核能技术概要
过程
核反应堆利用核裂变反应产生的热量驱动涡轮机带动发电机发电。核能是一种几乎无碳的能源形式，替代燃煤发电时，一座1GW的核电站每年可以避免排放约6-7百万吨二氧化碳，以及其他相关空气污染物。
状态
目前全球共有443座核电站（总装机容量370GW），提供了全球电力供应的16%（OECD国家为25%）。美国拥有最多核电站（104座），其次是法国（59座，占其电力供应的78%）、日本、俄罗斯、英国、韩国和印度。另外还有24座正在建设中的核电站，主要位于中国、印度、俄罗斯、乌克兰、芬兰、韩国和日本。自1970年至1990年，核电容量每年增长17%，但在1990年至2004年间，这一增长率放缓至2%，这主要是由于切尔诺贝利事故的影响。自那时起，核电的吸引力有所回升，主要是因为现有核电站的运行效率提高（从76%提高到83%）和现有核电站的功率升级。
目前的反应堆
大多数现有的核电站属于第二代反应堆，这些反应堆在1970年代首次投入使用。第三代反应堆在1990年代开发，包括具有被动安全功能（在事故情况下无需主动干预即可自动关闭反应堆）、更长的使用寿命和模块化设计以降低建设和运营成本，并优化燃料使用以减少废料产生。一些这样的反应堆已在东亚地区建成，如日本的三台通用电气先进沸水堆（ABWR）和西屋公司的一体式压水堆（AP1000）。
未来反应堆
第四代核电站（GEN-IV）预计将在2030年后进入市场。这些反应堆包括三种液态金属冷却（铅、钠或氦）、三种高温气冷（氦、熔盐、超临界水）冷却的快速反应堆概念，以及三种高温气冷（氦、熔盐、超临界水）冷却的热反应堆概念。所有概念都旨在提高被动安全性、减少长期放射性废物产生并降低成本。快速反应堆概念采用封闭燃料循环，焚烧锕系元素、回收钚并使用U238；而热反应堆则通过高燃料利用率来提取更多能量。所有概念均具有较高的冷却温度（500°C至1000°C），以实现更高的效率（40%至50%）。工厂制造和模块化设计（从100-200 MW到1 GW的机组规模）有助于降低成本并适应不同市场的需求。GFR（氦冷却，48%效率）概念包括现场处理和再加工废燃料设施。LFR变体包括核电池概念，这是一种小型反应堆，具有较长的换料周期（几年一次），其技术基础来源于核潜艇。SFR则基于丰富的钠冷快中子反应堆经验（例如法国的Superphenix）。SCWR（水冷，44%效率）利用超临界水冷却技术提高效率。VHTR（氦冷却，50%效率）设计用于通过热化学过程或天然气重整生产电能和氢气。MSR使用氟化钠和氟化锆作为冷却剂/燃料。
成本
一些国家因许可和公众接受问题导致核电站建设周期较长。核电站的成本主要取决于建设成本（每千瓦1200-2500美元）、折现率（10%-15%）、建设时间（5-7年）、经济寿命（25-40年）和负载因素。新建核电站的电价成本估计在每兆瓦时30-57美元之间。第一座示范反应堆或不利的经济参数可能会将电价提高至每兆瓦时47-81美元。在没有碳价格的情况下，核电成本与基于煤炭或天然气的电力成本相当，或略高。碳价格在10-25美元/吨二氧化碳之间时，核电成本更具竞争力。
