核电厂运行实绩
全球亮点
2021年，核反应堆总发电量为2653TWh，相比2020年的2553TWh高出100TWh。这在有史以来全球核能发电量排名第三，略低于2019年的2657TWh和2006年的2660TWh，并恢复了自2012年以来核能发电量的上升趋势，此前2020年核能发电量有所下降。
图1：核能发电量
资料来源：世界核协会和国际原子能机构动力堆信息系统
2021年，非洲、亚洲、东欧和俄罗斯以及南美洲的核能发电量有所增加，延续了近年来这些地区呈现的上升趋势。西欧和中欧的核能发电量也有所增加，但该地区的核能发电量总体趋势仍在下降。随着美国关闭的反应堆日益增多，北美的核能发电量已连续第二年下降。
图2：地区核能发电量
资料来源：世界核协会和国际原子能机构动力堆信息系统
2021年底，可运行核电站装机容量为396GWe，相比2020年减少1GWe。
2021年发电反应堆的总装机容量为370GWe，相比2020年增加1GWe。这是有史以来反应堆总装机容量最高的一年。在大多数年份，有少数可运行反应堆并未发电。近年来，自2011年福岛第一核电站事故后，日本的反应堆等待批准重启，停止发电反应堆的数量一直较高。由于日本的一部分反应堆现已重启，还有一部分已经永久关闭，可运行但不发电的反应堆总数逐渐减少。
图3：可运行核能发电容量（净容量）
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资料来源：世界核协会和国际原子能机构动力堆信息系统
Although the end of year capacity of operable reactors was up in 2021, the total number of reactors was 436, down five on 2020. Nearly 70% of all operable reactors are pressurized water reactors (PWRs), with all except one of the 34 reactors that have started up between 2017 and 2021 being PWRs.
表1：2021年底可运行核电反应堆数量
| |
非洲
|
亚洲
|
东欧和俄罗斯
|
北美洲
|
南美洲
|
西欧和中欧
|
总计
|
|
BWR
|
|
20
|
|
33 |
|
8
|
61
|
|
FNR
|
|
|
2
|
|
|
|
2
|
|
GCR
|
|
|
|
|
|
11
|
11
|
|
HTGR
|
|
1
|
|
|
|
|
1
|
|
LWGR
|
|
|
11
|
|
|
|
11
|
|
PHWR
|
|
24
|
|
19 |
3 |
2
|
48
|
|
PWR
|
2
|
99
|
40
|
61 |
2 |
98
|
302
|
|
总计
|
2
|
144
|
53
|
113 |
5 |
119
|
436
|
资料来源：世界核协会和国际原子能机构动力堆信息系统
运行实绩
本节中所述的容量因子是根据每个日历年都会上报其发电量的反应堆进行计算。
2021年全球反应堆平均容量因子为82.4%，高于2020年的80.3%，延续了自 2000年以来全球容量因子持续走高的趋势。
图4：全球反应堆平均容量因子
资料来源：世界核协会和国际原子能机构动力堆信息系统
反应堆目前代表了所有类型的气冷反应堆，并且预计到21世纪20年代末，所有的先进气冷反应堆都将关闭。
图5: 按反应堆类型划分的容量因子
资料来源：世界核协会和国际原子能机构动力堆信息系统
2021年，不同地理区域反应堆的容量因子也与此前五年的平均值大体一致，其中北美保持着最高的平均容量因子。
图6：按地区划分的容量因子
资料来源：世界核协会和国际原子能机构动力堆信息系统
核反应堆性能未发生与使用寿命相关的下降趋势。此前五年中，反应堆的平均容量因子未随使用寿命的减少而呈现出显著变化。在处于各个使用寿命阶段的反应堆（而不仅仅是具有更先进设计的新反应堆）中，全球平均容量因子都有所提高。
图7：2017年至2021年按反应堆使用寿命划分的平均容量因子
资料来源：世界核协会和国际原子能机构动力堆信息系统
2021年容量因子的分布情况与此前五年的平均容量因子大致相似。超过三分之二的反应堆的容量因子大于75%。
图8：按容量因子划分的机组百分比
资料来源：世界核协会和国际原子能机构动力堆信息系统
从下图可以看出，反应堆性能得到了稳步改善，该图显示了自20世纪70年代以来每十年以及2020年和2021年的平均容量因子变化。
图9：容量因子的长期趋势图
资料来源：世界核协会和国际原子能机构动力堆信息系统
新建核电设施
除了八座大型压水堆外，俄罗斯于2021年在托木斯克州附近的谢韦尔斯克市开始建设一座铅冷快堆，中国在海南省昌江县开始建设一座小型模块化反应堆。
表2：2021年开工建设的反应堆汇总表
| |
地点 |
型号 |
设计净容量（MWe） |
开工日期 |
|
阿克库尤核电站3号机组
|
土耳其
|
VVER V-509
|
1114
|
2021年3月10日
|
|
昌江核电站3号机组
|
中国
|
HPR1000
|
1100
|
2021年3月31日
|
|
田湾核电站7号机组
|
中国
|
VVER V-491
|
1100
|
2021年5月19日
|
|
谢韦尔斯克
|
俄罗斯
|
BREST-OD-300
|
300
|
2021年6月8日
|
|
库丹库拉姆核电站5号机组
|
印度
|
VVER V-412
|
917
|
2021年6月29日
|
|
昌江小型模块化反应堆
|
中国
|
ACP100
|
100
|
2021年7月13日
|
|
徐大堡核电站3号机组
|
中国
|
VVER V-491
|
1100
|
2021年7月28日
|
|
库丹库拉姆核电站6号机组
|
印度
|
VVER V-412
|
917
|
2021年12月20日
|
|
昌江核电站4号机组
|
中国
|
HPR1000
|
1100
|
2021年12月28日
|
|
三澳核电站2号机组
|
中国
|
HPR1000
|
1117
|
2021年12月31日
|
资料来源：世界核协会和国际原子能机构动力堆信息系统
由于有10座反应堆机组开工建设，6座反应堆并网发电，2021年底在建反应堆总数为53座，比2020年底增加了4座。
表3：2021年底按地区划分的在建机组
|
|
BWR
|
FNR
|
HTGR
|
PHWR
|
PWR
|
总计
|
|
亚洲
|
2
|
2
|
0
|
3
|
29
|
36
|
|
东欧和俄罗斯
|
|
1
|
|
|
6
|
7
|
|
北美洲
|
|
|
|
|
2
|
2
|
|
南美洲
|
|
|
|
|
2
|
2
|
|
西欧和中欧
|
|
|
|
|
6
|
6
|
|
总计
|
2
|
3
|
|
3
|
45
|
53
|
资料来源：世界核协会和国际原子能机构动力堆信息系统
2021年，有六座反应堆首次并网发电。山东石岛湾核电站包括两座250 MWt的高温反应堆球床模块（HTR-PM），与一个200MWe的汽轮机相连，是一个值得注意的新起点。未来，大型核电站将充分利用大量的高温反应堆球床模块。
表4：2021年反应堆并网情况汇总表
|
|
地点
|
容量（MWe，净容量）
|
开工日期
|
首次并网时间
|
|
卡克卡帕拉核电站3号机组
|
印度
|
630
|
2010年11月22日
|
2021年1月10日
|
|
卡拉奇核电站2号机组
|
巴基斯坦
|
1014
|
2015年8月20日
|
2021年3月18日
|
|
田湾核电站6号机组
|
中国
|
1060
|
2016年9月7日
|
2021年5月11日
|
|
红沿河核电站5号机组
|
中国
|
1061
|
2015年3月29日
|
2021年6月25日
|
|
布拉卡核电站2号机组
|
阿拉伯联合酋长国
|
1345
|
2013年4月15日
|
2021年9月14日
|
|
山东石岛湾核电站
|
中国
|
200
|
2012年12月9日
|
2021年12月20日
|
资料来源：世界核协会和国际原子能机构动力堆信息系统
在中国建造的压水堆和在巴基斯坦卡拉奇建造HPR1000反应堆（中国设计）的时间最短。这延续了最近的趋势，即这两座反应堆的系列建设和正在进行的新建设项目中所保留的技术有助于加快反应堆建设时间。
图10：2021年并网发电新机组建设时间
资料来源：世界核协会和国际原子能机构动力堆信息系统
2021年并网发电的反应堆的建设时间中值为88个月，相比2020年84个月的建设时间中值略有增加。
图11：自1981年以来的反应堆建设时间中值
资料来源：世界核协会和国际原子能机构动力堆信息系统
图12显示了自1986年以来建设的反应堆的运行情况。目前在建的大部分反应堆都是在过去十年中开始建设。少数耗时较长的项目均为试点电厂、首创 (FOAK)反应堆、或在重新启动之前暂停建设的项目。以乌克兰赫梅利尼茨基（Khmelnitski）核电站3号和4号反应堆为例，这两座反应堆分别于1986年和1987年开工建设，之后也曾尝试重启建设，但自1990年以来并未取得积极进展。
图12：1985年开始建设的反应堆的运行状况（截至2022年1月1日）
资料来源：世界核协会和国际原子能机构动力堆信息系统
图13显示了自1970年以来每年运行的不同寿命的反应堆的总容量。随着时间的推移，仍在运行的反应堆每十年就会归入下一个类别。
随着新反应堆启动速度的放缓，运行时间不到10年的反应堆的总容量从1990年左右开始下降。但随着近年来新建和后续服役反应堆数量的增加，运行时间不到10年的反应堆的总容量开始再次增加。
图13：反应堆寿命演变
资料来源：世界核协会和国际原子能机构动力堆信息系统
2021年，有十座反应堆永久关停。由于政府决定逐步淘汰核电，德国关闭了三座反应堆，台湾关闭了一座反应堆。德国最后三座反应堆将于2022年关闭。
表5：2021年关停的反应堆
|
|
地点
|
容量（MWe，净容量）
|
首次并网发电日期
|
永久关停日期
|
|
印第安角核电站3号机组
|
美国
|
1030
|
1976年4月27日
|
2021年5月1日
|
|
邓杰内斯核电站B1机组
|
英国
|
545
|
1983年4月3日
|
2021年6月7日
|
|
邓杰内斯核电站B2机组
|
英国
|
545
|
1985年12月29日
|
2021年6月7日
|
|
国圣核电站1号机组
|
台湾地区
|
985
|
1981年5月21日
|
2021年7月1日
|
|
卡拉奇核电站1号机组
|
巴基斯坦
|
90
|
1971年10月18月
|
2021年8月1日
|
|
亨特斯顿核电站B1机组
|
英国
|
490
|
1976年2月8月
|
2021年11月26日
|
|
库尔斯克核电站1号机组
|
俄罗斯
|
925
|
1976年12月19日
|
2021年12月19日
|
|
布罗克多夫核电站
|
德国
|
1410
|
1986年10月14月
|
2021年12月31日
|
|
格罗恩德核电站
|
德国
|
1360
|
1984年9月5日
|
2021年12月31日
|
|
贡德雷明根核电站C机组
|
德国
|
1288
|
1984年11月2日
|
2021年12月31日
|
2021年，有六座反应堆并网发电，十座反应堆永久关停。就容量而言，新并网容量为5310MWe，关停容量为8668MWe。.
图14：1954年至2021年反应堆的首次并网和关停情况
资料来源：世界核协会和国际原子能机构动力堆信息系统