大国重器,中国核电举世瞩目

    2019-10-11 17:23
    头豹研报

    2019年中国核电行业概览

    2022-03-02

    掌握第三代核电技术,中国核电走向世界

    20世纪50年代以来,核电技术发展已历经三代,当前核电行业正处于第三代技术大规模商业运用阶段。中核集团及中广核集团依据多年核电机组研发运营经验,研发出ACP1000、ACPR1000、“华龙一号”等核电机组,标志中国核电行业掌握国际先进第三代核电技术,具备海外投资建设核电能力。中国核电企业已与阿根廷、英国、罗马尼亚等国家签署核电站建设协议,出售核电机组相关产品,中国核电企业正加速走向世界。

                                     

    核电行业定义及核电机组分类

    核电是利用核反应释放出的核能获得的电力。核能分为核聚变能、核裂变能与核衰变能,因为核裂变可控,故核电机组利用的能量是核裂变能。核电机组由一台核反应堆、配套汽轮发电机及维持反应堆、汽轮发电机的运维保障设施组成。


    核电机组按照反应堆使用的燃料、中子能量、慢化剂和冷却剂形式不同,可分为多种技术类型,具体如下:(1)按发生反应的中子能量,核电机组分为热中子反应堆和快中子反应堆机组;(2)按冷却剂,核电机组分为轻水堆、重水堆、液态纳等机组;(3)按慢化剂,核电机组分为石墨堆、轻水堆和重水堆核电机组,其中,轻水堆机组又分为压水堆和沸水堆机组。截止2019年6月,中国已建成核电机组45台,在建机组11台(不包括试验堆型),其中,压水堆机组占比约94.6%,重水堆机组和气冷机组占比约3.6%和1.8%。


    核电机组分类

    来源:头豹研究院编辑整理

    中国核电行业产业链分析

    中国核电行业产业链由上游核燃料供应、核电设备制造、核电工程建设,中游核电运营管理及下游上网用电三部分组成。


    中国核电行业产业链

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    上游:

    上游为核燃料供应企业、核电设备制造企业与核电工程建设企业。(1)核燃料供应方面,中核集团及中广核集团主导铀矿开采冶炼、进出口及海外开发投资业务,中核集团主导核燃料元件制造,中国乏燃料后处理循环产业尚处于起步阶段;(2)核电设备制造方面,核级设备制造资质及技术准入门槛高,由少数大型企业主导,非核级设备制造技术要求不高,参与企业数量较多;(3)核电工程建设方面,核岛工程建设安全要求高、技术难度大,由少数央企主导,常规岛及辅助系统设施施工难度不高,行业竞争激烈。

    中游:

    核电行业产业链中游主体是核电企业,负责核电机组引进、研发制造及核电站运营管理。核电行业由于涉及核燃料、核反应堆等具有国家战略意义的能源及核心设备,且具有核辐射隐患,对运营方技术及管理能力要求高,因此核电行业行政准入壁垒高,中国政府对核电站建设严格采取计划审批制度。此外,核电行业技术及资金壁垒高,参与企业数量少。

    下游:

    下游是上网发电环节,核电企业将电力卖给国家电网及南方电网两大电力企业,向下游用户输送清洁电力。核电建设投资成本高昂,日常运维依靠多个专业技术团队,故核电成本高于火电等常规能源电力,为支持核电持续健康发展,中国政府对核电上网实施标杆上网电价政策及核电安全消纳政策。

    中国核电行业市场规模分析

    受2011年福岛核泄露事件影响,中国在2011年前规划及在建核电项目在2014年后集中开工或恢复建设,助力中国核电行业市场规模快速增加。核电行业属于能源行业,业内普遍以发电量(千瓦时)表示市场规模。2014至2018年,中国核电行业市场规模由1,325.4亿千瓦时增加至2,943.6亿千瓦时,年复合增速约为22.1%。福岛核事故后,中国核电项目审批数量及速度均有所下降,新审批核电站数量减少,在建11台商运机组将在未来五年分批投产,新增发电量增速减少,中国核电行业市场规模增速将放缓。


    中国核电行业市场规模(按发电量),2014-2023年预测

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    中国核电行业驱动因素分析

    Ø 核电清洁高效,有助于减少环境污染及能源消耗

    核电生产不产生温室气体及污染气体,与同装机规模火电机组相比,一台百万千瓦核电机组每年可减少排放二氧化碳600 万吨,二氧化硫 2.6 万吨,氮氧化物 1.4 万吨,清洁优势明显。1千克铀-235核裂变释放的能量相当于2,700吨标准煤燃烧的能量,一台百万千瓦级核电机组,平均每年只需补充约26吨的核燃料,而同样功率的燃煤火电站每年耗煤达300万吨,能源效率优势明显。

    Ø 核电建设将有效缓解中国能源供需逆向分布的问题

    中国能源资源储备与消费呈现逆向分布格局,即煤炭资源集中在西北、华北地区,水力资源集中在西南地区,但能源电力消费集中在东部地区,造成巨大能源运输损耗与能源安全保障问题。核电站运行过程中产生巨大热量,需要大量水源冷却,故中国核电站多建在海边,紧邻中国能源电力消费集中区域,将有效缓解中国能源供需逆向分布的问题。

    Ø 核电机组安全系统不断完善、稳定运行时间优于其他发电机组

    核电机组在安全性及稳定性方面优势明显。安全性方面:(1)核电机组设计逐步加入氢气控制系统、安全壳泄压装置、纵深防御系统等,提升核电站整体安全性能;(2)核电运行过程中产生的核废料在固定地点离堆暂存,等待进行乏燃料处理,从废料产生到循环处理均政府收到严格监管,不会对环境产生影响。稳定性方面:2018年,中国核电设备年平均运行小时数为7,184小时,而同期中国火电、水电及风电设备的年平均运行小时数分别为4,361小时,3,613小时和2,095小时。

     

    中国核电行业发展趋势

    Ø 市场:加快走出去步伐,拓展海外市场

    《加强核电站标准化工作的指导意见》鼓励中国核电企业“走出去”,拓展海外市场。在国际先进的第三代核电技术方面,中核集团及中广核集团拥有ACP1000和ACPR1000自主知识产权及“华龙一号” 自主知识产权,中国核电企业具备参与国际竞争、支持落后地区全面建设核电站的技术实力。2018年,“一带一路”沿线已有 28 个国家计划发展核电,规划核电机组126 台,潜在核电市场容量巨大。

    中国核电行业走向国际

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    Ø 技术:积极探索第四代核电技术

    2012年底,国家电投、中国华能以清华大学研制的高温气冷堆为基础建设的20万兆瓦高温气冷堆核电站示范工程项目在山东荣成石岛湾正式开工。2017 年底,中核集团、中国华能、福建省能源集团合资建设的60万兆瓦钠冷快堆项目(CFR600)在福建霞浦正式开工。2017年,中核集团与比尔盖茨创立的泰拉能源合作,进行波堆的技术研发。第四代核电技术已成为中国核电行业积极探索的重要领域


    中国核电行业探索第四代核电技术

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    深度见解

    在能源紧张与环境污染双重压力下,核电以其清洁高效、安全稳定的特点得到中国政府青睐,中国政府组建企业集团投身核电上下游行业,制定核电行业发展规划、安全规范引导中国核电行业发展。经历30余年发展,核电机组安全技术指标及稳定性得到大幅提高,面向全球,拓展海外市场及积极探索第四代核电技术成为中国核电行业发展新趋势。

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