（本文首发于中国能源研究会核能专委会）

核能发电在应对气候变化方面拥有巨大潜力。据相关数据显示，目前核能发电量约占全球总发电量的11%，约占全球低碳发电总量的30%。然而，由于电荷增长缓慢、可再生能源迅速发展以及天然气价格低廉等现状，核电在竞争中逐渐处于劣势地位，核电的潜力也备受限制。因此，许多核电厂业主都面临着竞争压力，亦或是陷入对未来可能处于竞争劣势的担忧之中。以美国为例，该国的单机组和多机组核电厂的平均电力成本分别约为40和30美元/兆瓦时，而该国大部分地区的市场电价约为25~30美元/兆瓦时不等。

如果一座发电厂的发电成本高于公开市场上的购电成本，那么这座发电厂将面临停运的窘境。虽然核电在美国无碳电力中的占比高达50%以上，但实际上，美国已有9座发电厂计划在未来三年内关闭，这将很可能导致该国无碳能源的发展停滞不前。

核电厂运营成本的重要组成部分之一是劳动力成本，即执行人为检查和合规活动的熟练技术人员。EPRI高级项目经理 Robert Austin表示，由于人为作业流程更适用于核电厂，因而核电厂习惯采用劳动力高度密集型流程。但是，这些流程是在核电行业尚未面临成本压力的时期建立的，以当今经济形势而言，这一商业模式已不再适用。核电厂的经济活力已岌岌可危，而世界上大部分地区的经济也面临着类似的情况。

为了维持运营，核电厂必须通过销售过程热能、寻求零排放信贷政策的支持等措施来设法降低运营成本，或增加运营收益。Austin表示，既然电力公司已经能够更直接地控制成本，那么现在就应当尽快考虑通过研究和技术创新来降低成本。

由于在三十多年来核电行业一直致力于提升安全性、可靠性和可用性，因此该行业至今尚未实现完全现代化，而运营成本也一直未能大幅下降。与此同时，制药、信息、金属、化工、石油和其他行业则已凭借先进技术大大降低了成本。太阳能光伏发电、风力发电以及化石燃料发电等非核能发电领域也同样如此。

EPRI核能理事会成员、道明尼电力公司（Dominion）副总裁Mark Sartain表示，自动化、数字控制、人工智能和虚拟现实等工具拥有巨大潜能，能够减少核电厂相关工作所需的资源和纸张负担，进而有望减少人力需求。他指出，当今世界上大部分核电厂的数字化程度并不高，这些核电厂仍然采用人工工作流程、模拟控制抑或落后的数控技术，因而经济竞争力较低。

据Austin所述，一座容量为2000 MWe的双机组核电厂通常需要雇佣约1000名工人。这些工人主要负责执行监管以及确保行业合规所需的检查或其他工作。而事实上，大部分此类工作都可以由数字控制器和计算机来完成。目前许多企业已经实现了这一转型，例如，燃煤发电厂就已将员工人数从几百人减至约50人。令人振奋的是，还有很多自动化发电厂拥有巨大的经济潜力，可能远远超出行业所能意识到的潜能。

核电厂现代化倡议

在认识到核电的这一潜力后，核电行业的利益相关方于2018年共同发起《核电厂现代化倡议》，以期将核能作为一种无碳、安全且可靠的能源予以保护。参与发起该倡议的组织包括EPRI、EPRI电力公司成员、美国能源部下属轻水堆可持续发展项目、核电厂业主团体、美国核能研究所（NEI）以及核电运行研究院（INPO）。在Austin的领导下，EPRI将负责该倡议的推进工作。

基于该倡议，EPRI与其他组织（如轻水堆可持续发展项目）开始着手对通过应用现代化技术削减非燃料运营成本的可行性展开研究。Austin称，实现现代化并不需要进行大规模施工或重大变更，如更换堆芯、新建加固厂房或浇筑大量混凝土等，该工作主要涉及数字过程控制器、计算机和服务器的安装。因此，他认为，要实现将核电厂运营成本下降50%的目标，在技术上不存在较大障碍。然而，EPRI仍需通过研究和测试验证这一论断。

如此大幅度的成本削减足以使许多核电厂恢复经济活力，而且核电厂的各类组件都具备此类成本削减潜力。例如，如果在立式泵上安装传感器并对其持续在线监测数据进行简单分析，每台泵的年维护成本可减少25,000美元，如果将该方法应用于一座拥有数百台类似水泵的典型核电厂，则在20年时间内累计节省成本将超过50,000,000美元。

Sartain表示，在启动该核电厂现代化倡议后，EPRI可作为指定责任机构对各研究组织、行业团体、电力公司和供应商正在实施或计划实施的现代化举措起到辅助和巩固作用，以避免重复研究或遗漏重要主题，寻求新的研发机会，以及通过报告和其他可交付形式传播现代化成果。

该倡议的目标包括：

l 2019：利用现有技术评估现代化的可行性和潜在经济利益。

l 2020：确定部署方案，公布监管解决方案，并确定示范核电厂。出版核电厂现代化手册，从而可为感兴趣的电力公司提供指导。

l 2021：通过概念设计和详细商务案例进一步完善方案。将个案研究添加到手册中。