编译 | 对标世界一流大国,莫迪政府大力布局印核电发展
作者 | 普拉纳夫(Pranav) 卡希什(Kashish)
编译 | 章钰珏
编者按
为实现能源转型的发展愿景,印度正大力推进核能建设。相较于其他类型的非化石能源,核能发电具备稳定性强、能源密度高且用地面积小的显著优势。但长期以来,印度民用核能发展缓慢,核能发电占发电总量的比重仅为3%,且受制于核不扩散国际规范、本土铀矿品质低劣以及国内不合理法规的三重掣肘。为改变这一现状,莫迪政府对相关政策进行了调整:首先,修改法律法规,放宽责任限制并优化投资环境;其次,强化财政支持,预计投入2000亿卢比以支持符合印度国情的小型模块化反应堆(SMR)的生产研发;最后,推动国际合作,鼓励本土企业从美西方国家引入先进核能技术。但由于核能的敏感性以及尚需时日完成的法规变革,印度民用核能的未来发展仍面临着很强的不确定性。南亚研究通讯特编译此文,供各位读者批判参考。
图源:外媒
一、复兴核能
印度国家电力公司(NTPC)最近启动了一项意义重大的计划,准备通过开展国际合作来实现15吉瓦(GW,1吉瓦等于100万千瓦)的核电装机容量建设。规模达到了印度现有核电装机容量(当前为8吉瓦)的187%,并且与印度设定的到2047年实现100吉瓦核电装机容量的长期目标相契合。这一规划被纳入了印度2030年非化石能源总目标体系,旨在弥补太阳能、风能等可再生能源在供电上的间歇性缺陷。正如比尔·盖茨(BillGates)所强调的那样,核能作为一种基荷能源,具有独特价值,是唯一能够实现全天候、全季节以及全地域稳定供电的零碳能源。
在资源利用效率方面,核能的优势也十分显著。1吨天然铀所产生的电量相当于1.6万吨煤炭所产生的电量,这使得铀成为地球上能量密度极高的燃料之一。此外,根据美国能源部的研究数据,核电站产生相同电量所需的土地面积仅为太阳能电站的三百六十分之一。
基于上述优势,核能的战略价值不容小觑。法国、斯洛伐克、乌克兰等国家,其超过半数的电力供应来源于核能。与之形成鲜明反差的是,在印度的电力结构中,核电占比仅为3%。尽管各国在能源发展进程中面临着不同的国情,历史背景和现实挑战也各有差异,但对于印度而言,如何提高核能在其能源体系中的占比,依然是实现能源结构优化和可持续发展亟待解决的关键问题。
2023年各国核能占总发电量的占比。图源:国际能源署
鉴于这些情况,本文将深入剖析印度核能领域的最新发展动态、地缘政治博弈格局、印美核协议的实施所产生的影响、现有的监管架构,以及小型模块化反应堆(SMR)等前沿技术。本文可被视为全面了解印度核能发展全貌的快速指南——自2008年印美签署具有里程碑意义的民用核协议以来,印度的核能产业首次迎来了重大发展机遇期。
二、核能基础:裂变与发电原理
在深入探讨当前情况之前,我们先稍稍偏离主题,了解一些基础知识:核能究竟是什么呢?
大多数核能源自原子的裂变,这一过程被称为核裂变。核裂变会释放出大量能量,这些能量既可以用于军事打击,也能够为城市的正常运转提供动力。本文重点关注核能的和平利用,特别是其在发电领域的应用。
核能发电的原理是:在核电站中,一些放射性物质(通常是铀)的原子在反应堆内发生裂变。每一次裂变都会释放出大量热量,这些热量会将水转化为蒸汽。蒸汽驱动涡轮机旋转,进而带动发电机发电。尽管核反应堆有多种类型,在结构设计和技术参数等方面存在差异,但其核心发电机制都是基于核裂变原理。
核反应堆工作过程。图源:The Daily Brief by Zerodha
由于原子层面的微观特性,以及核裂变过程对安全性的极高要求,核能技术的研发与应用面临着巨大挑战。核能的产业化发展不仅需要尖端技术的支持和深厚的专业知识积累,还依赖于稳定可靠的核燃料供应链。这些因素相互交织,使得印度的核能发展充满了复杂性和不确定性。
早在1974年,印度进行了首次核试验——“微笑佛陀”(Smiling Buddha)核试验,而试验所用的材料实际上是其他国家出于“和平目的”提供给印度的。那次核试验在国际上引发了强烈反对。作为回应,一些国家成立了核供应国集团(NSG),以防止此类技术被用于制造核武器。由于印度越过了这一底线,其相关核供应被切断。
然而,压力并未就此结束。国际社会希望印度签署《不扩散核武器条约》(NPT),该条约只正式承认五个国家为核武器国家。如果印度加入该条约,就必须放弃拥有核武器的能力。因此,印度拒绝了这一要求,主要原因是印度面临着来自中国、巴基斯坦的实际挑战。随后在1998年,印度在博格兰(Pokhran)进行了第二轮核试验。这使得印度面临的国际孤立进一步加剧,其所有的核供应链均被切断。
由于无法获取国外的铀矿资源以及反应堆技术,印度不得不依靠自身力量发展核能。然而,印度本土发现的铀矿在品质和密度方面都较低。这导致从这些铀矿中提取的能量非常有限。因此,印度核反应堆的运行功率处于极低水平,即所谓的“机组负荷因子”(PLF,plant load factor,指发电设备的实际发电量与在相同时间内按照额定功率满负荷运行时的理论发电量的比值)表现不佳。由于严重缺乏核燃料,印度核反应堆的机组负荷因子仅为40%,这意味着其核电站的实际运行功率仅达到额定功率的40%。
此外,印度发现很难改善这一状况。核领域的工作对技术要求极高,而在推进本国核能计划的过程中,印度几乎没有得到国际社会的有力支持。印度不得不在追求拥核国家地位(being a nuclear power)和有效利用核能(using nuclear power)之间做出选择,并且印度已经做出了选择。
2008年,印美民用核能合作协议(即“123协议”)的签署为印度核能发展带来了转机。尽管印度尚未签署《不扩散核武器条约》,美国仍然同意向印度开放民用核技术和燃料供应渠道,使得印度能够从哈萨克斯坦、俄罗斯和加拿大等国进口铀资源。
该协议显著提高了印度核反应堆的运行效能,设备负荷率(PLF)跃升至90%。然而,2010年之后,印度的核能发展再次陷入困境,项目推进速度放缓,与外国合作建设新核电站的计划也受到了阻碍。这一局面主要归因于印度《核损害民事责任法》(Civil Liability for Nuclear Damage Act)中一项新的、存在争议的条款。
该新增条款明确规定,若核电站发生事故,供应商、运营商都需要承担相应责任。这与国际通行做法相悖,按照国际惯例,供应商在设备交付后通常无需承担后续责任。而根据印度的这项法律,即使在设备交付多年后出现问题,供应商仍可能面临法律诉讼风险。这使得国际企业普遍对此心存顾虑。包括西屋电气、通用电气等美国行业巨头在内,众多外国企业都不愿涉足印度的核能市场,以避免承担过高的法律风险。因此,尽管印度在2008年与美国签署了“123协议”,但其民用核能的发展并没有借此实现突破。该协议仅为印度带来了铀资源进口渠道和一定的外交成果,在新建核电站以及引入国际合作等关键发展环节上,印度始终难以取得实质性进展。
三、为何2025年对印度核能至关重要?
经过多年的停滞,印度的核能领域终于出现了复苏的迹象。
首先,印度政府已经明确表示要重新评估供应商责任条款。在印度政府2025年的联邦预算中,财政部长西塔拉曼(Nirmala Sitharaman)正式宣布将启动对《原子能法》和《核损害民事责任法》的修订程序。为此,印度政府已经组建了一个由多部门官员和智库专家组成的跨部门委员会,系统性推进相关法律的改革工作。虽然目前还没有确定具体的改革时间节点,但印度政府的政策调整方向已经十分明确——通过放宽责任限制,优化投资环境,吸引国际核领域供应商参与合作。
此外,莫迪政府承诺投入2000亿卢比(₹20,000 crore)用于发展核能,重点推动小型模块化反应堆(SMR)的研发和建设,并且计划在2033年前部署5座小型模块化反应堆,其中包括印度本土研发的“巴拉特SMR”(Bharat SMR,BSMR)。
小型模块化反应堆在两个关键方面与传统大型核反应堆有显著区别:
其一,规模更加紧凑。与传统核反应堆相比,小型模块化反应堆的发电容量明显降低,通常在300兆瓦以下。
其二,具有模块化特点。这类反应堆采用工厂预制组装的模式,成品可以直接运输到项目现场,这大大缩短了安装周期,降低了建设成本。
从技术设计层面来看,小型模块化反应堆具有突出的安全优势,并且具备灵活扩容的能力,尤其适用于偏远地区的电力供应以及电网补充等场景。与传统大型核反应堆不同,小型模块化反应堆配置了非能动安全系统,对场地空间的要求较低,运维管理更加便捷高效。随着印度在小型模块化反应堆领域的不断推进,其相关发展计划已经获得了美国的支持。
近期,美国能源部批准霍尔台克国际(Holtec International)向霍尔台克亚洲(Holtec Asia)、拉森图博公司(Larsen & Toubro,简称L&T)、塔塔咨询工程师公司(Tata Consulting Engineers)三家印度私营企业转让小型模块化反应堆(SMR)技术。这一举措意义重大——通常情况下,各国都会对大多数核技术严格保密,而美国此次分享技术显示出了极大的善意。当然,这也存在一些限制,相关公司必须保证仅将技术用于和平目的,并且需要每季度向美国汇报情况,未经事先批准不得转让技术。
值得注意的是,像印度国家火电公司(NTPC)、印度核电公司(NPCIL)这样的国营实体却没有获得美国的技术转让批准。原因在于,印度官方尚未就这些国有机构作出不扩散承诺,未能保证相关技术不会被转用于武器研发。鉴于1974年印度利用和平用途材料开展核试验的历史,美国对此保持谨慎态度。因此,目前的技术合作仅限于私营企业层面。
不过,小型模块化反应堆被武器化的风险极低。它们更加安全、体积更小,并且受到严格监控。在全球范围内,目前只有俄罗斯、中国拥有已经投入运行的小型模块化反应堆。如果一切进展顺利,印度或许能够在2033年加入到这一行列中。
印度国家火电公司(NTPC)近期启动的15吉瓦核电项目全球招标,标志着印度核能发展开启了新的局面。然而,由于其政府企业的属性,再加上《核损害责任法》中颇具争议的供应商连带责任条款,美国企业可能会持观望态度。这一政策现状客观上为俄罗斯等非西方核电供应商创造了市场机遇。
尽管该项目的前景仍存在诸多不确定性,但此次招标无疑为长期发展缓慢的印度核电产业注入了新的活力。需要明确的是,核能发展有其独特的规律——与光伏发电的快速扩张模式不同,核电项目建设周期长,政策协调难度大,每一项实质性进展都具有重要意义,是印度推进能源转型进程中的关键一步。
作者简介:普拉纳夫(Pranav)、卡希什(Kashish),The Daily Brief By Zerodha撰稿人
本文编译节选自The Daily Brief by Zerodha网站2025年4月4日文章,原标题为Back to Trade Wars?节选段落原标题为Making Nuclear Great Again。原网址:https://thedailybrief.zerodha.com/p/back-to-trade-wars?r=4sj183&utm_medium=ios&triedRedirect=true