量达到59.1GW。如果将开始的减排费用降低为15美元/吨,新增核电装机容量为24.3GW。在较低和较高碳税的实例中,到2050年,早期退役的装机容量将分别减少3GW和7GW。比起较低的碳税的案例,较高的碳税导致到2050年额外新增34.8GW核电装机容量。
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