美国核电厂2018年核电成本

1、核能发电的总成本

2018年，核能平均总发电成本为31.88美元/MWh，比2017年低7.1%，比2012年低近25%。总发电成本包括资本、燃料和运营成本，即核电厂发电所需的所有成本。美国核电厂的成本信息由美国电力公司成本协会（Electric Utility Cost Group，EUCG）收集，为了进行准确地历史比较，2018年前的发电成本均基于2018年美元现价进行转换。[1]

2018年核电成本（分规模和运营商）汇总（$/MWh）

在美国，约80%核能发电来自多机组核电厂。规模化经济促使核电厂运营商将成本分摊到更多的发电项目上，以降低总发电成本。2018年，多机组核电厂的平均总发电成本为29.07美元/MWh，而单机组核电厂的平均总发电成本为42.00美元/MWh。[2]与2017年相比，多机组核电厂的平均总发电成本下降逾8%，而单机组核电厂的成本只下降了4%。由于燃料成本没有显著差异，因此上述差异主要由运营成本和资本成本造成。拥有单座核电厂的运营商平均总发电成本为33.52美元/MWh，而用于多座核电厂的运营商平均总发电成本为31.41美元/MWh。成本下降的主要原因是运营支出和资本支出降低。

2018年，核电在批发市场的平均总发电成本为29.34美元/MWh，而在监管市场的平均总发电成本为34.24美元/MWh。与2017年相比，批发市场的平均总发电成本下降逾7%，监管市场核电厂的成本下降近7%。沸水堆（BWR）核电厂的平均总发电成本为33.48美元/MWh，压水堆（PWR）核电厂的平均总发电成本为31.06美元/MWh。造成这些差异的原因在于，处于停堆换料期的沸水堆核电厂所占比例相对压水堆核电厂而言更高。

2018年核电成本（分市场和堆型）汇总($/MWh)

资料来源：EUCG

由于燃料成本减少9.3%，资本支出减少8.7%，运营成本减少5.9%，核能总发电成本同比下降7.1%。自2012年以来，因为资本支出减少46%，燃料成本减少25%，运营成本减少14%，所以总发电成本下降25%。由于多方面原因，核能总发电成本在2012年之前10年保持稳步增长，并于2012年达到峰值。而相比之下，2018年总发电成本（31.88美元/MWh）已降至接近2006年水平（31.63美元/MWh），且运营成本（19.69美元/MWh）已降至2004年水平（19.66美元/MWh）。

美国核电厂成本（美元/MWh，基于2018年美元现价）

资料来源：EUCG

1.1、资本成本

2018年，整个行业资本支出从2017年的54.2亿美元降至50.3亿美元，而2012年峰值为88.1亿美元（均基于2018年美元现价）。

资本投资在2003年前后呈阶梯式增长，随后逐年稳步增长，并于2009年再次呈阶梯式增长，最后在2012年达到峰值。而近6年来，核电资本成本逐年下降。由于运营商计划通过对现有核电厂进行许可证更新（在最初40年期许可证到期后）和增容来提高发电量，同时还完成了压力容器顶盖、蒸汽发生器等设备的更换和其他部件升级，因此2003~2012年资本成本得以持续增加。基于上述投资，截至2018年，已有94台机组获准延寿20年。[3]卡尔洪堡（FortCalhoun）核电厂、基瓦尼（Kewaune）核电厂、牡蛎湾（Oyster Creek）核电厂和佛芒特扬基（Vermont Yankee）核电厂的4台机组已提前停运。截至2018年，92台在运机组获准实现增容，装机容量增加7920MWe。[4]

由于大多数核电厂即将完成增容和延寿工作，因此这些工作所需的资本支出有所减少。核电厂增容投资在2012年达到峰值27亿美元，而在2018年则降至1.84亿美元（均基于2018年美元现价）。虽然上述支出的下降在其他支出增加的领域得到了部分抵消，但2018年的资本支出明显低于2017年。满足监管要求的资本支出从2006年的6.74亿美元增加到2010年的逾19.8亿美元，并于2014年达到峰值21.1亿美元，随后在2018年降至5.37亿美元（均基于2018年美元现价）。这一增长始于911事件后为加强安全防范而进行的大量投资，其次是福岛事件后的项目支出，该项目支出于2015年达到峰值19.1亿美元，并于2018年降至4280万美元。随着与福岛核电厂相关的安全增容工作接近完成，监管资本支出应恢复至2006年水平。关于近13年的资本成本，请参阅下表。

2006~2018年核工业资本成本

 资料来源：EUCG

1.2、运营成本

运营成本从2002年的19.72美元/MWh上升到2011年的23.21美元/MWh，之后又于2018年降至19.69美元/MWh。2018年运营成本比2017年下降5.9%，比2011年峰值下降15%。

运营成本的增加由多类别支出造成。2002~2008年期间的运营成本类别与2009~2018年期间类似。然而，除2018年，过去10年的运营成本相对稳定。关于过去13年的运营支出，请参阅下表。

2006~2018年核工业运营成本

1.3、燃料成本

燃料成本约占总发电成本的20%。鉴于2009~2013年铀价上涨，并于2008年达到峰值，燃料成本增长相对较快。由于核电厂一般在换料之前很久即购买铀，并将其存放于机组中长达4~6年，因此在价格实际上涨后，影响会持续很长一段时间。近期，铀现货价格的下跌导致核电厂缩短燃料购买周期。

1.4、核电厂平均成本

下表采用四分位数列出上述各类别在近3年（2016~2018年）期间的平均成本。核电厂平均分为4个四分位数，成本最低的核电厂位于四分位数1（Q1）中，成本最高的核电厂位于四分位4（Q4）中。每个四分位数显示的值是该四分位数底部每个成本类别（也称为“端点”）的具体核电厂成本。例如，如果Q1包含15座核电厂，则Q1下面显示的价值就相当于该类别中第15座核电厂的成本。如果核电厂总数不能被4整除，则取上一个四分位数的最高值和下一个四分位数的最低值的中间值。

四分位数的计算与类别无关。例如，Q1资本的核电厂列表可能与Q1燃料、运营或总发电类别的核电厂列表不同。    

由于四分位数4（Q4）是成本最高的核电厂3年价值之和，因此尚未本报告中列出。

2016~2018年的平均四分位数成本（基于2018美元现价）

2、核电厂运行面临的经济压力

自2013年以来，美国共有9台机组已经永久关闭，包括佛罗里达州克里斯特尔河（Crystal River）核电厂3号机组、加利福尼亚州圣奥诺弗雷（San Onofre）核电厂2、3号机组、威斯康星州基瓦尼核电厂机组、佛蒙特州佛蒙特扬基核电厂机组、内布拉斯加州卡尔洪堡核电厂机组，新泽西州牡蛎湾核电厂机组、马萨诸塞州流浪者（Pilgrim）核电厂机组和宾夕法尼亚州三哩岛（Three Mile Island）核电厂1号机组。2016年6月，太平洋天然气与发电公司（Pacific Gas and Electric Co.）宣布，将在2025年8月之前关闭代阿布洛峡谷（Diablo Canyon）核电厂2台机组。2017年1月，Entergy表示将在2021年4月之前关闭印第安岬（Indian Point）核电厂2、3号机组。同年12月，Entergy宣布将在2022年关闭帕利塞兹（Palisades）核电厂。2018年3月，FirstEnergy表示将在2021年之前永久关闭宾夕法尼亚州比弗谷（Beaver Valley）核电厂1、2号机组。2018年7月，NextEra能源公司（Nextera Energy Inc.）宣布，爱荷华州杜安阿诺德（Duane Arnold）能源中心将在2020年之前停运。

克里斯特尔河（Crystal River）核电厂和圣奥诺弗雷（San Onofre）核电厂因蒸汽发生器更换失败而关闭。然而，这种异常情况不太可能重复出现。在核电厂寿期内，更换蒸汽发生器是一种常规做法。在新泽西州修订水资源管理条例，并要求新建2座冷却塔后，Exelon于2010年决定在10年内关闭牡蛎湾（Oyster Creek）核电厂。

由于政策和市场压力的共同作用，代阿布洛峡谷核电厂无法实现最佳运营，因此正在提前退役。基瓦尼核电厂、佛蒙特扬基核电厂、卡尔洪堡核电厂、帕利塞兹核电厂、流浪者核电厂、印第安岬核电厂、三哩岛核电厂、比弗谷核电厂和杜安阿诺德核电厂在竞争市场中也受到了市场相关因素的共同影响（在某些情况下，还受到多种因素共同影响），包括：

■天然气价格持续走低导致批发市场价格降低，并将持续产生影响。
■效率提高在一定程度上导致电力需求增长相对缓慢（某些市场没有增长）。
■联邦和州政府推行可再生能源发电的举措造成电价降低，尤其在非高峰时段（此时风力发电量最高，电力需求最少）。例如，联邦生产税抵免政策允许风力发电商以负价格竞标，这使基荷核电厂处于不利地位。伊利诺斯州一些核电厂的负电价时段占比约为非高峰时段的10%~11%，以及全时段的5%~6%。
■输电限制要求核电厂支付拥堵费或罚款才能将电力输送到电网。在电网特别拥堵的地方，某些核电厂需支付6~9美元/MWh的罚款才能实现电力转移。
■市场设计并不补偿基荷核电厂为电网提供的价值（例如低碳排放能源可为电网提供弹性），且市场政策和举措趋于压低电价。

2013年以来提前退役的核电厂

拟退役核电厂

资料来源：美国环境保护局；美国能源情报署；核能研究所

在上述因素的影响下，除非政府出台政策来更好地发挥核能的效益价值，否则更多的核电厂将面临提前关闭的处境。纽约州、伊利诺伊州、新泽西州、康涅狄格州和俄亥俄州已颁布政策，将依据核电厂的环境特性进行补偿，以确保这些州共14台机组不会被迫提前关闭，同时，与之相关的9100多个直接工作岗位也将得以保留。

因政策而保留的核电厂

3、关闭核电厂对经济的影响

已经关闭或宣布即将关闭的核电厂均为容量因子较高、发电成本相对较低的高可靠性核电厂。这些核电厂的关闭将对经济带来深远影响。此外，在需要启用替代发电装机容量时，消费者将需要支付更加昂贵的电价，且替代发电举措仅将提供极少低工资工作岗位，并产生更多污染。
2018年，美国核电厂平均发电成本低于32美元/MWh。类似基瓦尼核电厂、佛蒙特扬基核电厂、卡尔洪堡核电厂、牡蛎湾核电厂和三哩岛核电厂的小型单机组核电厂成本（42美元/MWh）略高，而大型多机组核电厂成本（近29美元/MWh）则较低。这些核电厂生产的电力或将被联合循环燃气发电所取代。 

[1]数据由EUCG收集，用于对核电厂运营商进行基准比较。在计算总发电成本时，尚未将风险管理或投资回报纳入考量，而这二者也是影响特定核电厂业务决策的关键因素。

[2]所提供的数据基于在运核电厂的平均值。受地理位置、当地成本和停堆换料时间等因素影响，单机组核电厂可能与平均值差异显著。

[3]美国核管会：在运核电厂许可证更新。2019年3月。https://www.nrc.gov/images/reading-rm/doc-collections/maps/power-reactors-license-renewals.png

[4]核能研究所：美国核电厂的实际和预期增容。2019年6月。https://www.nei.org/resources/statistics/us-nuclear-plant-actual-and-expected-uprates