1、核能核能關于未來可替代燃料的專家解讀關于未來可替代燃料的專家解讀您值得信賴的可替代、低碳船用燃料顧問之之甲甲醇醇氫氫碳碳捕捕集集氨氨核核能能液液化化天天然然氣氣生生物物燃燃料料電電可可替替代代燃燃料料系系列列報報告告之之核核能能 2 2 -目目錄錄目目錄錄451 11.11.1 1.21.2 1.31.3引言引言核能海事組織引言關于核能核能作為船用燃料的就緒狀況7前言簡介 31011131517181一般安全性和放射性問題一般安全性和放射性問題關于核技術的公眾認知一般安全性和放射性核能監管具體核燃料加注注意事項港口就緒和法規燃料質量2 22.12.12.22.22.32.32.42.42.52

2、.52.62.62.72.7總結92023.13.1法規3.23.2核核能能的的驅驅動動因因3 3素素船舶經營人的需求和興趣423.33.3技術經濟驅動因素5272824 4核燃料生產和供應核燃料生產和供應4.14.1 簡介4.24.2 供應和需求預測4.34.3 反應堆退役與放射性廢料93總結和結論總結和結論6 6 6 6總結和結論6 37 3其他資源和附件其他資源和附件鏈接和其他資源附件7 77.17.17.27.21830313233343技術就緒技術就緒簡介壓水反應堆熱管微反應堆熔鹽反應堆(MSR)鉛冷快中子反應堆(LFR)5 55.15.1 5.25.2 5.35.3 5.45.4

3、5.55.5 5.65.6高溫氣體反應堆5本可替代燃料系列報告聚焦于核能。目前，這種動力源在航運業的應用較為有限，大體上局限于海軍應用及俄本可替代燃料系列報告聚焦于核能。目前，這種動力源在航運業的應用較為有限，大體上局限于海軍應用及俄羅斯破冰船。憑借在使用端零排放的前景，以及新一代更先進反應堆技術的出現，作為一種旨在滿足廣泛羅斯破冰船。憑借在使用端零排放的前景，以及新一代更先進反應堆技術的出現，作為一種旨在滿足廣泛海事應用領域海事應用領域的運營和監管要求的零碳動力源，核能越來越受到關注。的運營和監管要求的零碳動力源，核能越來越受到關注。對于航運業來說，核能具有變革性的潛力，如同從木材到鋼鐵、從

4、船帆到蒸汽或者集裝箱時代的變革一樣。前言前言海事脫碳所面臨的挑戰不僅在于它要發生，更在于它需要盡快發生。從帆船出現到帆船鼎盛時期的運茶快船，經歷了數個世紀的時間，而帆船向燃煤蒸汽船的轉變則促進了供應鏈活動能力更強、速度更快的航運業變革。燃油蒸汽船、柴油機的陸續出現，又進一步實現了從帆船到機械動力的逐步改善。目前，航運業面臨的能源轉型與以往的演進過程截然不同。促進目前轉型的，并非單純是技術進步或經濟效益，而是環保需求關于減排的社會壓力、政策和監管要求都越來越高。盡管決策者在做出決策時，商業前景往往不明朗，但卻清楚地認識到變革推動因素是政府政策和法規，如同溫斯頓丘吉爾命令皇家海軍從燃煤改為燃油，或

5、者在?？松郀柕滤固枖R淺后出臺的雙殼油輪命令一樣。在此背景下，船東、船舶承租人、保險公司、金融市場以及技術供應商都致力于更深入地了解該行業未來的走向。勞氏船級社致力于提供值得信賴的咨詢意見，通過能源轉型引領航運業安全、可持續的發展。我們推出的可替代燃料系列報告系列，聚焦于多種脫碳選擇方案，分析了政策發展、市場趨勢、供需機制以及安全影響。每一份聚焦于一種具體的燃料或技術，為行業面臨船舶動力領域的下一次巨大變革提供了參考點，有助于應對即將出現的挑戰?？商娲剂舷盗袌蟾嬷四芸商娲剂舷盗袌蟾嬷四?3 3前言前言1 1|引言引言國際海事組織(IMO)修訂溫室氣體(GHG)戰略后帶來的巨大挑戰，使得

6、核能在能源議程上占據了一席之地。海軍及少數國有貨船和破冰船采用核推進的歷史已有70多年，并且實現了無與倫比的安全記錄。盡管商業應用尚有待實現，但目前正在開發的先進核技術會促進新一代大型、高效貨船的安全部署，在零排放的情況下實現更高航速。航運業的能源轉型不是一朝一夕之舉。盡管核動力是終極脫碳方案，但并非所有船舶都適合核動力。除進一步提高能源效率以外，目前為實現2050年航運業脫碳目標而討論的主要方案包括氫和氫基合成燃料生產以及碳捕集。這些都是能源密集型活動，意味著要實現國際海事組織的凈零目標，所需要的能源要遠遠超過全球航運業目前的消耗量。無論是采用可再生能源還是核能，能源生產都一定不能加劇整體溫

7、室氣體排放。核能相對于可再生能源的優勢在于，核能可以在地理足跡最小的情況下提供穩定、可靠的能源輸出。浮動核電站(FNPP)作為“綠色航運走廊”的樞紐，只需將海水和空氣作為原材料，就能生產出航運合成燃料。核動力船舶與能夠生產合成燃料的FNPP相結合，是應對航運業脫碳挑戰的符合邏輯的解決方案。為了在全球范圍內促進商用核動力船舶的發展、部署移動式FNPP，國際海事組織和國際原子能機構需要重新審視并調整現有的要求。核能海事組織的宗旨是將利益相關方與相關專業知識結合起來，協助核能及航運監管機構針對浮動式核動力的部署、運營和退役制定適當的標準和規范。核能海事組織會提供專家指導意見，推進最高安全、安保和環境

8、標準，助力釋放這一新興行業的潛力。1.1第第1 1章：章：引言引言引言作者為馬姆杜引言作者為馬姆杜沙納瓦尼沙納瓦尼(Mamdouh el-ShanawanyMamdouh el-Shanawany)博士，核能海事組織博士，核能海事組織(NEMONEMO)主席，國際原子能機構主席，國際原子能機構(IAEAIAEA)總干事國際核安全總干事國際核安全咨詢組咨詢組(INSAGINSAG)成員成員在航運業部署核能是解決航運業脫碳挑戰的關鍵舉措?？商娲剂舷盗袌蟾嬷四芸商娲剂舷盗袌蟾嬷四?4 4 勞氏船級社是核能海事組織的創始成員之一。核能海事組織是由多家關注浮動式核動力的航運及核能公司組成的國際會

9、員制組織。核能是什么？核能是什么？核反應堆將通過受控核裂變釋放的熱能匯聚起來，產生熱量，而熱量可以轉化為由電動力、機械動力或熱動力等構成的組合。就海事應用來說，核反應堆產生的動力可以用于滿足推進、工業用途及其他船上需求。核動力的多個特征，有助于為航運業帶來新的經營和商業模式：核動力的變革性，可以與船帆被蒸汽取代、燃煤被石油取代的變革性相當。此類特征包括無直接溫室氣體或其他排放，加注期以年甚至十年為單位，可靠性高，以及運行期間需要的維護有限。核能的來源是高能量密度的放射性重型材料；其生產、分配、處置和使用都受到嚴格監管?？紤]到其作為燃料的性質和成本，因此需要進行資本化，而不是作為營業費用。核能來

10、源的大小、形狀和形式因反應堆設計的不同而有所不同，包括固體芯塊、棒料和液體。不同燃料的裂變同位素U-235濃度有所不同，包括受到嚴密監管但可向持牌民營公司供應的低濃縮燃料，以及僅有少數國家在軍事或研究反應堆中應用的高濃縮燃料。圍繞經營性核反應堆的成本結構和監管控制措施，會在船舶運營人與反應堆所有權人之間建立新的關系。部分船東和運營人可能會購買反應堆產生的電力，但不會擁有反應堆本身，由此避免船東被卷入核反應堆復雜的許可、運營事務中。核反應堆的主要運營差異在于其不需要燃料加注。不僅不需要針對預計行程加注燃料，核反應堆還具有運行數年甚至是數十年而不需要加注燃料的潛力。預計燃料加注的時間間隔至少為五至

11、八年，甚至有可能長達30年。1.2關于核能關于核能可替代燃料系列報告之核可替代燃料系列報告之核核裂變核裂變重原子核裂變為多種較輕的元素，同時釋放能量。核反應堆能夠安全地維持核裂變并將所產生的能量捕集為熱能，進而轉化為由電動力、機械動力或熱動力等構成的組合。能 5能 51|引言1|引言 不含硫(SOx)能量密度對比不含硫(SOx)能量密度對比 鈾235 3,900,000 MJ/kg柴油 45 MJ/Kg核能的優點和缺點核能的優點和缺點下表簡要描述了將核能用作船用燃料的益處和挑戰?？商娲剂舷盗袌蟾嬷四?6可替代燃料系列報告之核能 61|引言1|引言.不含氮(NOx)不含氮(NOx)優勢和潛力

12、優勢和潛力挑戰和問題挑戰和問題性質表無溫室氣體排放性質表無溫室氣體排放安全記錄出色關于運營的公眾認知和社會許可不需要頻繁加注（燃料充注）監管需要更新，并且介入程度高于傳統船舶零排放新技術尚未在航運業得到證明對岸上基礎設施的要求低反應堆所有者的前期資本投資高船上要求簡單明了燒過核燃料和放射性物質的處置采用新一代核技術，可以將大多數貧化燃料用于發電核材料運輸1|1|引言引言勞氏船級社海事脫碳中心制定了以多種維度衡量各種燃料目前就緒水平的框架（見零碳燃料監測系統報告）。通常，主要關注點會放在新解決方案的技術就緒水平(TRL)上，旨在評估各種解決方案用于航運應用的成熟度。技術就緒水平解決的是技術驗證、

13、擴展和安全性相關的問題。不過，技術就緒只是針對商業航運進行總體解決方案就緒狀況評估的一個要素。投資就緒水平(IRL)評估海運解決方案的商業成熟度，其中會考慮財務方案、行業、供應鏈動態以及市場機會。社區就緒水平(CRL)會考察海運解決方案的社會成熟度，其中會考慮個人和組織的接受和采用情況；也包含監管、可持續性以及社區接受等方面。技術就緒水平按一至九級評估，投資就緒水平和社區就緒水平按一至六級評估。勞氏船級社海事脫碳中心根據監測結果確定將會提升解決方案就緒水平，加快安全和可持續凈零排放轉型的研發和部署項目。在軍事行動和破冰作業中，目前已經有一些核動力船舶，其中許多船舶使用的是高濃縮鈾(HEU)，而

14、其反應堆類型并不適合商業用途。航運核動力的就緒狀況評估，反映的是核動力解決方案針對商業海運準備就緒所需要開展的工作。目前正在開發的新一代先進核反應堆可以同時在陸上和海上應用，吸引了廣泛的投資者推進基礎技術及核反應堆設計?？紤]到公眾對安全性的認知，針對核動力經營取得社會許可會是一項主要挑戰。關于各種反應堆技術的具體情形，會在第5章予以詳細討論。投資就緒水平(IRL)、技術就緒水平(TRL)和社區就緒水平(CRL)的定義見附件1。1.3核能作為船用燃料的就緒狀況核能作為船用燃料的就緒狀況勞氏船級社與行業利益相關方合作，對核燃料生產和供應進行全面評估，同時評估了針對船上發電而正在開發的反應堆技術?？?/p>

15、替代燃料系列報告之核能可替代燃料系列報告之核能 7 7 壓水反應堆壓水反應堆(PWR)PWR)技術技術 投資投資 社區社區 可替代燃料系列報告之核能可替代燃料系列報告之核能 8 8 技術 投資 社區 社區社區 資源熔鹽反應堆熔鹽反應堆技術技術 資源推進 生產 9876543210技術 投資 社區 社區社區船上運行 反應堆換料和港口 充電和港口 反應堆換料和港口 船上運行 反應堆換料和港口 充電和港口 反應堆換料和港口 技術就緒水平（19級）、投資和社區就緒水平（16級）技術就緒水平（19級）、投資和社區就緒水平（16級）6543210微反應堆微反應堆 技術技術97856432107893465

16、2101|1|引言引言 技術就緒水平（1-9級）、投資和社區就緒水平（1-6級）543210543210543210 投資投資 資源65432106543210船上運行 反應堆換料和港口船舶 生產 船舶 船舶 生產 投資投資反應堆換料和港口充電和港口推進推進生產生產生產生產生產生產 資源 資源 資源 資源 資源 資源船舶船舶船舶666高溫氣體反應堆高溫氣體反應堆 技術技術 投資投資 可替代燃料系列報告之核能可替代燃料系列報告之核能 9 9 技術 投資 社區 社區社區 資源技術 投資 社區 社區社區 資源液態金屬冷卻反應堆液態金屬冷卻反應堆 技術技術船上運行 反應堆換料和港口 充電和港口 反應堆

17、換料和港口 船上運行 反應堆換料和港口 充電和港口 反應堆換料和港口 技術就緒水平（19級）、投資和社區就緒水平（16級）技術就緒水平（19級）、投資和社區就緒水平（16級）6543210798432651097865341021|1|引言引言5432160543210543210 投資投資 資源船舶 生產 船舶 生產 推進推進生產 生產 生產 生產 資源 資源 資源船舶船舶66在各種可替代燃料中，將核能用于航運業所面臨的一個獨特挑戰是公眾認知。盡管核能行業的安全記錄良好，但由于核事故的潛在嚴重性，福島和切爾諾貝利核事故一直在影響著公眾的觀念。公眾關于核技術的主要顧慮是高度輻射對人類的影響，可

18、能會提高患癌的概率。通過研究，目前對低度輻射的理解度較高，因為不清楚低度輻射是否會對人類健康造成威脅。要獲得經營的社會許可，需要新的應用全面展示正常情形或者意外情形下的輻射與日常生活中的輻射并無差別。按照公眾的要求，內在安全設計需要作為核系統的最低要求。目前已經頒布了健全的法規，對核設施正常運行期間以及緊急情形下的人體輻射設定了限值，這在本章中會予以闡述。公眾的另一個顧慮是核反應堆堆芯熔毀，可能會導致釋放過量輻射。新的反應堆設計都具有多種被動安全特性，能夠防止釋放放射性物質，即使發生污染，也可以將污染的影響降至最低。另一個主要顧慮是放射性廢料的處理，包括燒過核燃料和污染材料的處理。要獲得經營的

19、社會許可，必須妥善計劃燒過核材料的最終處置，必須適合防范持續性問題。關于此類材料的安全存儲和處置，已經實施了多項國際標準，會在第4.3章予以闡述。關于壞人利用移動式核反應堆開展邪惡活動的顧慮，可通過全面證明符合國際原子能機構“3S”要求的“安保和保障”方面予以應對。由于對安全、可靠且低輻射電力的需求越來越重要，因此，對岸上核電的公眾支持一直在提高。公眾參與，將成為核技術商用的重要組成部分。2 2|安全性安全性2.1第第2 2章：章：一般安全性和放射性問題一般安全性和放射性問題關于核技術的公眾認知關于核技術的公眾認知可替代燃料系列報告之核能可替代燃料系列報告之核能 1010 輻射暴露輻射暴露我們

20、在日常生活中都會暴露在自然來源的輻射之中，如來自空間的宇宙輻射以及來自人造來源的微量輻射。這種背景輻射存在地理差異，受當地地質、海拔及建筑環境的影響。輻射暴露的另一種常見來源是醫療程序。據美國國家輻射防護與測量委員會(NCRP)表示，美國人每年的平均輻射暴露量為6.2 mSv，其中約50%為背景輻射，48%來自于醫療程序，0.1%為職業暴露，0.1%為工業暴露，2%為消費者暴露。國際原子能機構建議，自然背景輻射以外的任何輻射都要在合理情況下保持越低越好，但應低于個人劑量限值(IDL)。輻射工作者的個人劑量限值為平均每5年100 mSv，對于一般公眾來說，平均值為每年1 mSv。個人劑量限值的計

21、量和應用存在國別差異。國際原子能機構的報告顯示，輻射工作者每年接受的輻射劑量遠低于個人劑量限值。簡介簡介反應堆中使用的核能來源是高度放射性物質；接觸此類放射性物質會對人身健康造成危害。因此，不僅實施了多種旨在保護工人免于接觸任何放射性物質的安全系統，而且謹慎地設定了較低的、在核設施內工作的人可以接受的暴露限值。接觸電離輻射的健康影響可能不會立即顯現，而且會因所暴露劑量的不同而有所不同。急性輻射中毒可能會導致在數日內死亡。暴露于高度離子輻射的，會增加患癌風險。放射性無法被人體感知，因此導致了在未覺察的情況下被輻射的風險?？梢允褂霉ぞ邷y量放射性，追蹤輻射風險，并且在輻射水平上升時發出警報。圍繞核能

22、發電制定的嚴格技術和運行安全規章，反映了輻射暴露和環境污染的潛在風險。2.2一般安全性和放射性一般安全性和放射性 2 2可替代燃料系列報告之核能可替代燃料系列報告之核能 1111 2 2|安全性安全性2|2|安全性安全性核安核安保保反應堆安全反應堆安全目前考慮用于航運業的核反應堆設計，都具有能夠防范核事故的具體被動安全特性。老一代核反應堆設計的弱點之一是依賴于外部冷卻系統防止燃料過熱。即使反應堆已經關閉，也需要進行這種冷卻。在這些老一代設計中，冷卻系統發生長期故障的，如泵停電，可能會導致反應堆中的溫度過高。最新的反應堆設計包含被動安全特性，如不依賴于應急發電機的冷卻系統、具有安全相關功能的泵，

23、使得此類反應堆即使發生故障也能確?！半x場安全”。被動堆芯冷卻系統降低了核事故的風險以及核事故造成的后果。比如，熔鹽反應堆(MSR)具有非高壓性，使得在發生故障時任何放射性物質的擴散都會受到限制。熔鹽反應堆設計采用了多種手段，利用熔鹽的固有特性，可以在溫度升高時實現被動關閉?？商娲剂舷盗袌蟾嬷四芸商娲剂舷盗袌蟾嬷四?1 12 2 對于反應堆設計以及應急計劃區和應急計劃制定來說，監管評估和審批的一個組成部分是反恐考慮因素。旨在將下一代反應堆設計的故障風險和后果降至最低的被動安全特性，也能降低發生蓄意攻擊時導致安全殼失效的概率和后果。商業核反應堆不可能像核武器一樣發生爆炸。民用應用中的核能來

24、源濃縮程度有限，可以避免被用于制作核武器。通過將濃縮程度保持在20%以下，考慮到進一步濃縮所需要的技術和措施，商用反應堆中的燃料不具有制作武器級鈾原料的吸引力。核反應堆模塊需要符合國際原子能機構的安全、安保和保障(IAEA 3S)要求，而傳統能源則不需要符合這些要求。這些措施導致相對于傳統船舶來說，核動力船舶防范惡意攻擊的能力更強。2 2|安全性安全性2|2|安全性安全性整個行業均受國家級核監管機構監督，如英國核監管辦公室(ONR)、韓國核能安全所(KINS)以及美國核能管理委員會(NRC)。國際原子能機構倡導并支持制定全面的監管框架，以便在整個使用壽命內確保核設施的安全性。監管框架由相關立法

25、、法規、指南以及強有力的領導和安全管理計劃構成。國際原子能機構關于陸上核反應堆的規章已經較為完善。目前正在對這些法規實施審查，以便編制針對移動、可運輸式應用中的小型模塊化反應堆(SMR)以及系列制造產品的要求和影響。對于航運業來說，依據現有法規評估浮動式核電站可行性的工作也正在進行之中，這一工作與國際海事組織和國際原子能機構未來制定關于核動力船舶的規章具有密切關聯。航運業的核能法規航運業的核能法規國際海上人命安全公約(SOLAS)第八章規定了關于配備核電站船舶的基本要求，由此創建了涵蓋船上核反應堆設計、建造、運行、維護、驗船、搶救、退役的基本要求，包括將核動力用作推進手段的情形。國際海事組織的

26、A.491核商船安全規則于1981年通過，對國際海上人命安全公約第八章形成了補充，進一步提供了關于核動力船舶安全標準的指導意見。與該規則一起的，是1962年布魯塞爾核動力船舶經營人責任公約，該公約尚未生效，且很可能不會生效。國際海上人命安全公約第八章和核商船安全規則是基于20世紀70年代的反應堆技術和安全框架制定的，因此需要結合過去40年的技術發展，反應堆設計領域的持續開發，以及安全管理體系和質量體系的不斷演進進行徹底審查。對于世界核運輸協會(WNTI)在國際海事組織海事安全委員會第108次會議上針對核商船安全規則提交的更為廣泛的差距分析，勞氏船級社針對海事安全和責任提供了差距分析。該文件列出

27、了核商船安全規則中需要修訂的部分，以便指導核動力商船的設計和安全評估。船用核反應堆具體安全規章的制定，需要國際海事組織與國際原子能機構密切協作，因為這兩個機構分別負責航運以及和平利用核能技術。2.3核能監管核能監管核能行業受到嚴密監管，是各種發電方法中安全記錄最佳的發電方法之一，遠超過化石燃料動力源，與風能和太陽能發電并駕齊驅?？商娲剂舷盗袌蟾嬷四芸商娲剂舷盗袌蟾嬷四?1313 英國商船（核動力船舶）條例英國商船（核動力船舶）條例2022年商船（核動力船舶）條例于2022年底施行，同時施行的還有關于核動力船舶的航海指南MGN 679(M)。該法規實質上將國際海上人命安全公約第八章以及核

28、規則轉化成了英國法律，因此僅限于壓水反應堆。這一法規和MGN揭示了國家政府在核動力航運中預計可以發揮的作用。MGN 679寫明：“盡管目前不可能就這一主題提供廣泛的指導意見，但英國海事與海岸警衛署(MCA)可以就單個項目進行逐一澄清。在核動力船舶取得了更多經驗后，MCA也會盡力提供更多指導意見?！敝档藐P注的部分內容包括：要在英國核動力船舶上安裝核反應堆，必須在啟動船舶建造之前取得MCA的批準。核規則是以高壓輕水型反應堆為基礎的。其他類型的反應堆需要特別考慮，MCA可以針對個案進行逐一審批。核動力船舶的安全評估和行程規劃，必須在船舶抵達英國水域之前至少提前12個月告知MCA，包括抵達英國港口。核

29、動力船舶的設計、建造、測試、檢驗、運行和退役，都需要符合質量保證計劃(QAP)，在船舶使用壽命內的所有階段，都要由單一組織負責總體QAP的管理和控制。需要編制并持續更新全面且詳細的操作手冊，以便于在崗操作人員查閱信息并尋求指導，并且應當覆蓋與核電站運營相關的所有事項，尤其應關注安全性。核動力船舶在固定地點或泊位靠泊時，以及在船舶上實施涉及到離子輻射的作業時，則適用2019年輻射（應急處置和公共信息）條例。2 2|安全性安全性應急規劃區域應急規劃區域在岸上，核設施周圍設有應急規劃區域(EPZ)，在該區域內，必須實施旨在應對核事故的計劃，以便保護人身健康和環境安全。目前，對于海軍船舶中使用的壓水反

30、應堆，可以在船舶靠港時設有覆蓋數千米的大規模應急規劃區域，這會給船舶運營人造成很大的責任；船舶會移動，因此，船舶的應急規劃區域可能會覆蓋陸上和水上的主要資產和基礎設施。對于核動力海軍船舶來說，這些責任由政府承擔，以便船舶能夠投入運行。核動力船舶不適用1976年海事賠償責任限制公約。這意味著責任需要由船上核電站的運營人承擔。對于需要在商業保險市場上承保的風險，核動力船舶的應急規劃區域需要收縮至船舶的邊界為限，這一過程需要具體小型模塊化反應堆技術的安全特性才能實現。目前的廣泛預期是小型模塊化反應堆能夠安全地將應急規劃區域縮小至船舶邊界。新一代反應堆技術有縮小應急規劃區域的先例，包括NuScale采

31、用的方法，該方法已經得到了美國核能管理委員會的驗證。利用這種方法，可以開發符合岸上電站邊界的應急規劃區域?；陲L險的認證基于風險的認證盡管本身不是一種解決方案，但基于風險的認證方法可以用于進行法規調整，以便適合當前的以及即將出現的航運核技術。勞氏船級社基于風險的認證要求遵循了基于風險的方法，基本要求是要證明可以實現與傳統燃油系統相當的安全性，并且符合IAEA 3S要求的一般預期。核動力船舶的安全規章需要更新，但很可能仍然會以風險評估以及基于風險的認證需求為基礎，因此規格更高，更聚焦于目標。關于核燃料處理的國際海事安全規章需要在國際海事組織、國際船級社協會(IACS)以及其他安全論壇展開討論，需

32、要就燃料系統設計、處理及其他關鍵安全考慮因素提供入級指南。審批程序在對各種IMO文件規定的替代和等效的批準導則(MSC.1/Circ.1455)中有概括說明。勞氏船級社已經制定了基于風險的認證(RBC)程序，與MSC.1/Circ.1455及國際海事組織的其他指南保持一致并且以之為基礎，且同等適用于非SOLAS項目。在需要就新的替代性設計提供認證和驗證信息時，可以將基于風險的認證用于風險評估。對于可替代燃料項目，基于風險的程序需要滿足SOLAS Reg.II-1/55中的強制性要求、MSC.1/Circ.1455中的指南，并且根據勞氏船級社基于風險的認證程序實施?？商娲剂舷盗袌蟾嬷四芸商娲?/p>

33、燃料系列報告之核能 1414 2 2|安全性安全性2 2|安全性安全性鈾價趨勢鈾價趨勢（美元磅，U308當量）1007550250 2020年1月 2021年1月 2022年1月 2023年1月 2024年1月現貨鈾價 長期鈾價資料來源：資料來源：https:/ 1515 世界鈾生產世界鈾生產世界礦產鈾生產的前三大國家為哈薩克斯坦、加拿大和納米比亞。全球產能自2020年低點以來一直在緩慢增加，預計隨著核動力的需求，在2025-2040年間會繼續增長。鈾的儲量比錫和鋅更加豐富。美國、日本和中國都在研發從海水中提取鈾的工藝；提取技術達到經濟可行且高效的程度后，憑借海水中儲藏的45億噸鈾，海水鈾可以

34、支撐數千年時間?？商娲剂舷盗袌蟾嬷四芸商娲剂舷盗袌蟾嬷四?1616 鈾生產和需求鈾生產和需求2 2|安全性安全性資料來源：資料來源：經合組織核能署/國際原子能機構(OECD-NEA/IAEA)，世界核能協會2.5港口就緒和法規港口就緒和法規目前正在制定有助于核動力商船靠泊商用港口的法規和風險框架。盡管制定工作仍在進行中，但核動力海軍船舶仍然會定期獲準?？棵裼酶劭?，在過去數十年中從未發生過事故。第一艘核動力商船薩凡納號(NS Savannah)是由美國政府建造的，在1962至1972年之間航行了10年。該船舶到訪了美國和世界各地的多個港口，作為艾森豪威爾總統“原子能為和平服務”項目的重要

35、組成部分，旨在促進和平利用核能。薩凡納號到訪了美國32個港口以及26個國家的另外45個港口，包括曾經穿過巴拿馬運河。不過，薩凡納號也曾被一些港口拒絕，包括在澳大利亞和新西蘭。德國的核動力研究船舶奧托哈恩號(Otto Hahn)自1969年起運行了10年，到訪了22個國家的33個港口。值得注意的是，該船舶未被允許穿過蘇伊士運河。核動力商船跨國航行并?？慷鄠€港口，也有歷史先例。核動力船舶的跨港口航行由船旗國或牌照持有人所在國的監管機構批準，該等機構會發放反應堆牌照，并且對反應堆和船舶實施監管。國與國之間通過協議實現牌照互認，以便船舶入港。例如，根據英國2022年商船（核動力船舶）條例，船舶抵達英國

36、水域（包括英國港口）之前，必須至少提前12個月將核動力船舶的安全評估情況和航行計劃告知海事與海岸警衛署?；A設施要求基礎設施要求與燃油和其他可替代燃料相比，支持核動力船舶日常運行所需要的陸上基礎設施極少。由于去除了燃料加注需求，因此核動力船舶不需要依賴管道、儲罐、加注船、低溫存儲及構成燃料加注基礎設施的其他港口設施。預計會由指定港口專業提供核動力船舶維護服務，而這些服務的需求頻率會遠低于正常燃料加注?？商娲剂舷盗袌蟾嬷四芸商娲剂舷盗袌蟾嬷四?1717 2 2|安全性安全性核能來源的生產受到嚴密監管。全面的質量控制可確保所制造的燃料符合精確的標準。核燃料的供應鏈短，且采用密封容器運輸，可

37、將燃料污染的風險降至接近于零。目前有多個國際生產商生產反應堆用的核能來源。市場規模足以形成競爭，但由于成本、監管等準入門檻較高，因此，市場規模一直較小。核能來源有許多種不同的類型，可以按照裂變同位素U-235的濃度進行分類。天然鈾的U-235濃度為0.7%左右，低濃縮鈾燃料的U-235濃度在20%以下，而高濃縮鈾的U-235濃度則為20%或以上。商船等民用反應堆只能使用低濃縮燃料。對于未來考慮用于商船的許多先進反應堆設計來說，能量來源會是濃度在5%至20%之間的高豐度低濃縮鈾(HALEU)。關于核能行業供應鏈的質量管理體系包含在ISO 19443:2018下，將被ISO/AWI 19443所代

38、替。就燃料成本來說，預計燃料質量不會是船東關注的事項，而會受到反應堆所有者的關注?？煽商嫣娲既剂狭舷迪盗辛袌髨蟾娓嬷撕四苣?18182.6燃燃料料質質量量2 2|安安全全性性2.7總結總結核能發電具有長期的安全記錄，也有監管機構在監督新反應堆技術的安全開發。在航運業引入任何規模的核動力船舶，都需要對法規進行廣泛的更新，包括國際海上人命安全公約第八章。而國際海事組織需要與國際原子能機構協作，制定關于核動力船舶的統一監管體系。航運業關于核動力商船運營的經驗相對有限；大多數航運經驗來自于海軍船舶，而且使用的是不適合商業航運的老一代反應堆類型?？商娲剂舷盗袌蟾嬷四芸商娲剂舷盗袌蟾嬷四?

39、1919 2 2|安全性安全性航運公司需要了解影響航運業的歐盟Fit for 55一攬子計劃的五個要素。Fit for 55一攬子計劃是涵蓋社會和企業的歐盟總體脫碳戰略，包括下列內容：經修訂的航運碳排放監測、報告和核查條例經修訂的航運碳排放監測、報告和核查條例（歐（歐盟盟MRV)MRV)經修訂的歐盟碳排放交易體系指令經修訂的歐盟碳排放交易體系指令（歐盟（歐盟ETSETS)新的新的FuelEU MaritimeFuelEU Maritime條例條例 經修訂的替代燃料基礎設施條例經修訂的替代燃料基礎設施條例(AFIR)(AFIR)經修訂的可再生能源指令經修訂的可再生能源指令(RED III)(RE

40、D III)勞氏船級社重點分析了這些相互關聯的要求將如何促使船東采用更嚴格的船舶能效戰略以及新的低碳燃料。2024年根據MRV體系就5,000總噸及以上貨輪和客輪報告的從燃料罐到使用(TtW)二氧化碳排放量，可用于2025年的歐盟ETS。法規法規本章重點討論在航運業采用核推進的各類監管驅動因素。關于安全條例，見本報告第2章。核動力航運的監管驅動因素與其他減排可替代燃料相同。核動力具有零運行排放的優勢，因而可以形成直接的規章合規路徑，降低航運業的溫室氣體排放，并且實現整個行業凈零排放的終極目標。歐盟法規歐盟法規一些最為成熟的航運業排放法規是由歐盟提出的。關于歐盟對核動力的立場，最近的信號是在凈零

41、工業法案(NZIA)中寫入了“通過核工藝生產能源的先進技術”，并且將小型模塊化反應堆視為凈零技術。不過，尚沒有將核能視為可以在許可和公共采購方面為項目提供支持的“戰略技術”。對于400總噸至5,000總噸的雜貨船，以及5,000總噸及以上的海上船舶，將自2025年起適用MRV報告。根據歐盟ETS，對該體系范圍內的船舶負責的航運公司需要購買溫室氣體排放配額，覆蓋范圍包括歐盟內部的航程、靠泊排放，以及往返歐洲經濟區的航程中一半的溫室氣體排放。目前，需要交納歐盟配額的溫室氣體排放包括二氧化碳排放，但自2026年起，還會以二氧化碳當量為基礎，覆蓋二氧化氮和甲烷排放。航運業不能像其他行業在歐盟ETS實施

42、早期那樣享有免費配額，但是將獲得一個分階段納入期，在此期間航運公司只需繳納特定年度核查排放量一定比例的配額（請參閱右側信息圖表）。2026年12月會對歐盟ETS實施審查，考慮增加400總噸至5,000總噸的海上船舶。3.1第第3 3章：章：核能的驅動因素核能的驅動因素40%40%20242024年報告的核查排放量年報告的核查排放量比例比例70%70%20252025年報告的核查排年報告的核查排放量比例放量比例20252025年和以后年和以后年度報告的核查排放量比年度報告的核查排放量比例例每個年度的配額要求在下年度9月30日之前繳納?？商娲剂舷盗袌蟾嬷四芸商娲剂舷盗袌蟾嬷四?2 20 0

43、 3 3|核能的驅動因素核能的驅動因素100%100%F Fu ue el lE EU U M Ma ar ri it ti imme e條條例例該條例對歐盟ETS形成補充，旨在推動可替代燃料的使用，在從油井到使用的全生命周期(WtW)基礎上覆蓋了船上使用能源的溫室氣體強度。歐盟注意到僅依靠支持能效提升的碳價和政策，不足以實現歐盟的脫碳目標，因此推出了FuelEU，以此創造對低排放或零排放燃料的激勵。自2025年起，航運公司被要求逐步降低船用能源的溫室氣體排放強度（見右表）。此外，自2030年起，FuelEU要求集裝箱船和客輪實現?？科陂g零排放。FuelEU Maritime條例要求提交新的監

44、測計劃。對每艘船舶的評估均應說明為監測和報告船上使用的能源數量、類型和排放因子而選擇的方法。自2025年1月1日起，每艘船舶都需要記錄并收集能源消耗信息。全年數據應在下年度的3月30日之前提交核查，不符合當年溫室氣體強度降低目標的，會受到處罰。到2027年12月及此后每隔五年均會實施FuelEU審查，可能會擴大適用范圍。核動力未被納入FuelEU Maritime條例，也未被列入零排放技術清單（附件三）。目前，附件三僅限于燃料電池、船上電力貯存以及利用風能和太陽能進行船上發電。該條例規定了將新技術列入附件三的機制，條件是“從科學和技術進步角度考慮，認定新技術與附件三中列明的技術相當”。核動力要

45、列入附件三，需要滿足該條例下關于零排放技術的廣泛要求，因為核動力不會排放以下成分：二氧化碳(CO2)甲烷(CH4)一氧化二氮(N2O)氧化硫(SOx)一氧化氮(NOx)顆粒物(PM)-2 2%-6 6%-1 14 4.5 5%-3 31 1%-6 62 2%-8 80 0%2 20 02 25 5 2 20 03 30 0 2 20 03 35 5 2 20 04 40 0 2 20 04 45 5 2 20 05 50 0 上表：相對于2020年水平的船用燃料溫室氣體排放強度下降幅度(%)?？煽商嫣娲既剂狭舷迪盗辛袌髨蟾娓嬷撕四苣?2 21 1 0 0%-2 20 0%-4 40 0

46、%-6 60 0%-8 80 0%-1 10 00 0%3 3|核核能能的的驅驅動動因因素素F Fu ue el lE EU U M Ma ar ri it ti imme e條條例例減減排排因因子子相相對對于于2 20 02 20 0年年水水平平的的減減排排比比例例國際條例（國際海事組織）國際條例（國際海事組織）關于國際層面的CO2排放控制，國際海事組織的規章已經生效，到目前為止，重點關注的是船舶能效。在2015年巴黎氣候協定之后，國際海事組織于2018年批準了初始溫室氣體減排計劃，其中制定了以船舶的碳減排為重點，減少航運業排放的路徑，以實現將全球溫度較工業化前時期的上升幅度控制在1.5度以

47、內的目標。在該初始戰略的指引下，制定了短期措施，包括現有船舶能效指數(EEXI)和船舶營運碳強度指標(CII)。2023年7月，國際海事組織在海上環境保護委員會第80次會議(MEPC 80)上通過了經修訂的溫室氣體減排戰略，目標是在2050年左右實現凈零排放。航運業的分階段目標如下：到2030年，國際航運業溫室氣體排放總量至少減少20%，力爭達到30%到2040年，國際航運業溫室氣體排放總量至少減少70%，力爭達到80%所有減排量均以2008年的水平為基礎計算。此外，其中也包含關于低碳或零碳燃料采用率的目標，即到2030年至少達到5%，爭取達到10%，并且國際航運業碳強度較2008年降低至少4

48、0%。修訂后的溫室氣體減排戰略針對旨在實現航運業減排的中期和長期措施設定了時間表，要求在2025年春就MEPC 83上確定的中期措施達成一致意見，以便該等措施在2027年生效。所述措施會包含技術和經濟要素。國際海事組織已編制、同意和通過了燃料生命周期分析導則。該導則可以為技術和經濟措施提供支持，其中提供了計算從油井到燃料罐的排放（與船用燃料的生產和供應相關的排放）以及從油井到使用的排放（包括因在船上使用燃料產生的排放）的方法。集合計算集合計算在提交每艘船舶的數據時，可以包含通知對船舶進行集合計算的決定。集合計算允許船東和集合計算管理人將同一支船隊、同一家公司或不同公司的船舶合并計算，目的是鼓勵

49、部署采用低排放或零排放解決方案的新船舶，而不是僅僅努力提升現有船舶的性能。通過集合計算，船隊可以分享某艘船舶的溫室氣體強度的下降幅度，從而降低單一船舶的溫室氣體排放強度，同時降低在FuelEU Maritime下產生財務罰款的風險。此外，集合計算希望降低對生物燃料的依賴，鼓勵需要分階段采用的早期采用者采用可替代低溫室氣體及零溫室氣體燃料。勞氏船級社近期發表的一篇文章指出，將排放罰款和余額集合計算具有深遠的意義。Core Power近期的一項分析顯示，在2030-2034年間對12艘船舶進行集合計算時，只需要將一艘極低硫燃料油集裝箱船替換為同等噸位的核動力船舶，就可以節約約4.63億美元的Fue

50、lEU Maritime罰款、8,400萬美元的歐盟ETS成本以及2.60億美元的燃料成本。FuelEU MaritimeFuelEU Maritime項下的燃料溫室氣體排放因子項下的燃料溫室氣體排放因子基于溫室氣體強度，對不同燃料設定了不同的排放因子，不過核能尚未被包含在內。FuelEU Maritime條例的附件一提供了針對所有燃料確定溫室氣體排放因子的方法?？商娲剂舷盗袌蟾嬷四芸商娲剂舷盗袌蟾嬷四?2 22 2 3 3|核能的驅動因素核能的驅動因素生生命命周周期期分分析析核能發電不需要將碳氫化合物用作燃料或任何形式的燃燒，也不需要使用引燃油。反應堆自身的運行排放為零，不過需要考慮

51、核燃料采礦和精煉以及反應堆建造時產生的間接生命周期排放。國際海事組織的生命周期分析指南沒有將核反應堆列為船用動力，而只是將核動力視為一種能量來源，可用于生產氫、氨等其他燃料。關于對船用核動力進行生命周期分析，可以參照岸上核動力發電設施。聯合國歐洲經濟委員會(UNECE)的電力來源綜合生命周期評估報告中，核動力的生命周期排放是各種技術中最低的。該報告顯示，核動力的排放會在燃料鏈的前端產生。根據該報告的模型，核動力的排放為5.1-6.4 g二氧化碳當量/kWh，而從全生命周期考慮，天然氣聯合循環廠（屬于最高效的發電系統之一，尚未在船上采用）的排放為403-513 g二氧化碳當量/kWh，在實施碳捕

52、集和封存后，排放量介于92至220 g二氧化碳當量/kWh。平均來說，核動力的生命周期溫室氣體排放低于太陽能或風能等可再生能源，唯一能夠與之匹敵的是水力發電。粉煤，無碳捕集和碳封存 整體煤氣化聯合循環，無碳捕集和碳封存超臨界，無碳捕集和碳封存天然氣聯合循環(NGCC)，無碳捕集和碳封存粉煤，有碳捕集和碳封存整體煤氣化聯合循環，有碳捕集和碳封存超臨界，有碳捕集和碳封存天然氣聯合循環，有碳捕集和碳封存660 MW360 MW平均塔槽多晶硅，地面安裝多晶硅，RIIF安裝碲化鎘，地面安裝e，RIIF安裝銅銦鎵硒，地面安裝銅銦鎵硒，RIIF安裝岸上離岸，混凝土地基離岸，鋼鐵地基403221213 190

53、 147 87 122 82 83 92 85 6.1 5.1 14 27 23 23 8 10 7.4 9.2 7.8 13 12發發電電生生命命周周期期排排放放生生命命周周期期溫溫室室氣氣體體排排放放，單單位位為為g g二二氧氧化化碳碳當當量量/k kWWh h，區區域域差差異異，2 20 02 20 0年年可可替替代代燃燃料料系系列列報報告告之之核核能能 2 23 3912 850753硬煤 硬煤 水電 天然濃縮太陽能氣 天然氣 核能3 3|核核能能的的驅驅動動因因素素149 11 6.4 28 35 27 34 16 23 21120010008006004002000-200資資料料

54、來來源源：https:/ 光伏 風能470364平均9125134273.2船舶經營人的需求和興趣船舶經營人的需求和興趣關于在航運業使用核動力的興趣，驅動因素是其減排能力。核動力提供了一個在航運業實現最終減排目標（即零排放運營）的路徑，而且在燃料和燃料加注基礎設施開發方面不存在不確定性。一旦就反應堆租賃達成協議，就不再需要擔憂未來船舶運行所需綠色燃料的可用性。最近，航運公司已經與船廠以及核工程公司等協作啟動了一些核動力船舶設計研發項目，包括散貨船和集裝箱船。勞氏船級社正在關注核動力航運項目，預計隨著航運排放監管的收緊，對核推進的興趣會持續提高?？蛻魧送七M的興趣有所不同，一種希望利用當前技術在

55、最短時間框架內創造水上資產（2030年前后），另一種希望針對20年左右的部署期開展較長期限的工作，對此有多種技術可以考慮。對于探索船用核動力的船東來說，主要考慮因素與其他可替代燃料一致，都是交付時間表和成本。對于核動力，一個額外因素是在商船上使用核反應堆的社會接受程度?？商娲剂舷盗袌蟾婵商娲剂舷盗袌蟾嬷四苤四?2424 3|3|核能的驅動因素核能的驅動因素3 3|核能的驅動因素核能的驅動因素3.3技術經濟驅動因素技術經濟驅動因素首先，一個合理做法是考察現有的以及針對新的岸上應用（如供熱和發電）正在開發的運營模型，如道康寧公司位于得克薩斯州的Seadrift電站。道康寧公司的電站將由技術

56、開發商X能源(X-Energy)運營，主要原因在于X能源與監管機構的關系良好，而且與道氏化學公司不同，該公司是一家專業核能技術和運營公司。將這種方法用于航運業，意味著反應堆很可能會由在核監管機構有驗證記錄的第三方擁有并運營。監管機構很可能會要求有10年的驗證記錄。這對于海上資產運營人來說有兩方面的優勢：首先不需要開發綜合性的內部核能力，不需要向核監管機構獲得審批；其次，核反應堆由其他實體擁有，意味著資產所有者不會產生前期資本支出。對于使用由第三方所有的反應堆電力的船舶來說，最有可能的場景是按照時間進行電力安排，即船舶運營人根據合同，以兆瓦時(MWh)為單位向反應堆所有者采購電力。由于反應堆是封

57、閉裝置，運營成本可以確定，因此，在資產建造之前就可以有把握地確定生命周期的運營成本。在運行壽命結束時，反應堆內的核能來源可能仍然會有很高的殘余價值；反應堆所有者可能會將這些有價值的材料部署到其他資產上。與傳統船用燃料的運行情況相比，燃料價格波動相關的問題也大體上可以消除。目前在這一領域開展的工作顯示，核能的成本優于目前碳氫化合物的成本。該技術也為以不同方式進行資產運營提供了極具競爭力的新機遇，在新增成本幾乎可以忽略不計的情況下以極快的速度產生蒸汽，由此可以降低所需要的船隊規模。核反應堆的成本和使用壽命也有助于將船舶設計壽命提高到近50年，而不是目前的20-30年；除價值極高的資產存在的個別情形

58、外，這些因素也降低了船舶改裝的可能性。盡管這種商業模式會引起海運資產運營人對資本支出成本的顧慮，但是就定價理解來說，在這方面的興趣是可以理解的。對此，對于在二十一世紀30年代交付的反應堆來說，可以大致采用每個反應堆5.00億美元的數據，并且隨著生產率的提升，在此之后的成本會迅速下降。需要注意的是，這只是一個簡化示例，并沒有考慮同類首個反應堆所需要的監管審批等因素。對于正在考慮將核動力用于海事應用的人來說，位于議程表第一項的根本性問題是“核能成本”的對比情況，這是在投資決策時需要考慮的因素。在考慮成本應對措施之前，有必要考慮一下在航運業應用核能很可能會采用的部署模型，因為這會對資本支出(CAPE

59、X)和運營支出(OPEX)產生根本性的影響?？商娲剂舷盗袌蟾嬷四芸商娲剂舷盗袌蟾嬷四?2 25 5 3 3|核能的驅動因素核能的驅動因素年年度度年年度度2 25 5年年集集裝裝箱箱船船運運能能/T TE EU U資資本本支支出出低低（百百萬萬美美元元）資資本本支支出出高高（百百萬萬美美元元）運運營營支支出出低低（百百萬萬美美元元）運運營營支支出出高高（百百萬萬美美元元）運運營營支支出出高高（百百萬萬美美元元）2814,00014,00004901.633.48872815,00015,00004901.643.83962820,00020,00004901.894.401102824,

60、00024,00004902.255.24131集集裝裝箱箱船船的的核核推推進進核工程公司Core Power目前正在開發針對航運業的核技術，其近期確定將10,000個以上20英尺標準箱(TEU)的集裝箱船作為采用核推進的主要候選船型，而且由于歐盟ETS和FuelEU Maritime節約的原因，尤其適合亞歐貿易。通過對典型亞歐貿易引入核動力的影響進行建模，Core Power發現對于由八支船舶組成的船隊來說，每個先進反應堆的平均成本，加上包括保險成本在內的運營成本，在25年內都不會超過38億美元，相對于采用傳統燃料的船舶來說具有經濟優勢，而該成本遠高于先進反應堆的預估成本。此研究中的預估資本

61、支出和運營支出以愛達荷國家實驗室(Idaho National Laboratory)的商用先進核能配置 海事應用報告為基礎，該報告確定的先進反應堆資本支出成本介于每kWe 4,000美元至7,000美元之間。7 70 0 M MW We e先先進進反反應應堆堆的的高高、低低資資本本支支出出預預估估（百百萬萬美美元元）下表顯示了從事亞歐貿易的核動力集裝箱船在較高和較低資本支出和運營支出情況下的場景。對于運營支出數據，假定用核反應堆取代船舶的柴油機。極低硫燃料油(VLSFO)船舶的燃料消耗被轉化為能源消耗，其中基于愛達荷國家實驗室的用于熱管微反應堆理念的經濟學設計方法，假定每噸VLSFO的電量為

62、12MW-h，而先進反應堆運行采用的成本為15美元/MW-h至35美元/MW-h?？煽商嫣娲既剂狭舷迪盗辛袌髨蟾娓嬷撕四苣?2 26 6 3 3|核核能能的的驅驅動動因因素素資資料料來來源源：Core Power，基于愛達荷國家實驗室的估算。4.1第第4 4章：章：核燃料生產和供應核燃料生產和供應簡介簡介 概覽概覽預計核燃料的生產和供應基本不會引起船東的顧慮。船東及其運營伙伴會通過多種結構化合同安排確保在反應堆生命周期內取得有保障的燃料供應，而不會將燃料視為運營支出。這與其他可替代燃料有所不同，對于其他可替代燃料來說，船舶在其使用壽命內始終會面臨取得充足的燃料供應、并在必要地點進行燃料

63、加注的問題。目前，下一代反應堆所需核能來源的供應量適合研究性反應堆。要滿足小型模塊化反應堆應用的商業需求，產能需要大幅提升。新一代反應堆技術使用的高豐度低濃縮鈾(HALEU)燃料是反應堆實現長期運行、縮小物理足跡必不可少的一環。目前，發電用反應堆使用的低濃縮鈾(LEU)來源的濃縮度介于3%至5%之間。預計未來反應堆使用的HALEU燃料的濃縮度將在10%至20%之間?？商娲剂舷盗袌蟾嬷四芸商娲剂舷盗袌蟾嬷四?2 27 7 4 4|核燃料生產和供應核燃料生產和供應目前，核能來源的生產商數量足以形成一個競爭性的市場，并且預計生產商能夠實現滿足核燃料日益增長需求的產能?？紤]到近期的地緣政治緊張

64、態勢以及HALEU的預計需求，各國政府改變了實施核燃料生產的方式，主要驅動因素是安全顧慮和脫碳。美國能源部正在通過將政府高濃縮鈾(HEU)庫存與濃縮相結合的方式，力求通過多種途徑為未來反應堆設計確保國內HALEU供應安全。根據美國能源部的預測，到2030年，HALEU的需求將超過40噸。位于俄亥俄州派克頓的濃縮設施已于2023年底上線運營，這是自1954年以來首個投產的由美國所有的鈾濃縮廠。該廠在2023年11月向美國能源部交付了20千克HALEU，預計滿載產能可實現每年生產900千克。2022年美國通脹削減法案對HALEU可用性項目投入了7億美元，力求填補基礎設施與研究空白。根據歐盟的歐洲原

65、子能共同體供應局(ESA)發布的2022年5月HALEU報告，預計到2035年，歐盟每年的HALEU需求將達到676千克至1256千克。該報告將確定、實質性的HALEU數量承諾視為實現產量提升唯一最重要的因素。歐盟濃縮技術生產商曾表示，歐盟HALEU生產設施的年需求要達到3至8噸，才會具有商業可行性。歐盟面臨的決策是繼續依賴美國和俄羅斯HALEU進口，維護可供10年使用的HALEU庫存以確保供應安全，或者支持歐盟的生產設施。ESA估計，HALEU生產設施從設計到投產，需要六至七年時間。2021/22變動(%)2021/22變動(%)-2.7%56.6%-2.4%8.6%-6.3%-4.8%-1

66、0.1%6.3%1.9%4.2%-78.0%837.5%100.0%鈾可用性鈾可用性世界核能協會在關于2023-2024年實施的兩年一次核燃料需求與供應審查中表示，其毫不懷疑鈾儲備足以滿足未來的需求。根據世界核能協會的數據，哈薩克斯坦是主要鈾生產國，在2022年占全球產量的43%，隨后分別是占比14.9%的加拿大和11.4%的納米比亞。4.2供應和需求預測供應和需求預測2021年份額(%)2021年份額(%)45.6%9.8%12.0%8.8%74.%5.5%4.7%3.3%1.5%0.4%1.0%0.0%100.0%2022年產量2022年產量21,2277,3515,6134,5533,3

67、002,5082,0201,7007082001007549,3552021年產量2021年產量21,8194,6935,7534,1923,5202,6352,2481,600695192455847,8102022年份額(%)2022年份額(%)43.0%14.9%11.4%9.2%6.7%5.1%4.1%3.4%1.4%0.4%0.2%0.2%地區/國家地區/國家哈薩克斯坦加拿大納米比亞澳大利亞烏茲別克斯坦俄羅斯尼日爾中國其他南非烏克蘭美國合計哈薩克斯坦加拿大納米比亞澳大利亞烏茲別克斯坦俄羅斯尼日爾中國其他南非烏克蘭美國合計可替代燃料系列報告之核能 28可替代燃料系列報告之核能 284|

68、核燃料生產和供應4|核燃料生產和供應資料來源：資料來源：世界核能協會（2023年8月）和專業出版物數據（由于四舍五入影響，表格中的分項之和可能與合計數有差異）按國別列示的鈾生產量（噸鈾）按國別列示的鈾生產量（噸鈾）低放射性廢料(LLW)在核廢料總量中的占比高達90%，而放射性占比為1%，其中包括在核設施運行和退役過程中被放射性物質污染的衣物、工具、抹布等。部分來自于指定活躍區域的物質會出于預防的原因而被標識為低放射性廢料，即使其本身并未顯示出放射性有所增強。部分先進的反應堆設計可以將低放射性廢料減少至接近于零的水平。中放射性廢料在放射性廢料總量中的占比為7%，放射性占比為4%。中放射性廢料與高

69、放射性廢料之間的差異在于，中放射性廢料產生的熱量不足以構成在抑制和處置時需要考慮的因素，例如反應堆部件和燃料包蓋。放射性材料處置的定義是在沒有任何回收意圖的情況下進行存放，關于低放射性廢料、中放射性廢料和高放射性廢料的適當處置，都有相應的監管措施。低放射性廢料通常在接近地表的位置進行處置，容器會放置在處置窖中，或者放在接近地平面的位置。目前正在經營的地點位于歐洲多個國家以及日本和美國。此類地點設計處置的是半衰期最長為30年的廢料，也會用來處理短期中放射性廢料。對于中放射性廢料和高放射性廢料的處置，則優先選擇較深的地理位置。此類地點旨在將放射性廢料抑制并與環境相隔離，時長高達上萬年甚至更長，因為

70、此類廢料的放射性衰減需要很長時間。尤其是高放射性廢料，通常在產生此類廢料的反應堆所在的地點存放，以便其放射性在將此類廢料運往最終處置地點之前降至安全水平。對核反應堆所產生放射性廢料的管理，是一個受到高度監管的過程，重點考慮因素是安全性和環境保護。盡管核動力具有在航運領域發揮重要作用的潛力，但對于航運業的利益相關方來說，了解與放射性廢料處置相關的責任和挑戰也是極其重要的。對于取得關于核動力運營的社會許可來說，應對公眾對放射性廢料及其管理的認知是極為必要的。核能發電產生的所有廢料都會受到嚴密監管，絕不允許任何核廢料造成污染。要了解現有旨在保護人身健康和環境安全的法規，一個有益舉措是界定由核反應堆產

71、生的廢物流。盡管核反應堆退役和后續放射性廢料處置預計屬于反應堆所有者的責任而非船東的責任，但對于希望探索核動力在航運業中使用方案的人來說，這個議題也是值得關注的。核反應堆會產生廢物流，就如同內燃機和電池會產生廢物流一樣。不過，核反應堆所產生廢料的特別之處在于其數量少、抑制性好，而且可以準確測量其放射性。相對于其他技術產生的廢料來說，這些特別之處有助于提高搬運和處置時的控制力度。國際原子能機構(IAEA)已經制定了關于放射性廢物處置的安全標準，并且得到了成員國的遵守，以確保對人身健康和環境安全的保護。燒過的核燃料是核反應堆經營所產生的放射性最強的副產品。燒過核燃料的處置受到嚴密監管，需要由專業人

72、員實施，并且在運輸過程中有嚴格的抑制規則。根據其成分，可以對燒過核燃料進行再加工以回收其中的鈾和钚含量，確保最高效的材料使用率。根據世界核能協會的數據，燒過核燃料是高放射性廢料(HLW)中的一種，其中高放射性廢料在所產生放射性廢料總量中的占比為3%，在總放射性中的占比為95%。4.3反應堆退役與放射性廢料反應堆退役與放射性廢料可替代燃料系列報告之核能可替代燃料系列報告之核能 2 29 9 4 4|核燃料生產和供應核燃料生產和供應5.1第第5 5章：章：技術就緒技術就緒簡介簡介對于核動力項目，目前有多種相互競爭的反應堆技術正在開發之中，而由于能源安全和脫碳的政治重要性的提高，近年來，這一領域的研

73、究也引起了越來越多的關注。第四代核能系統國際論壇(GIF)認可的技術主要有六種。GIF是一個旨在就先進反應堆技術開發進行國際合作協調的組織，代表了13個國家和歐盟。對于航運業來說，最具前景的技術包括對現有壓水反應堆(PWR)設計進行改良，以及目前處于不同開發階段，并且實踐驗證相對較少的第四代技術。對于所有這些技術來說，主要的挑戰都是設定在航運業中采用的標準，以及證明反應堆設計的運行安全性。就海事應用來說，前景最廣、上市周期最短的技術包括：壓水反應堆(PWR)熱管微反應堆(HPMR)熔鹽反應堆(MSR)鉛冷快中子反應堆(LFR)高溫氣體反應堆(HTGR)可替代燃料系列報告之核能可替代燃料系列報告

74、之核能 30 30 5 5|技術就緒技術就緒 5 5|技技術術就就緒緒壓水反應堆示意圖壓水反應堆示意圖5.2壓壓水水反反應應堆堆目前，壓水反應堆已經發展成了小型模塊化反應堆，可以在船上使用。這種反應堆將鈾用作燃料，通過受控核裂變連鎖反應產生熱量。熱量會傳導給冷卻劑，在壓水反應堆中，冷卻劑通常為普通水。由于反應堆容器中保持高壓，因此，加熱后的冷卻劑在高溫下仍然保持液態。這些熱量隨后可以轉化為電能、機械能，或者直接用于供暖的熱能。就海事應用來說，開發適合工廠制造且具有被動安全特性的小型壓水反應堆設計，具有實現壓水反應堆商業部署的前景。在諸多反應堆技術中，壓水反應堆的獨特之處在于多個國家的軍隊有過在

75、海洋環境中運行這種反應堆的經驗，而且過往也有若干個政府支持商船的實例。要制造小型模塊化壓水反應堆擴大航運業采用規模所需要的類型開發工作要在與其他技術相似的層面進行，需要在測試環境中對整合式原型進行驗證?？煽商嫣娲既剂狭舷迪盗辛袌髨蟾娓嬷撕四苣?3 31 1控制棒驅動機構加壓器主蒸汽上升管（初級流量）蒸汽發生器（次級流量）安全殼給水下降管（初級流量）反應堆壓力容器堆芯（初級流量）熱管微反應堆示意圖熱管微反應堆示意圖反應控制鼓用于緩和eVinci的功率輸出，如在應用或關閉后的加載。否則，反應控制鼓將處于靜止狀態。西屋公司的eVinci 微反應堆。圖片來自西屋公司熱管的被動性意味著不需要冷卻

76、劑，因而不再需要相關的泵送系統。設計中包括多個被動安全系統，從而確保在發生故障時將熱量清除掉。反應堆的低壓性可以降低潛在故障的影響，從而降低了分散材料所需要的動能。熱管反應堆設計包括遠程監測能力；不需要任何船上作業。熱管反應堆中的燃料貧化后，會拆下船上反應堆，并用新反應堆更換。貧化后的反應堆會送至港口環境以外的專用設施進行處理。在船舶使用壽命內可能都不需要更換。熱管使用的三元結構各向同性包覆燃料顆粒(TRISO)和氣冷反應堆已達到演示水平，但尚未實現大規模生產。熱管微反應堆有多個技術演示項目正在進行，包括BWXT公司和西屋公司，覆蓋范圍包含國防和民用應用。5.3熱管微反應堆熱管微反應堆核熱管（

77、低壓微反應堆）是一種被動熱傳導裝置。這種反應堆將鈾用作燃料，在堆芯中通過受控核裂變連鎖反應產生熱量。熱量被傳導至熱管中的工作流體中。這些熱量隨后可以轉化為電能、機械能，或者直接用于供暖的熱能?？商娲剂舷盗袌蟾嬷四芸商娲剂舷盗袌蟾嬷四?3 32 2 5 5|技術就緒技術就緒控制鼓熱管初級熱交換器TRISO 燃料石墨堆芯模塊停堆棒 5 5|技技術術就就緒緒 熔熔鹽鹽反反應應堆堆示示意意圖圖泰拉能源(TerraPower)的氯化物熔鹽反應堆。圖片來自泰拉能源5.4熔熔鹽鹽反反應應堆堆(M MS SR R)熔鹽（低壓）反應堆利用溶解于熔融氟化鹽液體混合物中的鈾，通過堆芯中的受控核裂變連鎖反應產

78、生熱量。熔鹽具有冷卻劑和緩和劑作用，可以維持連鎖反應。熱量被傳導至工作流體中。這些熱量隨后可以轉化為電能，或者直接用于供暖的熱能。有些熔鹽反應堆設計可實現在線加料，無需關閉反應堆。部分熔鹽反應堆設計具有將輕水反應堆產生的燒過燃料用作燃料的潛力。對于各類熔鹽反應堆技術來說，目前已經有適合大規模測試以及單項測試的實驗性試驗設施。該技術尚在驗證之中，需要進行航運改造。因此，熔鹽反應堆目前處于實驗水平，但不存在大規模燃料生產演示。熔鹽反應堆具有多種內在被動安全特性。其液體燃料屬性，使得在發生過熱或安全殼破裂時易于冷卻，而一旦發生故障，反應堆中的被動安全裝置會將燃料排放到儲罐中進行冷卻。熔鹽反應堆的低壓

79、設計降低了發生安全殼破裂時材料分散的情況，而燃料鹽具有惰性，從而消除了化學反應的安全顧慮?？煽商嫣娲既剂狭舷迪盗辛袌髨蟾娓嬷撕四苣?3 33 3 反射層非能動換熱器(PHX)泵 活性 堆芯 5 5|技術就緒技術就緒 鉛冷快中子反應堆示意圖鉛冷快中子反應堆示意圖NewCleo的TL-30 LFR。圖片來自NewCleo5.5鉛冷快中子反應堆鉛冷快中子反應堆(LFR)(LFR)鉛冷快中子反應堆(LFR)使用貧化鈾、钚及次錒系元素作為燃料，在堆芯中通過受控核裂變連鎖反應產生熱量。鉛被用作冷卻劑，去除堆芯中的熱量并將熱量傳導給水，從而產生用于產生能源的蒸汽。堆芯溫度升至正常運行水平之上后，被動

80、安全特性可以在無需作業人員介入的情況下降低堆芯溫度。燃料和技術都已存在，并且在國防應用中進行過海事驗證，包括國防應用中的反應堆維護和換料?？商娲剂舷盗袌蟾嬷四芸商娲剂舷盗袌蟾嬷四?34 34 5 5|技術就緒技術就緒5.6高高溫溫氣氣體體反反應應堆堆高溫氣體反應堆(HTGR)的開發利用了一系列燃料，包括低濃縮至高濃縮的鈾、釷和钚。反應堆將陶瓷涂層的芯塊用作燃料，在堆芯中通過受控核裂變連鎖反應產生熱量。氦作為冷卻劑吸收這些熱量，隨后熱量可以轉化為電能，或者直接用于供暖的熱能。該技術已被用于提供工業用熱和氫能生產。目前存在演示數量的高溫氣體反應堆TRISO反應堆燃料，但尚不存在大規模產能。

81、該反應堆技術可在陸上運行，但尚未在海事應用中得到驗證。堆芯中大量使用石墨，可以降低故障期間發生任何溫度波動的速度。借助氦的惰性性質以及陶瓷涂層芯塊的熱阻，發生事故時可以實現被動散熱，無需作業人員介入。燃料芯塊氦A高高溫溫氣氣體體反反應應堆堆示示意意圖圖可可替替代代燃燃料料系系列列報報告告之之核核控制棒能能 3 35 5 5 5|技技術術就就緒緒高溫氣體反應堆示意圖 圖片來自世界核能協會。蒸汽發電機反應堆容器石墨蒸汽水 第第6 6章：章：總結和結論總結和結論勞氏船級社會持續密切跟蹤核能航運的發勞氏船級社會持續密切跟蹤核能航運的發展，并在未來更新本指南時闡述最新發展。展，并在未來更新本指南時闡述最

82、新發展。對于小型模塊化反應堆的前期采用以及在航運業的應用，主要挑戰包括運營社會許可和監管模糊性。在國際海事組織與國際原子能機構就全球標準達成一致之前，預計近期內的國家監管和審批都會在個案基礎上進行。核動力具有為航運業實現革命性變化的巨大潛力，可以提供一條通往可持續、高效航運解決方案的路徑。憑借在海軍行動中得到驗證的記錄，在技術日益進步、對其益處的認可逐漸提升的情況下，核動力在商業航運領域的廣泛應用已呼之欲出。在通往商業意義上可行的核動力船舶的旅程中，會打下合作與創新的印記。目前，世界各國政府都積極支持開發用于發電的小型模塊化反應堆(SMR)，此舉為民營公司開拓前沿技術培育了極富活力的市場。小型

83、模塊化反應堆以數十年來的知識積累為依托，代表了反應堆設計跨越性的一步，專注于安全性、高效性、模塊化，有助于實現流水線生產。監管框架正在不斷演進，會覆蓋小型模塊化反應堆的特性以及在航運領域應用的狀況。監管演進會涉及到向基于目標的監管轉變，鼓勵設計者、造船廠和運營人積極協作，從而打造安全、負責的文化。國際海事組織、國際原子能機構等國際組織正在努力建立全球性標準，為擴大采用范圍鋪平道路。核動力在航運業中的安全性一直無與倫比。嚴苛的安全協議、先進的反應堆設計，都將船員和環境保護置于重中之重的地位。隨著小型模塊化反應堆的成熟和監管清晰度的提高，會出現針對核能推進進行優化的船舶設計，從而開創一個高效、環保

84、船舶的新時代。為了抓住上述機遇、推進核動力商業航運而付出的集體努力，墊定了此項技術的巨大價值。憑借成為安全、零排放燃料的潛力，并且不需要頻繁加注，核動力具有實現航運業變革的前景，為未來清潔度、可持續性更高的全球貿易和運輸貢獻力量。核動力可以看作是變革性技術，而不是漸進式或步進式的改良。雖然不會像某些可替代燃料一樣直接取代燃油系統，但核動力會成為從根本上重塑航運業的主要催化劑。轉型的其中一部分是安全性更高、可靠性更強、排放為零、使用壽命更長且生產率更高的船舶。轉型的另一部分在于船舶運營人的結構，包括技術管理、采購、質量措施以及強化的安全文化?？商娲剂舷盗袌蟾嬷四芸商娲剂舷盗袌蟾嬷四?36

85、36 6 6|總結總結商業商業卡梅科公司(Cameco)平均鈾價世界核能協會的世界鈾采礦生產數據歐盟碳定價為航運業帶來新壓力 以及新機遇聯合國歐洲經濟委員會(UNECE)聯合國歐洲經委會區域的碳中和：電力來源綜合生命周期評估歐洲原子能共同體供應局(ESA)2022年5月HALEU報告7.1第第7 7章章其他資源和附件其他資源和附件安全性安全性國際原子能機構安全標準 輻射防護與輻射源安全：國際基本安全標準國際原子能機構安全標準 放射性廢物處置監管監管勞氏船級社 歐盟碳排放交易體系(歐盟ETS)和歐盟航運碳排放監測、報告和核查條例(歐盟MRV)是什么？歐盟委員會 FuelEU Maritime條例

86、可替代燃料系列報告之核能可替代燃料系列報告之核能 3737 鏈接和其他資源鏈接和其他資源7 7|其他資源和附件其他資源和附件附件附件1 1：技術、投資和社區就緒水平：技術、投資和社區就緒水平（TRLTRL、IRLIRL、CRLCRL）及定義）及定義本報告中使用了三種就緒水平：技術、投資和社區。所有水平都有評定表，其中TRL按照一至九級進行評定，而CRL和IRL則按照一至六級進行評定。技術就緒水平技術就緒水平(TRL)(TRL)技術就緒水平表示從概念階段到準備好投入航運應用，所研究解決方案的成熟度。其基礎是由NASA及其他機構使用的既有模型，采用九級量表?？商娲剂舷盗袌蟾嬷四?可替代燃料系列

87、報告之核能 38 38 7 7|其他資源和附件|其他資源和附件1理念觀察到的基本原理2概念制定的技術概念3可行性首次評估可行性概念和技術4驗證在測試環境中對整合式原型進行驗證5原型在使用環境中進行原型測試6產品量產前產品7試點小規模試生產8市場投放在全面測試、驗證并合格后開展制造工作9市場增長生產和產品進入全面運營水平水平技術就緒水平技術就緒水平(TRL)(TRL)有關勞氏船級社采用的就緒水平的更多詳情，請查閱有關勞氏船級社采用的就緒水平的更多詳情，請查閱勞氏船級社海事脫碳中勞氏船級社海事脫碳中心的零碳燃料監測系統報告。心的零碳燃料監測系統報告。投資就緒水平(IRL)投資就緒水平(IRL)投資

88、就緒水平表示海事解決方案從初始商業理念到可靠財務投資的商業成熟度。該水平涉及到取得商業成功所需要的所有參數，以澳大利亞可再生能源署(ARENA)的工作為基礎。所采用的六級量表概括了解決方案的商業狀態，由市場上的可用證據予以確定。社區就緒水平(CRL)社區就緒水平(CRL)社區就緒水平指某一航運解決方案的社會成熟度，從人員和組織的接受程度和采用情況考慮。計量范圍為從社會挑戰到廣泛應用。CRL以ARENA和丹麥創新基金的工作為基礎，采用六級量表。投資就緒水平(IRL)投資就緒水平(IRL)1理念假設性商業建議2試驗小規模商業試驗3擴大商業規模擴大4采用多種商業應用5增長市場競爭推進廣泛發展6可盈利

89、資產可盈利資產類別1挑戰確定問題及預期社會就緒程度、可能解決方案的形成以及潛在影響2測試與相關利益相關方協作對擬議解決方案進行初步測試3驗證由領域內的相關利益相關方對擬議解決方案進行驗證4試點在相關環境中，與相關利益相關方協作展示解決方案，以便取得關于潛在影響的初步反饋5規劃完成并審核可供社會采用的擬議解決方案和計劃6經驗證的解決方案在相關環境中驗證過的實際項目解決方案社區就緒水平(CRL)社區就緒水平(CRL)可替代燃料系列報告之核能 39可替代燃料系列報告之核能 397|其他資源和附件7|其他資源和附件可替代燃料系列報告可替代燃料系列報告勞氏集團有限公司及其子公司和關聯方，以及前述各項各自

90、的管理人員、員工或代理人，在本條中單獨并統稱為“勞氏船級社”。對于因依賴本文檔中的或者以任何方式提供的信息或意見而導致的任何損失、損害或費用，除所述人員已經與相關勞氏船級社實體就提供所述信息或意見簽署過合同以外，勞氏船級社均不承擔責任，亦不向任何該等人士負責，并且任何義務或責任均應完全以前述合同中所規定的條款和條件為準。除現行立法準許的以外，未經版權所有者事先準許，不得以任何方式或采用任何手段對本文檔的任何部分進行影印、在檢索系統中存儲、出版、公開表演、改編、廣播、傳播、記錄或復制。如有疑問，應發送至勞氏船級社，地址為71 Fenchurch Street,London,EC3M 4BS。勞氏集團有限公司，2024年。了解更多了解更多訪問訪問 lr lr.orgorg/fuelforthofuelforthoughtught核核能能氫氫碳碳捕捕集集甲甲醇醇氨氨液液化化天天然然氣氣生生物物燃燃料料電電