核能的利用是上世纪年代初期首先在军事领域开始的，核电工业是从核能的 军事利用转移而来。最早发展核电站的国家所采用的反应堆堆型都是在军用生产 堆和军用船舶动力堆的技术基础上发展起来的。1938 年，德国物理化学家哈恩和 施特拉斯曼在研究中子与铀核作用所产生的放射性现象中，意外地发现铀-235 的 裂变现象，裂变过程同时释放出巨大能量；1942 年，在美国芝加哥大学的一个网 球厅，建成了世界上第一座核反应堆，成功地实现了可控的核裂变链式反应；1951 年，在美国爱达荷州首次利用核能进行发电的尝试；1954 年，世界上第一座核电 站在苏联建成发电，电功率 5000kW。

　　（1）实验示范阶段（1954-1966 年）：第二次世界大战结束以后，美国政府 在继续发展核武器、核潜艇、核航母的同时，开始了核能利用的军转民工作。1957- 1960 年，美国分别建成了 60MW 希平港压水堆核电机组和 197MW 德累斯顿沸水堆 核电机组，成为日后核电发展的主要类型。前苏联在 1954 年建成奥布宁斯克实 验性核电机组（RBMK）。英国、法国分别于 1959 年和 1962 年建成天然铀石墨气 冷堆核电厂。加拿大在 1962 年建成利用天然铀发电的重水堆原型核电机组。这 一阶段世界核电的发展百花齐放，不同类型核电机组的成功运行。

　　（2）高速推广阶段（1966-1980 年）：20 世纪六十年代，西方国家进入经济 快速增长阶段，对能源和电力供应的需求急剧上升。1973 年和 1979 年的两次世 界性石油危机造成石油价格的大幅上涨，核能发电作为一种经济、安全的清洁能 源受到许多国家的大力追捧。美国在 1966-1973 年签约的核电建造合同规模达 170GWe。法国、日本等国通过引进美国技术逐步建立起本国的核电工业体系。从 1974 年到 1983 年，法国先后建成 34 座 900MW 及 20 座 1300MW 压水堆机组，成 为全球核电比例最高的国家。日本在 1970-1980 年间建成 21 台核电机组，成为世界第三大核电国家。至 1980 年底，全世界核电机组的总装机容量达到 133GWe。 1966 年到 1980 年核电装机容量的年增长率达到 26%。

　　（3）滞缓发展阶段（1981-2001 年）：上世纪八十年代以后，西方主要国家 经济发展进入平稳期，由于产业结构调整及节能措施大量采用，全社会电力需求 大幅度下降，许多已经计划的电力建设项目被搁置或者取消。1979 年美国发生三 里岛核事故后，各国普遍加强了核安全监管，提高了核电项目审管要求，致使核 电建设工期拉长，造价提高。另外，发电成本相对低廉的天然气兴起，核电建设 进入滞缓发展阶段。

　　（4）逐步复苏阶段（2001 年至今）：21 世纪以来，世界各国对环境问题关 注加强，作为唯一可大规模替代化石燃料的清洁能源，核电重新受到青睐。2007 年以后，包括法国、芬兰、中国、印度、俄罗斯以及新兴经济体国家的一批核电 新项目相继开工或者获批，世界核电迎来了新的发展期。2011 年，日本福岛核事 故给世界核电造成巨大冲击。但在短暂低迷后，包括日本在内的世界大多数国家 仍然认为，在应对人口增长、电力需求增加、气候变化等复杂而艰难的问题面前， 核能仍然是解决能源安全的重要选项之一。 近十年，核电占全球总发电量的比例在 10%左右，是世界能源结构中的重要 组成。根据 BP《世界能源统计年鉴 2022》，2021 年，核能在全球发电总量中的占 比为 9.84%。

　　根据 IAEA 数据，截至 2022 年底，全球运行核电站有 438 个机组（包括处于 暂停使用状态的 27 个机组），装机容量达 394GW，在建核电 58 个机组，装机容量 达 59GW。美国是核电机组数量和装机容量最多的国家，截至 2022 年底，在运核 电机组数量达 92 座，装机容量达 95GW；法国是核电发电量占比最高的国家，2022 年核能发电 282TWh，占比达 63%；我国是在建核电机组装机容量最大的国家，在 建反应堆 20 座，合计装机容量 20GW，占全球的 34%。

　　展望未来，核电仍将保持较快增长。根据国际能源署《2023 年电力市场报 告》，能源危机使人们重新关注核电在促进能源安全和降低碳排放方面的作用。 预计 2023-2025 年，全球核电年均增长率将达到近 4%，至 2025 年，核发电量每 年将增加约 1000 亿千瓦时，相当于目前美国核电发电量的八分之一。到2025 年， 全球核发电增量的一半以上将主要源自中国、印度、日本和韩国四个国家，其中， 中国在绝对增量方面领先（新增 580 亿千瓦时）。

　　核能包括裂变能和聚变能，裂变能已可以成熟应用，聚变能的应用技术研究 加快推进。核电利用铀核裂变所释放出的热能进行发电。在核裂变过程中，中子 撞击铀原子核，发生受控的链式反应，产生热能，生成蒸汽，从而推动汽轮机运 转，产生电力。

　　与煤电、气电相比，核电为低碳清洁能源，可减少温室气体的排放。核电不 直接排放温室气体，单位千瓦时核电发电排放温室气体的量仅相当于煤电温室气 体排放量的 1.6%，也低于水电、光伏和风电。因此，受全球不断增长的电力需求、 不断加强的环保意识以及石化燃料价格及供应波动影响，核电是全球具有竞争力 的重要能源选择之一。2018 年，在第九届世界清洁能源部长级会议上，明确将核 电定位为清洁能源，并且倡议关注核电用于基荷电力以及用于未来新的低碳复合 能源系统建设。

　　核反应堆是装配核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置，是核电站 的核心装置。商用核电反应堆可以根据反应堆冷却剂/慢化剂和中子能分类。反 应堆冷却剂将热量由核反应堆堆芯转移至发电机及外部环境；中子慢化剂降低快 中子的速度，生成可维持核链式反应的热中子。按照冷却剂/慢化剂的不同，反 应堆一般可分为轻水堆（包括压水堆和沸水堆等）、重水堆及气冷堆。按照所用 的中子能量，反应堆一般可分为热中子堆或快中子堆。目前，世界核电站使用的 主要反应堆类型包括压水堆、沸水堆、重水堆、石墨慢化水冷堆、石墨慢化气冷 堆和快堆。

　　压水堆是当前世界核电主要堆型。根据 IAEA 数据，当前全球在运的 437 台 核电机组中，压水堆 307 台、沸水堆 60 台、重水堆 48 台、石墨慢化水冷堆 11 台、石墨慢化气冷堆 8 台、快堆 2 台以及高温气冷堆 1 台。

　　我国目前商业运行的核电机组除秦山三期外全部为压水堆。我国秦山三期 1、 2 号机组采用的是加拿大坎杜型（CANDU）压力管式重水堆。除秦山三期外，我国 目前商业运行的核电机组全部为压水堆。 重水堆核电站是发展较早的核电站，以重水作慢化剂，主要优点是可以直接 利用天然铀作核燃料，同时采用不停堆换料方式，但也有体积比轻水堆大、建造 费用高、重水昂贵、发电成本也比较高等缺陷。压水堆是技术十分成熟的堆型， 与其他堆型相比具有结构紧凑、基建费用低、建设周期短、轻水价格便宜等优势。 此外，压水堆将有放射性的一回路与二回路分开，带有放射性的冷却剂不会进入 二回路污染汽轮机，机组运行、维护方便。

　　核电从 20 世纪中叶开始迅猛发展，但由于人因失误、设备不可靠、设计缺 陷等因素，历史上发生了一些核电事故，4 级以上核事故 15 起，其中，7 级核事 故 2 起，6 级核事故 2 起，5 级核事故 3 起。两起 7 级核电事故是前苏联切尔诺 贝利核事故和日本福岛核事故。 1986 年，切尔诺贝利核电站 4 号机组突然爆炸，大量强放射性物质泄漏，酿 类和平利用核能史上最严重的事故之一。切尔诺贝利核事故直接污染核电站 周围 6 万多平方公里土地，320 多万人受到核辐射侵害。切尔诺贝利核电站事故 之后，世界核电发展进入停滞阶段，但由于能源危机等因素，21 世纪初世界核电 又迎来了发展的第二个春天。

　　2011 年，日本东北发生 9.0 级地震和海啸，导致福岛核电站出现严重事故， 1 号反应堆过热，发生氢气爆炸，2 号和 3 号反应堆也全部熔毁,大量放射性物质 外泄。福岛核事故后，德国、瑞士等提出了“弃核”的主张，日本也一度提出“零 核电”的主张。但是，在经历了短暂低迷后，包括日本在内的世界大多数国家仍 然认为，在应对人口增长、电力需求增加、气候变化等复杂而艰难的问题面前， 核能仍然是解决能源安全的重要选项之一。对经济快速发展的国家而言，核电是 不可或缺的选择。

　　核电事故造成了核电发展的短期停滞，但同时也促进了核电技术升级，每次 核电事故发生后都是核电安全提升一个新台阶的开始，最终促使核电趋向越来越 安全。第三代核电技术成为全球当前技术成熟度最高、可大规模商业部署的核电 技术，相关技术已经实现了批量化建设，如我国的华龙一号技术、欧洲的 EPR、 美国的 AP1000 等。

　　第三代核电已进入批量化建设阶段，2022 年全球开工的核电机组全部为第 三代核电机组。2022 年，全球有 8 台核电机组实现核岛浇筑第一罐混凝土，正式 开工建设，全部采用第三代核电技术，总装机容量 863.7 万千瓦。2022 年新开工 的 8 台机组分别是我国田湾 8 号机组、徐大堡 4 号机组、三门 3 号机组、海阳 3 号机组和陆丰 5 号机组，土耳其阿库尤 4 号机组，埃及埃尔达巴 1 号和 2 号机 组。第三代核电技术将成为全球未来一段时间内开工建设的主要技术。

　　与世界核能大国相比，我国核电工业起步较晚，核能从军事利用到民用的转 移速度也相对较慢。从第一座军用生产反应堆建成至第一座核电站运行，美国为 12 年（1944-1956），苏联为 2 年（1952-1954），英国为 6 年（1956-1962），法国 为 8 年（1956-1964），我国为 25 年（1966-1991）。

　　我国核电站的建设始于 19 世纪 80 年代，核电站建设大致可分为三个阶段： 第一阶段（1985-1994）：我国自 1985 年开始了秦山核电站的建造工作，“秦 山一期”是我国第一座自行设计的 30 万千瓦核电站；1994 年，我国完成了大亚 湾核电站的建设并投入运行，大亚湾核电站建设有 2 台 90 万千瓦机组，技术从 法国引进。此阶段是我国完成两座核电站、三台机组的建设，合计具备了 210 万 千瓦的装机容量，是我国核电建设初期，自主研发和引进商业堆两种模式并行。 第二阶段（1995-2004）：从 1996 年开始“秦山二期”核电站的建设，该阶 段共有 8 台核电机组开工建设。截至 2004 年底，我国新建成了秦山二期 2 台自 主设计压水堆机组、岭澳一期 2 台法国压水堆机组、秦山三期 2 台加拿大压水堆 机组，共 6 台机组建成并网发电。装机容量为 474.6 万千瓦，初步形成广东大亚 湾、浙江秦山两大核电基地。这一阶段我国电力供应相对充裕，核电被定位为我 国能源的补充。 第三阶段（2005 年至今）：随着我国经济快速发展，能源电力供给日益成为 我国经济、社会发展的瓶颈，核电的重要地位逐渐凸显。2006 年，国务院常务会 议审议通过了《核电中长期发展规划（2005-2020 年）》，明确指出“积极推进核 电建设”，确立了核电在我国经济与能源可持续发展中的战略地位。根据《中国 核能发展报告（2021）》，到 2030 年，我国核电规模将达到 105-117GW。

　　经过近 40 年的发展，特别是 2005 年以来的发展，我国核电装机容量及发电 量实现快速增长。2022 年，全国核电装机容量达 56GW，2013-2022 年复合增速为 16%；全国核电发电量 4178 亿千瓦时，2013-2022 年复合增速为 16。