全球尺度下煤电转核电(C2N)技术潜力的系统性评估与多维度效益分析

本研究针对全球煤电行业低碳转型难题，创新性提出"煤电转核电"(C2N)解决方案。通过分析9,470个煤电机组数据，首次量化全球371.6 GW优先改造潜力，揭示PWR/HTGR/SFR三种技术路径可实现71.84~101.48 US$/MWh的竞争优势LCOE（平准化度电成本），较煤电+CCS方案降低23%~45%。研究为平衡可再生能源间歇性、保障电网稳定性提供了关键补充方案，同时创造高价值就业机会，推动能源转型公平性。

　　

在全球能源结构深度脱碳的背景下，煤电行业面临严峻转型压力。尽管煤电贡献了全球1/3的电力供应，但其产生的CO₂排放量占全球总量1/5以上。国际能源署(IEA)指出，要实现2050净零目标，2030年前需削减55%煤电产能。然而，单纯依赖风光可再生能源面临三大困境：间歇性供电导致的电网稳定性风险、低容量因子造成的土地资源浪费，以及煤电社区就业流失引发的社会公平问题。

厦门大学能源学院联合卡迪夫大学、帝国理工学院等机构的研究团队在《Nexus》发表突破性研究，首次系统评估了全球煤电转核电(Coal-to-Nuclear, C2N)的技术经济潜力。研究团队创新性地建立多维度评估体系，整合全球9,470个煤电机组(总容量2.6 TW)的地理空间数据（通过GMT工具计算与水源距离）、机组年龄（基于GEM数据库）和技术参数，结合地震峰值加速度(PGA>0.3g区域排除)安全阈值，识别出371.6 GW优先改造机组。通过蒙特卡洛模拟量化三种改造方案(RoB/RfB/RtG)的经济性，发现高温气冷堆(HTGR)采用"仅替换锅炉"(RoB)方案时，LCOE可降至82.7 US$/MWh，较新建PWR核电站节省35%投资。

关键技术方法包括：1) 基于Global Energy Monitor数据库的全球煤电机组空间分析；2) 采用Generic Mapping Tools(GMT)计算机组与水源的欧氏距离；3) 建立包含资本成本/运维成本/燃料成本的LCOE模型；4) 4,000次蒙特卡洛模拟量化参数不确定性；5) 匹配12种现役核电机组(如AP1000/HTR-PM/BN-800)与5类煤电技术(亚临界/超临界等)的兼容性分析。

主要研究发现：

1. 全球C2N潜力分布
   中国/印度/美国/欧洲集中了全球83%适宜机组，其中中国1,161.9 GW在运机组平均年龄仅13.2年，具备长期改造价值。

2. 技术适配性
   HTR-PM高温气冷堆可适配所有煤电技术类型，Natrium钠冷快堆则特别适合亚临界机组改造，实现566°C高温蒸汽参数匹配。

3. 经济竞争力
   资本成本占LCOE比重达60%，但RoB方案使HTGR/SFR的LCOE与传统PWR趋同，较煤电+CCS方案(133-160 US$/MWh)显著降低。

4. 社会协同效益
   每1 GW核电站可创造650个高薪岗位（较煤电提升121%），且保留85%现有基础设施，避免社区经济衰退。

研究结论强调，C2N可作为风光可再生能源的重要补充：1) 提供电网必需的旋转惯量；2) 在土地受限区域实现更高能量密度（单位面积功率输出提升5-8倍）；3) 通过快堆技术将铀资源利用率从1%(PWR)提升至60%。作者建议借鉴欧盟CCS-ready政策框架，推动新建煤电厂预留C2N改造接口，并建立地方信息委员会(CLI)机制增强公众接受度。该研究为《巴黎协定》实施提供了可量化的技术路径，特别对煤电占比超60%的中国/印度/印尼等发展中国家具有战略指导价值。