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　　01 核電：廣泛應用的清潔能源

　　核電作為技術成熟的清潔能源,與火電相比，不排放二氧化硫、煙塵、氮氧化物和二氧化碳等物質(zhì)，具有資源消耗少、環(huán)境影響小和能源保障力強等優(yōu)點，在滿足能源需求快速增長的同時，兼顧生態(tài)環(huán)境保護。

　　2022年1-12月，全國運行核電機組累計發(fā)電量為4177.86億千瓦時，占全國累計發(fā)電量的4.98%。與燃煤發(fā)電相比，2022年核能發(fā)電相當于減少燃燒標準煤11812.47萬噸，減少排放二氧化碳30948.67萬噸、二氧化硫 100.41萬噸、氮氧化物87.41萬噸。世界核電歷經(jīng)四次迭代。

　　目前世界主流核電站皆采用第二代或第三代核電技術。其中，第二代和第三代的主要核電堆型包括壓力堆和沸水堆等，在安全性和經(jīng)濟性上較前一代都有提升。第四代核電技術以在安全性、經(jīng)濟性、核廢物處理、防止核擴散上更為出色，代表堆型包括鈉冷快堆、鉛冷快堆、氣冷快堆、超高溫氣冷堆等，目前主要研發(fā)試驗階段，商業(yè)化預計在2030年左右實現(xiàn)。

　　核電行業(yè)的2022年

　　中國核能行業(yè)協(xié)會2023年4月26日在京發(fā)布《中國核能發(fā)展報告2023》藍皮書，從核電運行、工程建設、科技創(chuàng)新等方面總結分析了當前我國核能行業(yè)發(fā)展狀況，并對“十四五”及中長期我國核能發(fā)展前景進行展望。藍皮書顯示，我國核電機組長期保持安全穩(wěn)定運行，核電機組建設穩(wěn)步推進。2022年以來，我國新核準核電機組10臺，新投入商運核電機組3臺，新開工核電機組6臺。截至目前，我國在建核電機組24臺，總裝機容量約26.81GW，繼續(xù)保持全球第一。商運核電機組54臺，總裝機容量56.82GW，位列全球第三。 2022年，我國核電總裝機容量占全國電力裝機總量的2.2%，發(fā)電量為4177.8億千瓦時，同比增加2.5%，約占全國總發(fā)電量的4.7%，核能發(fā)電量達到世界第二。此外，2022年，中國有37臺機組在世界核電運營者協(xié)會的綜合指數(shù)達到滿分，占世界滿分機組的50%。

　　“雙碳”背景下，核電行業(yè)發(fā)展前景廣闊

　　據(jù)《中國核能發(fā)展與展望(2022)》，我國自主三代核電有望按照每年6-8臺機組的核準節(jié)奏穩(wěn)步推進;根據(jù)《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》，2025年前我國核電裝機量計劃達到70GW左右，較“十三五”期間新增裝機量同比增長約40%;近年來，多個核電新項目的陸續(xù)獲準建設標志著核電項目建設核準批復進入常態(tài)化。

　　隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和對清潔能源的需求持續(xù)擴大，核電作為可批量規(guī)?；ㄔO的安全高效清潔能源，預計未來在國家能源建設需求中將占據(jù)非常重要的地位。無論是國內(nèi)核電新項目的開工建設還是 “核電走出去”項目，都將進一步拉動核電行業(yè)的市場需求。

　　根據(jù)國家能源局統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2022 年，我國主要發(fā)電企業(yè)電源工程建設投資完成 7208 億元，同比增長 22.8%。其中，核電企業(yè)電源工程完成投資677億元，同比增長25.7%。根據(jù)《中國核能發(fā)展報告》預測，我國將保持每年6-8臺核電機組的核準開工節(jié)奏，核電裝機規(guī)模將進一步加快擴大。“十四五”期間我國核電運行裝機容量預計將達到 70GW，按每臺核電機組 1GW裝機容量計算，核電市場空間每年或達千億元以上。

　　02 核電技術的前世今生

　　核電發(fā)展歷程

　　2022年，全球有6臺核電機組實現(xiàn)首次并網(wǎng)，總裝機容量為7.889GW，其中5臺核電機組采用了第三代核電技術。這6臺機組分別是我國福清6號機組和紅沿河6號機組、巴基斯坦卡拉奇3號機組、芬蘭奧爾基洛托3號機組、韓國新蔚珍1號機組和阿聯(lián)酋巴拉卡3號機組。除了紅沿河6號機組采用具有第三代核電技術特征的技術外，其他5臺機組都采用了標準的第三代核電技術。鑒于以后全球開工建設的核電機組主要采用第三代核電技術和更先進的技術，這些技術將成為未來全球核電界的主流技術。

　　中國核電發(fā)展

　　2016～2020年，美國西屋的AP1000和法國電力集團的 EPR三代核電技術全球首堆先后在我國成功建成投產(chǎn)。我國在過去近40年中，成為全球唯一一個從沒有中斷核電項目建設的國家，且掌握了建造世界主流核電機型的能力，施工能力卓越，對于核電項目的建設有先進管理理念和豐富的經(jīng)驗，對核電工期具備強有力的掌控能力。

　　通過對國際先進堆型的引進和消化吸收，應運而生的自主技術“華龍一號”國內(nèi)外首堆也相繼商運，標志著我國真正自主掌握了三代核電技術，由核電大國進入核電強國。同時，借鑒AP1000技術理念的自主三代核電技術 “國和一號”示范工程有序開建，全球首座具有第四代核電技術主要特征的高溫氣冷堆核電站示范工程實現(xiàn)成功并網(wǎng)發(fā)電，全球首個陸上商用模塊化小堆“玲龍一號” 開建，標志著我國核電水平躋身世界前列。

　　四代核電站技術匯總

　　世紀之交，美國能源部開始規(guī)劃發(fā)展在經(jīng)濟性、安全性、廢物處理等方面有重大革命的新一代先進核能系統(tǒng)——“第4代核能系統(tǒng)”(Gerneration Ⅳ)。第4代核能系統(tǒng)是指2030年之前可以投放市場的新一代核能系統(tǒng)，它必須在一些有挑戰(zhàn)性的目標上具有重大進展。這些目標包括可持續(xù)性、安全性和可靠性以及經(jīng)濟性。在時間上，第4代核能系統(tǒng)也考慮了個別在2010年前能夠投放市場的技術。

　　03 核電產(chǎn)業(yè)鏈百舸爭流

　　核電產(chǎn)業(yè)鏈

　　核電產(chǎn)業(yè)鏈是以生產(chǎn)核電產(chǎn)品為主線，以核電站為中心，圍繞核能發(fā)電和技術支持將核燃料生產(chǎn)從事者與電網(wǎng)經(jīng)營者聯(lián)系在一起而形成的產(chǎn)業(yè)鏈條。核電產(chǎn)業(yè)鏈主要由五大產(chǎn)業(yè)構成，分別是核燃料提供產(chǎn)業(yè)、核配件制造產(chǎn)業(yè)、核工程建設產(chǎn)業(yè)、核廢料處理產(chǎn)業(yè)以及核電站運營產(chǎn)業(yè)。

　　核電產(chǎn)業(yè)鏈包括了核燃料供給商、設備供應商、電力設計、科研、施工、安裝、發(fā)電和輸配電等企業(yè)，可以按照其在產(chǎn)業(yè)鏈中的位置分為上游、中游和下游共三個環(huán)節(jié)。上游環(huán)節(jié)包括核燃料、原材料生產(chǎn);中游環(huán)節(jié)包括核反應堆、核電核心設備制造及核電輔助設備制造;下游環(huán)節(jié)主要包括核電站建設及運營維護。每個環(huán)節(jié)又由眾多其他環(huán)節(jié)組成，例如核燃料供應，需要鈾礦勘察、采礦、冶煉、純化、轉(zhuǎn)化、鈾濃縮、元件制造等環(huán)節(jié)，即使僅僅一個元件制造環(huán)節(jié)，又需要涉及核級鋯合金產(chǎn)業(yè)的支撐。

　　核電產(chǎn)業(yè)鏈下游主要為核電站建設及后續(xù)運營。核電具有建設周期長、投資規(guī)模大的特點。核電站的前期工作一般需要5-10年、甚至更久的時間;工程建設及安裝調(diào)試一般需要5年左右;投產(chǎn)后運行時間一般為30-40年 (第二代核電站)，甚至可達60年(第三代核電站)。其中核電站運營的代表企業(yè)有中國廣核、中國核電、大唐發(fā)電等。在各個電力集團參股運營核電站的背景下，出現(xiàn)了大唐集團聯(lián)手中電投、中廣核投資核電站; 華能集團、國電集團、華電集團分別與中核集團合資建設核電站;深能源聯(lián)手中廣核投資核電站等。未來這些電力集團都有可能獲得獨立建設和運營核電站的可能。

　　乏燃料后處理

　　目前，全球在運營的400多座核電廠以輕水反應堆 (壓水堆、沸水堆)為主，經(jīng)過多年不斷改進和完善，大型輕水堆核電技術已經(jīng)日趨完善，但從長遠發(fā)展來看，仍然面臨著安全性與可靠性、經(jīng) 濟性、可持續(xù)性等重大問題的挑戰(zhàn)。核燃料循環(huán)產(chǎn)業(yè)是整個核工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的一環(huán)，也是核能發(fā)展的大動脈，包括鈾礦開采、冶煉、轉(zhuǎn) 化純化、同位素分離、燃料元件制造、乏燃料后處理、放射性廢物處理處置、核電站反應堆等多個環(huán)節(jié)。乏燃料后處理為整個核燃料循環(huán)產(chǎn)業(yè)中的關鍵環(huán)節(jié)。

　　乏燃料是核反應堆使用過的核燃料，它不僅放射性強、毒性大，而且半衰期長，基本上以萬年為單位。乏燃料并不等于核廢料，其中含有許多有用的物質(zhì)，如沒有“燒凈”的鈾235，以及新生的俘獲產(chǎn)物和裂變產(chǎn)物等。在俘獲產(chǎn)物中，有钚的各種同位素;在裂變產(chǎn)物中，有鍶、銫、锝、钷等，都是可利用的同位素。此外還有大量的鈾238等。

　　乏燃料的兩種處理方式

　　2007年，我國確定了符合國情的閉式燃料循環(huán)路線。乏燃料后處理屬于高精尖技術，處理廠建設需耗時10 年。目前，法國、日本、印度等國乏燃料后處理產(chǎn)能已可覆蓋最新年產(chǎn)生量，而我國僅有中核四0四有限公司于2010年投產(chǎn)的中試廠產(chǎn)能為50tHM/年。隨著壓水堆裝機容量快速增長，我國乏燃料的總量也將迅速增長。當前，我國乏燃料后處理基礎研究與俄羅斯、美國、法國等國仍存差距，后處理關鍵設備如剪切機、溶解器等仍有待進一步研發(fā)，尚未建成商用后處理廠且不具備相應的運行經(jīng)驗。

　　乏燃料后處理產(chǎn)能不足

　　根據(jù)中國核能行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，截至 2022 年 6 月 30 日，我國在運核電機組共 54 臺(不含臺灣地區(qū))，在建核電機組 23 臺，在運裝機容量為 55805.74MWe(額定裝機容量)。根據(jù)《bp Energy Outlook:2020 edition》的相關數(shù)據(jù)分析，中國核電的年均增速為 5.4%至 6.0%，按 5.4%的增速對乏燃料產(chǎn)出做保守估算，預計到 2035 年最少將產(chǎn)生乏燃料 2764 噸，而以中值估算的話，這一數(shù)字是 3040 噸。

　　假設乏燃料的產(chǎn)量與乏燃料后處理廠建設完成后的處理能力達到平衡，則到 2035 年國內(nèi)應該具備年處理 2760 噸乏燃料能力。按照中法兩國商談中的 800 噸/年后處理廠的處理能力，假設一個后處理廠的處理能力為 800 噸/年，則估算我國需要建設 3—4 個后處理廠。

　　根據(jù)景業(yè)智能公司招股說明書引用資料，中法合作的 800 噸/年后處理廠投資規(guī)模約為 1500 億元，由此推測 2035 年前我國乏燃料后處理廠建設投資總規(guī)模將達 4500~6000 億元。根據(jù)《The Cost of Reprocessing in China》，一座乏燃料后處理廠的設備投資占總投資比例約為 39.84%。根據(jù)上述測算， 2021 年至 2035 年中國乏燃料后處理領域智能裝備投資額預計為 418 億元至 1182 億元，按直線法簡單均攤，每年投資額約 28 億元至 79 億元。

　　04 核電發(fā)展正當時，未來可期

　　核電行業(yè)政策加持

　　核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展在國家政策的推動和引導之下，技術進入第三、四代領域，在接下來政策的指引下，核電行業(yè)將迎來大規(guī)模發(fā)展。

　　核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展正當時

　　根據(jù)機械工業(yè)發(fā)電設備中心統(tǒng)計，2022年全國發(fā)電設備生產(chǎn)完成13564.5萬千瓦(按發(fā)電機計，不包含光伏設備)，同比增長0.8%。其中核電機組220萬千瓦，占1.6%，同比增長57.1%，增速遠超火電、風電和水電。機械工業(yè)發(fā)電設備中心分析稱，隨著“雙碳”戰(zhàn)略目標的推進，我國核電項目審批提速，2022年核電機組核準數(shù)量達到10臺。核電項目開工和設備招標明顯提速。核電設備制造企業(yè)新接訂單增加，企業(yè)產(chǎn)能得到釋放，經(jīng)營壓力有所緩解，經(jīng)營質(zhì)量效益穩(wěn)步提升。多數(shù)核電設備企業(yè)營業(yè)收入、凈利潤實現(xiàn)雙增長，核電行業(yè)景氣度向好。2022年主要發(fā)電企業(yè)電源工程完成核電投資677億元，同比增長25.7%，創(chuàng)近10 年新高。

　　據(jù)中國核能行業(yè)協(xié)會發(fā)布的2022年能源產(chǎn)品產(chǎn)量統(tǒng)計數(shù) 據(jù)顯示，中國核能發(fā)電量僅占總發(fā)電量的4.98% ，低于中亞和東亞平均值6.3%相比于北美的 18.8% ，北歐、西歐和南歐的 24.2% ，東歐的 22.1% ，中國核電在低碳政策背景下的發(fā)展?jié)摿Ψ浅４蟆?此外，無論是國內(nèi)大規(guī)模上馬核電項目還是核電走向國際市場，其經(jīng)濟效益十分顯著。在國內(nèi)，核電項目被稱為印鈔機，在雙碳減排的驅(qū)動下，以前還受到電網(wǎng)調(diào)峰要求的各核電站，近兩年來已經(jīng)是應發(fā)盡發(fā)，機組有效利用小時數(shù)紛紛創(chuàng)出新高，電廠效益節(jié)節(jié)攀升。核電項目投資也受到各地方政府和各大銀行的大力支持和追捧。作為一個政策導向型顯著的行業(yè)，近年來迎來了密集的政策利好，可以預見我國核電行業(yè)將迎來一個高質(zhì)量發(fā) 展的黃金期。

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