中国煤电装机15亿千瓦、碳排放占全国40%，转型压力巨大。清华大学研究提出了一个系统性的煤电低碳转型路径：在煤电原址建设小型模块化反应堆（SMR）。结果显示，煤改核可使2060年核电装机从435GW提升至590GW，核能布局从沿海拓展至28个省份，2060年前可节约系统成本2.1-4.1万亿元。当煤电面临碳约束时，核能提供了一个稳定、安全、经济的替代选项。
煤电转型的现实约束
在“双碳”目标下，中国电力与热力部门需在2050年前后实现净零排放。目前，我国能源结构高度依赖煤炭，2025年煤炭消费占比约53%，燃煤电厂碳排放约占全国总量的40%。受限于资源禀赋及能源安全需求，大规模煤电机组提早退役面临能源供应缺口、资产搁浅、当地就业和经济发展及公正转型等挑战。
同时，CCUS技术成本高昂且规模化应用难度大。风、光等可再生能源的间歇性对电力系统稳定性和可靠性提出更高要求。寻求燃煤机组的安全可靠、绿色低碳、成本可接受的替代路径成为紧迫课题。
煤改核的厂址与技术基础
本研究建立了6078个燃煤机组数据库，总装机约15亿千瓦。厂址潜力评估显示，SMR煤改核潜力高达978.9GW（2482个机组），山东、内蒙古、江苏位居前三。通过典型案例验证，HTR-PM高温气冷堆可在保持发电量稳定的前提下实现零碳排放；NHR200-II低温供热堆可使工业蒸汽降碳率超90%。
核能替代并非简单的“锅炉换堆”，必须针对不同容量的煤电机组进行定制化的热力系统重构与汽轮机匹配设计。同时，核电厂安全标准远超煤电，选址、建造、运行全面从严，需进行定制化的厂址评估与安全论证。
能源系统转型路径与核能贡献
模型模拟结果显示，基准情景下中国核能发电装机容量将从2020年约50GW增长至2060年的435GW。实施“煤改核”可使得我国远期核电规模提升8%-36%，最高至2060年达到约590GW。核电发电量占比从2020年的5%稳步提升至基准情景下的17%，在三个“煤改核”情景下可进一步提升至20%-25%。
开放内陆厂址与“煤改核”将推动我国核能布局从沿海向更多内陆省份拓展。至2060年，我国可在28个省、市、自治区实现核能布局，较基准情景增加9个省份。西北传统煤电重点地区有望部署核能，助力构建“风光核打捆”的零碳电力外送模式。
经济性评估与成本节约
发展“煤改核”具有良好的经济效益，有助于降低小堆建设成本与能源系统总成本。到2060年，相比不考虑“煤改核”的基准情景，“煤改核”情景在2030-2060年间累计可为我国所考虑的电热系统节约总成本约2.1万亿至4.1万亿元，相当于该时期系统累计总成本的0.94%-1.75%。
在供热方面，至2060年，核能将是不可或缺的工业热源，工业供热贡献达到约14%（供热量达6.9亿GJ）；实施“煤改核”后，可至多提升核能在工业供热中的贡献8.5个百分点（4.1亿GJ）和北方城镇集中供暖中的贡献2.2个百分点（1.5亿GJ）。
