2016-2020年中国地区 核电行业发展分析报告
目录
第一章核电行业整体分析 .............................................................................................................. 1 1.1 对核电行业的基本认识 ...................................................................................................... 1 1.2 核电行业发展变革历程 ...................................................................................................... 2 1.3 核电行业的特点 .................................................................................................................. 4 第二章宏观环境分析 ...................................................................................................................... 6 2.1 法律分析 ...................................................................................................................... 6 2.2 经济分析 .............................................................................................................................. 8 2.3 技术分析 .............................................................................................................................. 8 2.4 社会分析 ............................................................................................................................ 10 第三章水电行业市场分析 ............................................................................................................ 11 3.1 行业产品供给分析 ............................................................................................................ 11
3.1.1 发电量 ........................................................................................................................ 11 3.1.2 区域分布 .................................................................................................................... 12 3.1.3 发电量影响因素分析 ................................................................................................ 12
3.2 行业产品需求分析 ............................................................................................................ 13
3.2.1 产品市场需求量 ........................................................................................................ 13 3.2.2 区域市场分布 ............................................................................................................ 14
3.3 行业供需格局影响因素分析............................................................................................. 15
3.3.1 再建及拟建产能情况 ................................................................................................ 15 3.3.2 价格走势及影响因素分析 ........................................................................................ 15
3.4 核电行业产业链分析 ........................................................................................................ 16 3.5 我国核电产业运行结构分析............................................................................................. 16 3.6 行业关键成功要素分析 .................................................................................................... 19 第四章核电产业环境分析 ............................................................................................................ 21 4.1 现行产业对核电产业发展的影响 ............................................................................. 21
4.1.1世界各国的核能 .................................................................................................. 21 4.1.2我国的核能 .......................................................................................................... 24
4.2 影响核电产业发展的不利因素 ......................................................................................... 25
4.2.1我国核电存在的问题和困难 ...................................................................................... 25 4.2.2关注新的出台 ...................................................................................................... 26
第五章主要厂商分析 .................................................................................................................... 30 5.1 中国核工业集团公司 ........................................................................................................ 30 5.2 广东核电集团有限公司 .................................................................................................... 32 5.3 广东核电合营有限公司 .................................................................................................... 33 5.4 岭澳核电有限公司 ............................................................................................................ 34 第六章行业发展前景分析 ............................................................................................................ 35 6.1 核电发展的根本动因 ........................................................................................................ 35 6.2 核电发展可能的制约因素分析 ......................................................................................... 36 6.3 我国核电未来装机容量预测............................................................................................. 41 第七章水电行业发展策略与建议 ................................................................................................ 43
第一章 核电行业整体分析
1.1 对核电行业的基本认识
能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力,是人类赖以生存的基础。目前在世界初级能源的生产和消费中占据主导位置的是石油、煤炭、天然气等常规化石燃料,从长远的眼光看来看,煤、石油、天然气等资源正在逐步减少,全球面临着严重的能源危机。一方面,由于过度使用化石燃料造成的环境问题亦日渐突出。因此寻找安全可靠的可替代清洁能源成为目前世界不得不面对的难题。
作为一次能源的主要组成部分的核能,是一种比较理想的替代能源。核电已经在发达国家有几十年的发展历史,核电站已经达到技术上成熟、经济上有竞争力、工业上可大规模推广的阶段。因此在未来世界的能源供应体系中,核能将发挥越来越重要的作用。
为了保证能源安全、调整能源结构、改善大气环境和提高装备制造水平,中国将在未来几十年将大力发展核电,这无疑会给国内核电产业链相关公司带来重大的发展机遇。到2020年非化石能源占中国一次能源的比重将提高到15%。
相比其他新能源,可短期内、大规模实现工业化发电只有核电。世界各国如美国、英国、法国、日本、意大利等在上世纪50年代就建设了大批核电厂,所发电量占世界发电量的16%。
由于风电、太阳能等受到发电成本、电网调峰、传输距离等等,使得核电成为新能源领域的重头。而从我国目前的电源结构看,煤电的比例长期在70%左右,核电仅占1.9%,与全球核电占总发电量16%的比例相差比较大,发展空间很大。
核电是一种技术成熟的清洁能源。与火电相比,核电不排放二氧
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化硫、烟尘、氮氧化物和二氧化碳。以核电替代部分煤电,不但可以减少煤炭的开采、运输和燃烧总量,而且是电力工业减排污染物的有效途径,也是减缓全球温室效应的重要措施。
核电与燃煤电厂比较来看,不仅在环保优势明显,而且在成本方面也较为接近,目前我国已经运行的核电站来看,两者上网电价已十分接近。核电相对于其他能源,还有一大优势就是年利用时间长。核电在各种能源中年利用小时数最长,可达7000小时左右,相比其他能源电力供应稳定,特别是相比较风电与太阳能等新能源来说,更适合作为电网中主要的电能来源。
综合可实现性、成本、环保、利用率等因素,核电是目前最可行的新能源,是新能源行业重点发展的领域。
1.2 核电行业发展变革历程
世界上第一座实验性核电站是建于1954年的前苏联奥布宁斯克实验性石墨沸水堆核电厂,人类从此进入了和平利用核能的年代。半个多世纪以来,核电经历了20世纪50、60年代的起步阶段、20世纪60、70年代的快速发展阶段、20世纪80年代一直到本世纪初的缓慢发展阶段以及本世纪以来的复苏阶段。
(1)实验、起步阶段(1951-1968)
20世纪50年代和60年代是核能用于发电的试验和选型阶段。1954年6月,前苏联建成世界上第一座核电机组——5000KW的石墨水冷堆奥布宁斯克核电站。美国于1956年投入运行了第一台核电机组,电功率为4500KW的沸水堆机组,1957年12月建成了希平港压水堆核电站,1960年7月建成了德累斯顿沸水堆核电站。法国和英国在1956年也各建成一台石墨气冷堆机组。到了20世纪60年代,德国、日本、加拿大
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等国的核电工业相继发展起来,总装机1223万千瓦,最大单机容量60.8万千瓦。此时,发电成本有的已低于常规火电站。
(2)迅速发展阶段(1969-1979)
这一阶段核电技术趋于成熟,拥有核电站的国家逐年增多。特别是1973-1974年的石油危机,将世界核电的发展推向高潮。1970-1982年,美国的核电从230亿度增加到2977亿度,增加12.9倍,其比例在电力生产中从1.3%提高到16%;法国核电增加了20.4倍,比例从3.7%增加到40%以上;日本增加了21.8倍,比例从1.3%增加到20%。印度、巴西、阿根廷等发展中国家也建成了一批核电站。
(3)发展缓慢阶段(1980-2000)
进入20世纪80年代以后,各国采取大力节约能源以及能源结构调整的措施,世界经济特别是发达国家的经济增长缓慢,因而对电力需求增长不快甚至下降。核电发展到重重困难。1979年3月美国发生了三哩岛核电厂事故,虽然未造成人身伤亡,却对世界核电发展产生了重大影响,特别是公众对核安全的疑虑难以消除。1986年4月,苏联又发生了切尔诺贝利核电厂事故,影响更为深远。这两次大的核电事故使有些人对核电产生了恐惧心理,形成了反对建核电站的一股强大势力。在这种情况下,公众和对核电的安全性要求不断提高,致使核电设计更复杂、审批时间加长、建造周期加长、建设成本上升,以致核电的经济竞争性下降。
1978-1983年,单美国就取消了67座核电站的定货,净减少发电能力约7800万KW。另一些国家如瑞典、奥地利、荷兰、意大利等国放慢了甚至停止发展核电,苏联也做出了不再建造石墨水冷堆核电厂的决定。
(4)复苏阶段(2000-)
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进入21世纪,由于核电安全技术的快速发展,高涨的天然气和煤炭价格使得核电显得便宜以及燃烧化石能源导致的严重环境污染和气候变暖现实,许多国家都将核能列入本国中长期能源中。欧共体发表了关于能源供应安全的绿皮书,并重申必须依靠核能减少温室气体排放;美国表示将考虑建造新核电厂并放弃不后处理乏燃料的卡特理论。一些亚洲国家如日本、中国和韩国都制定了重大的核计划。一些欧洲国家也在继续实施核计划或重新考虑核问题,瑞典曾于1980年决定逐步放弃核能,但现已废弃了反核。
1.3 核电行业的特点
(1)一次性投资巨大
核电每千瓦的造价一般在2000美元左右,相当于火电的三倍以上,水电的1.6倍以上。
(2)建设周期长
一般的核电建设周期长达7年,而水电仅需要5-6年,火电仅需要2-3年左右,油电、天然气发电或风电一般仅需要1年左右。
(3)服役时间长
一般的核电站能够服役30-40年以上,如果设备运行良好,可以适当延长服役20年左右。而火电为30年左右,水电运行超过核电,一般长达60年以上。
(4)安全性要求非常高
一般的核电站建成难,摧毁易,危害大。一旦因事故造成核泄漏,后果不堪设想。
(5)涉及目标
建立核电站,发展核能是一国在和平年代保持和发展核能力的唯
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一选择。
(6)战略性资源
一次能源的多元化,是国家能源安全战略的重要保证。实践证明,核能是一种安全、清洁、可靠的能源。我国人均能源资源占有率较低,分布也不均匀,为保证我国能源的长期稳定供应,核能将成为必不可少的替代能源。发展核电可改善我国的能源供应结构,有利于保障国家能源安全和经济安全。发展核能是一国多元化能源安全战略的必然选择。
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第二章 宏观环境分析
2.1 法律分析
鉴于中国能源资源、资金和技术的状况,中国目前的电力发展为“坚持优化火电结构,大力发展水电,适当发展核电,因地制宜发展多种新能源发电,切实加强电网建设,开发与节约并重,把节约放在首位。”
当前的核电发展如下: (1)贯彻“安全第一”的方针;
(2)稳步发展核电工业,首先在沿海经济发展较快的地区发展核电;
(3)以我为主,中外合作,适当引进外资和技术; (4)努力实现设计自主化和设备国产化; (5)密切跟踪国际核电技术发展趋势。
中国从核工业发展之始,就十分重视核安全,明确制定了“安全第一”的方针,保护工作人员、公众和环境。
1984年决定成立国家核安全局,对民用核设施核安全的监管,建立核安全监督体系,并确定了有关部门和营运单位的职责。1986年开始陆续颁布核安全法规,依法监管核安全。
为推进经济结构的战略性调整,促进产业升级,提高竞争力,我国颁布了《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录(2000年修订)》。确定当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术的原则是:
(1)当前和今后一个时期有较大的市场需求,发展前景广阔,有利于开拓国内市场;
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(2)有较高的技术含量,有利于促进企业设备更新和产业技术进步,提高竞争力;
(3)国内存在从研究开发到实现产业化的技术基础,有利于技术创新,形成新的经济增长点;
(4)符合可持续发展战略,有利于节约资源和改善生态环境;⑤供给能力相对滞后,提高其供给能力,有利于促进经济结构的合理化,保持国民经济持续快速健康发展。
其中对核能项目的规定为: (1)百万千瓦级压水堆核电站建设
(2)低温核供热堆、快中于增殖堆、聚变堆、先进研究堆 (3)铀矿地质勘查和先进的铀矿采冶 (4)高性能核燃料元件制造 (5)乏燃料后处理
(6)核分析、核探测仪器仪表制造 (7)同位素及辐照应用技术开发 (8)先进的铀同位素分离技术开发 (9)核废料污染监视监测设备制造
《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录(2000年修订)》是国家引导经济结构战略性调整,改善投资结构以及审批投资项目的主要依据之一。有关经济管理门,要依据该目录,采取相应的措施,保证经济结构战略调整的顺利进行。对符合该目录的国内投资项目,在投资总额内进口自用设备,除《国内投资项目不予免税的进口商品目(2000年修订)》所列商品外,免征关税和进口环节。各地区要根据本地区的实际情况,认真分析国内外场需求和供给条件的变化,从实际出发,量力而行,选择该目录内有可能形成本地比较优势
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的领域发展,避免盲目重复建设。由此可见我国对核电建设是重点鼓励发展的,这也决定了核电在我国将会有更大的发展。
2.2 经济分析
“十二五”期间,国家财政工作的重点之一是要坚持改善民生,推进和谐社会建设。财政指出,财政部门将进一步优化财政支出结构,加大对“三农”、教育、医疗卫生、社会保障和就业、保障性住房等方面的支持力度,切实保障和改善民生。“十二五”期间,我国将继续面临抑制通胀和保持经济增长的两难选择,“积极、稳健、审慎、灵活”的八字思路将指导我国各项经济工作的开展。2011年,国家在稳定物价的同时,货币逐渐从适度宽松转为稳健,这是国家整个转型的开始。预计“十二五”期间,国家将实施较为积极的财政和稳健灵活的货币,但随着形势的变化,国家也有可以逐步转向财政和货币“双稳健”方案。另外,国家的投资仍会保持适度的增长,但是投资的结构会发生变化,国家将严控投资产能过剩的行业,防止新的低水平重复建设,同时将更多地投向战略新兴产业、现代服务业,以及传统行业的技术改造项目,国家也将更多地关注民生领域。由此可见,国家现在对改善民生、节能减排事业、绿色或低碳经济的倾斜度在逐步加强,国家财政资金的安排、贴(低)息贷款的安排在这些领域会有较大份量的体现。
2.3 技术分析
绿色科技涉及能源节约,环境保护以及其他绿色能源等领域。高效、节约、环保的绿色科技产业是拉动整个世界经济最大的动力引擎。绿色科技将会成为新一轮工业。它包括:绿色产品、绿色生产工
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艺的设计、开发,绿色新材料、新能源的开发,消费方式的改进,绿色、法律法规的研究以及环境保护理论、技术和管理的研究等等。绿色科技是发展绿色经济、进一步开展环境保护和生态建设重要技术保证。“崇尚绿色、注重环保”的未来科技发展趋势,昭示着绿色技术将成为科技发展的热点和亮点。
2010年8月,位于北京房山区新镇的中核集团中国原子能研究院中国实验快堆首次临界成功,这标志着中国在核电技术方面取得了重大突破,我国也因此成为世界上第八个掌握这一技术的国家。
对于正在提速核电发展的中国而言,实验快堆临界成功将极大地加快我国核电建设步伐,作为在建核电规模最大的国家,中国正在以自己的速度,追赶乃至引领世界核电步伐。作为国家“863计划重大项目”,中国实验快堆是中核集团核能技术研发的重点,该堆采用已在美、法、俄、日等国家有多堆运行经验的钠冷快堆技术,其热功率为65兆瓦,电功率20兆瓦。快堆是快中子增殖反应堆的简称,是核技术的六种堆型之一,由于其消耗燃料的同时,能够使燃料增殖,而且其技术在全球范围内相对较为成熟,因此被看作是核技术中,最有可能商业化的堆型。
建造实验快堆是我国快堆发展的第一步,随后将进行示范快堆和商业快堆的建设。据中国试验快堆总工程师徐銤透露,2013年,我国将在福建三明市开工建设两座80万千瓦的示范快堆项目,计划2020年建成。快堆要想商业化,必须具备经济性和技术上成熟,目前快堆技术整体上还处于试验阶段,全球预期2025年—2035年进入商用阶段。四代核技术成熟之后,我国将不再进口国外的技术,核电发展将结束购买技术的历史。
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2.4 社会分析
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中指出,面对日趋强化的资源环境约束,必须增强危机意识,树立绿色、低碳发展理念,以节能减排为重点,健全激励和约束机制,加快构建资源节约、环境友好的生产方式和消费模式,增强可持续发展能力。积极应对全球气候变化。把大幅降低能源消耗强度和二氧化碳排放强度作为约束性指标,有效控制温室气体排放。合理控制能源消费总量,抑制高耗能产业过快增长,提高能源利用效率。强化节能目标责任考核,完善节能法规和标准,健全节能市场化机制和对企业的激励与约束,实施重点节能工程,推广先进节能技术和产品,加快推行合同能源管理,抓好工业、建筑、交通运输等重点领域节能。调整能源消费结构,增加非化石能源比重。提高森林覆盖率,增加蓄积量,增强固碳能力。加强适应气候变化特别是应对极端气候事件能力建设。建立完善温室气体排放和节能减排统计监测制度,加强气候变化科学研究,加快低碳技术研发和应用,逐步建立碳排放交易市场。坚持共同但有区别的责任原则,积极开展应对全球气候变化国际合作。
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第三章 水电行业市场分析
3.1 行业产品供给分析
3.1.1 发电量
据《世界能源统计回顾2011》报告统计:2010年,世界核电发电总量为27672.25亿千瓦时,较上年增长2.0%。其中,经合组织成员国核电合计为23019.49亿千瓦时,同比增长1.8%,占世界核电总量的83.2%;非经合组织成员国核电合计仅为4652.75亿千瓦时,同比增长2.7%,占世界核电总量的16.8%。
分区域来看,欧洲和欧亚地区核电占世界总量的43.6%,北美地区占34.2%,亚太地区占21.0%,中南美地区占0.8%,非洲地区占0.5%,中东地区目前尚无核电项目。
分国别来看,美国是世界最大的核电发电国,2010年核电发电量达到8494.40亿千瓦时,占世界核电总量的30.7%,但仅比上年增长1.0%。法国和日本核电发电量分居世界第二和第三位,2010年分别达到4283.19亿千瓦时和2923.55亿千瓦时,占世界核电总量的15.5%和10.6%,比上年分别增长4.4%和1.7%。接下来依次是:俄罗斯1703.34亿千瓦时,占比6.2%;韩国1478.16亿千瓦时,占比5.3%;德国1405.00亿千瓦时,占比5.1%;加拿大7.05亿千瓦时,占比3.2%;乌克兰1.51亿千瓦时,占比3.2%;中国738.80亿千瓦时,占比2.7%;英国621.40亿千瓦时,占比2.2%。
分区域组织来看,七国集团核电发电量达18624.59亿千瓦时,占世界总量的67.3%;欧盟27国为9170.95亿千瓦时,占世界总量的33.1%;前苏联地区为2619.76亿千瓦时,占世界总量的9.5%;金砖国家为2952.91亿千瓦时,占世界总量10.7%。
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2010年,中印两国核电发电量分别为738.80亿千瓦时和230.82亿千瓦时,较上年分别增长5.3%和37.3%,占世界的比重分别为2.7%和0.8%。巴西和南非核电发电量分别为145.14亿千瓦时和134.80亿千瓦时,同比分别增长12.0%和-1.5%,占世界的比重均为0.5%。
3.1.2 区域分布
图表3-1 中国核电站地区分布图
资料来源:中国产业竞争情报网
3.1.3 发电量影响因素分析
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装机容量 核电发电量影响因素 相关 企业生产规划
图表3-2 中国核电发电量影响因素
资料来源:中国产业竞争情报网
3.2 行业产品需求分析
3.2.1 产品市场需求量
图表3-3 1999年—2009年经济发展与电力消费市场分析
资料来源:中国产业竞争情报网
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3.2.2 区域市场分布
2010年,宁夏、青海、内蒙、、广西、河南、甘肃等省用电增速仍然高于全国平均水平(24.2%)。而黑龙江、吉林、北京、上海等省用电增速居全国后列。
图表3-4 各省用电增速
资料来源:中国产业竞争情报网
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3.3 行业供需格局影响因素分析
3.3.1 再建及拟建产能情况
图表3-5 国内在建核电站
资料来源:中国产业竞争情报网
3.3.2 价格走势及影响因素分析
我国应该抓住机遇,将核电发展纳入整体能源结构调整过程中,着力解决制约核电发展的关键问题,大力发展核电产业。
核电是一种安全、经济、清洁、可靠的能源。当前,全球正在进入三代核电技术主导下的核电复苏时代,已有20多台AP1000核电机组进入建设规划,而AP1000核电技术被称为是目前全球核电市场中最安全、最先进的商业核电技术。
尽管目前核电处于起步阶段,但未来核电价格会低于火电,我国核电技术自主化已经有了很好的战略规划和技术路线,核电自主化能力正在形成,国产核电价格渐近市场竞争水平。
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图表3-6 核电价格与所在网区上网电价比较单位:元/千瓦时
资料来源:中国产业竞争情报网
3.4 核电行业产业链分析
核电产业链可分为两部分,即电站建造产业链和核燃料产业链。前者是一次性投资,而后者属于消耗性的原材料。这一区别决定了两者的成长轨迹不同,前者随核电在建规模变化而后者随核电装机容量规模变化。由于核电是典型的高投资、长工期项目,并且其技术要求和安全性要求极高,因此核电在建规模受各方面因素不可能持续高速增长,但反观核电装机容量的上升却是必然,因此我们认为以核燃料为代表的耗材产业链发展前景更好。
图表3-7 核电站建造产业链示意
资料来源:金元证券研究所
3.5 我国核电产业运行结构分析
到2002年底,我国核电企业总共有三种所有制形式,及国有及国有控股、股份制、外商和港澳台投资。按企业家数分,国有及国有控
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股2家,股份制1家,外商和港澳台投资1家。
图表3-8 不同所有制企业的资产规模
所有制的资产结构(亿元,%)国有及国有控股股份制外商和港澳台投资/通用格式, 22%/通用格式, 50%/通用格式, 28% 核电产业投资的特点就是初期投入量巨大,由此导致利息费用剧增,而巨大的财务费用导致了核电企业2002年盈利下降。但是这种情况是不会持续很长时间的,因为核电产业为典型的现金流稳定型行业,当核电站投入运行后,流入的现金流将化解先期巨大的财务风险。
(1)秦山核电站
是中国第一座依靠自己的力量设计、建造和运营管理的30万千瓦压水堆核电站。1985年3月浇灌第一罐核岛底板混凝土,1991年12月首次并网发电,1994年4月投入商业运行,1995年7月通过国家验收。
秦山核电站投入运行20年来,运行业绩良好,创造了良好的社会效益和经济效益。目前,秦山核电站三道屏障完整,三废排放控制有效。放射性物质年排放总量低于国家规定的排放限值,达到国际同类核电站的先进水平。环境监测结果表明,秦山核电站是安全、清洁的,未对其周围辐射环境产生任何可察觉的影响。2001年被评为国家二级环保企业。
(2)大亚湾核电站
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大亚湾核电站是由广东核电合营有限公司负责建设和运营的。广东核电合营有限公司成立于1985年,由广东核电投资有限公司和核电投资有限公司共同投资组成。
大亚湾核电站是我国引进国外资金、设备和技术建设的第一座大型商用核电站,是我国改革开放以来建立的最大的中外合资企业之一,总投资40亿美元。核电站安装有两台单机容量为984MWe压水堆反应堆机组。
大亚湾核电站两台98.4万千瓦机组1994年投产运行,大亚湾核电站已达到世界核电安全运行的先进水平;综合竞争力与美国正在运行的106个堆比较,名列第7;“三废”排放仅为国家允许限值的2%,已通过国际环保ISO14000质量认证。大亚湾核电站的经济效益优良,合营期20年的平均单位成本为3.85美分/千瓦时,平均电价5.96美分/千瓦时,合营期后运营30~40年的单位成本仅为1.8美分/千瓦时。大亚湾电站七成电力供应,三成电力供应广东电网。通过核能发电,使得广东和两地每年减少燃煤消耗370万吨,从而大大减少了导致“温室效应”和酸雨的气体年度排放量,包括二氧化碳排放900万吨、二氧化硫排放17万吨、一氧化氮3万吨,以及空气中的尘埃数千吨。
(3)岭澳核电站
岭澳核电站项目法人是中国广东核电集团有限公司的全资子公司——岭澳核电有限公司(成立于1995年10月)。岭澳核电站规划建设4台百万千瓦级压水堆发电机组。首期建设2台,采用大亚湾核电站技术翻版加改进方案。
岭澳核电站先期建设两台百万千瓦级压水堆核电机组,总投资40.2亿美元,每年发电135亿千瓦时。岭澳核电站一号机组已于2002
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年7月投入运营,上网电价约6美分/千瓦时。
3.6 行业关键成功要素分析
(1)天然铀资源对核电投资的保证
国际上的专门机构和专家,把中国列为世界上五个铀资源潜力最大的国家之一。根据我国铀矿地质权威部门的说法,我国铀资源对核电发展的保证状况,可以概况为:近期有富裕、中期有保证、远期有潜力。我们还具有从铀同位素分离、核燃料元件制造到乏燃料后处理等一整套完整的核燃料循环体系,具备了向国内所有核电站提供优质燃料组件的能力。
(2)核电的设计和科研能力对核电投资的保证
我国已经拥有了一支较强的设计技术队伍,掌握了一些国外核电成熟的和经过验证的设计技术,我国已具备“以我为主、中外合作”设计百万千瓦级压水堆核电站的能力。我国已经建成若干个大型核动力技术试验基地,初步建成与国际水平接轨的中国核动力工程研究开发基地。
(3)核电安全性对核电投资的保证
吸取两次核电站事故的教训,国际上对核电站的安全性有了全面、系统的改进,目前核电站发生放射性物质外泄事故的概览,已由原来的平均每年每千座核电站可能发生一起的水平,下降到平均每年每10万座核电站可能发生一起的水平。与化石燃料系统相比,从工业事故、环境损害、健康效应等角度看,核电要安全得多。
中国投运的6个核电机组和5个在建的核电站,均采用了世界上比较先进的核电技术,在核安全方面采取了一系列措施。浙江省环保局和广东省环保局的监测结果认为,秦山、大亚湾核电站运行以来,未
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对周围环境产生辐射影响,仍保持在天然本底水平。两座核电站底废物排放控制接近国际同类电站的先进水平,没有发生任何辐射污染事故。
(4)核电的经济性对核电投资的保证
在各种发电能源中,核电投资成本高而运行成本低,化石燃料发电投资成本低而运行成本(主要是燃料成本)相对高。目前,核电在我国尚处于起步阶段,还是幼稚产业,需要国家保护。
通过降低造价和运行费用,可以较大幅度地提高核电的经济性。加上国家在一定时期内,继续维持对核电项目的优惠,核电有望在不远的将来全面参与电力市场的竞争。
(5)核电设备制造国产化的能力和基础
我国有上海、四川、东北三大动力设备制造基地,已基本具备制造百万千瓦级压水堆核电设备的能力。使用国产化的核电设备可以有效降低进口设备成本高带来的核电竞争力下降问题,提高了我国核电投资的机会。
(6)核电项目管理能力
经过我国自身核电研究和实际核电站运行,我姑已经培养出了一支具有高素质的专业技术队伍,积累了比较丰富的项目管理、对外谈判的经验,可以在各个方面为新的核电项目提供服务。
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第四章 核电产业环境分析
4.1 现行产业对核电产业发展的影响
4.1.1世界各国的核能
传统上各国的能源是基于本国的经济和安全战略,电力是能源的核心。每个国家都有自己的能源和核能。但是具有最大实施意义的是下列两份报告,一是欧盟2000年11月底在布鲁塞尔发表底有关能源供应安全的《绿皮书》;二是美国2001年11月由能源部和能源信息机构共同发表的有关《美国商业核电工业》的评估报告。
(1)欧盟的核能产业
欧盟的《绿皮书》指出,由于气候变化问题和欧洲内部能源市场的建立,使欧盟每个成员国的任何能源决定,都不可避免地对其他成员国的运作产生影响,能源已经成为各国相互依赖,具有共同特性的。
《绿皮书》还指出,欧盟能源消费日益增多,同时从欧盟外国家的能源进口量也越来越多。由于能源进口量的大量增加,其中石油45%来自中东,40%天然气来自俄罗斯,因此能源安全性显得十分重要。
欧盟电力需求的增长速度大大超过其他类型的能源,而在申请加入欧盟的国家中,电力增长的需求更快,从现在到2020年,每年增长3%。欧盟电力装机容量目前为600GWe,2020年将增长到800-900GWe,而且在今后20年内为替换其寿命到期的电站,还必须新增300GWe。在没有任何重大技术突破下,超出的需求将不得不由已经可供使用的能源提供,即由天然气、煤、石油、核能和再生能源提供。目前欧盟的电力结构如下图所示:
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图表4-1 欧盟电力结构
百分比%8%35%核能固体矿石燃料天然气水利和其他再生能源石油 15%15%27%
欧盟在2020年前考虑的新增电力主要来自天然气发电,而从长期角度看,只有核能在与气候变化的作用中能起更大的作用,由此可以使核电的经济竞争性提高,公众的接受程度提高。只要核废物问题得
到解决,核电的比重将会大幅度增加,反之就可能使之降到10%以下。
总之《绿皮书》结论性地指出:欧盟今后能源的多样化、电力的多样化是必然趋势,采用混合能源是解决欧盟能源核电力供应的唯一办法。
(2)美国的核能产业
2001年5月美国总统的能源发展小组(NEPD)公布了一份170页的综合性的《国家能源》报告。
《国家能源》的目标是实现能源的多样化。这就意味着一方面要维持各种能源的增长,如石油、天然气、煤、水力、风、太阳能、核能以及再生资源;另一方面对上述的各种能源进行优化选择,例如90%正在建设的电站要采用天然气作燃料。目前美国煤的储量十分丰富,足以供应发电需要250年,但是目前新建煤电站已经为数不多,而着重研究的是煤的转化技术(即煤的清洁化技术)。
核电为美国数百万的家庭和企业供电,它具有的安全和效率记录,并且不向大气释放任何温室气体。目前美国核电发电量占全国
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总发电量的20%,其中有10个州核电的发电量占该州发电量40%以上。
《国家能源》对核能发展提出以下几条建议:通过建立国家核废物库以及简化核电站申请许可证的手续来扩大核电的供应;发展先进的核电技术,其中包括:先进反应堆技术,改革性反应堆技术和创新性反应堆技术;敦促NRC把确保核电的安全性和环保性放在优先地位,努力推进先进堆核电项目的审评许可证进度;指令能源部和环保局评估核电在改进空气质量方面的潜在作用;敦促NRC对能满足安全标准的核电站,使它们重新获取运行许可证;从核电的增长潜力出发,增加发展核电所需的核原料是必要的;要为深地质层埋藏核废物提供扎实的科学根据;要为核电站退役建立基金,而且要免税收;支持扩大《普赖斯-安德逊法》的适用范围;发展先进的核燃料循环技术和下一代核电站的技术,如高温冶金法处理乏燃料技术和钚的处置技术。
总之,能源历来是各国和国家战略考虑的重点,而电力又是能源的集中点。每个国家有着自己电力多样化的组合,并采用不同和措施,如征税、补助金,公布投资指南等,以此减少对进口能源的依赖。电力的特点在于可以采用不同的一次能源来发电。目前各国实行电力多样化,可使用的能源有:固体矿石燃料、碳氢化合物、水力、核能和再生能源。核电有许多优点,它是经济、气候和环境多项考虑的可持续发展的结合点。防止气候变暖是它的最大优势,安全、可靠、清洁是另一个优势,潜在的经济性是它的第三个优势。但是放射性废物管理的长期性,公众对核电安全性担忧以及一些政治集团对发展核电可能引起核扩散的担心是核电在西方国家短期内不会有加大发展的三个因素,但从长期出发,它又是一种最实际的替代矿石能源的清洁能源,其前景是十分广阔的。
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4.1.2我国的核能
早在六十年代初,我国在潜心研制核武器的同时,就十分重视核能的民用,为了给领导在决策原子能和平利用大计时提供科学依据,我国核技术专家就开始了关于我国民用反应堆发展规划研究,当时曾对十种类型的核反应堆的优劣和选择作了研究。
七十年代初,我国核能发展开始提上议事日程,核能界关于是发展熔盐堆还是发展气冷堆或压水堆的争论相当激烈。当时核技术专家坚持中国应走发展一种国际上成熟堆型而不是几种堆型齐头并进的道路。
七十年代末开始,随着中国经济的高速发展,能源开始成了制约经济发展的瓶颈。1981年1月,中国能源研究会成立,并开始了中国能源研究。中国能源研究会还组织编写了《关于缓解我国能源短缺的十三条建议》,此建议上报后受到了同志的肯定。
八十年代初,为给我国东南沿海地区寻求一种优质和稳定的能源供应,在国家科委主持下,我参加了“国家科委核能调研组”在经过对东南沿海省区的调研后,提出了《我国东南沿海发展核电站的必要性和经济性》的报告,报告指出在我国东南沿海地区发展核电,将是必要的、经济的。这为国家发展核电提供了科学依据。
为了统一核能发展步伐,国家在1983年1月召开了“我国核能论证会”,这是我国核能发展史上的重要里程碑。论证结论是:压水堆应为我核电的主导堆型;要立足国内,通过技贸结合方式发展核电;核燃料要国内供应等。论证会的结果也为稍后国家十二项重大技术的制订提供了依据。
此后八六三计划关于能源方面的研究论证了计划发展先进堆是有科学根据的,为我国建设核电站铺平了道路。
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为适应我国经济、环境和社会可持续发展的需要,1996年中国工程院主持了“我国可持续发展能源发展战略研究”,此项研究报告已经由中国工程院上报决策部门。该报告认为核电将是解决我国未来能源供应缺口的经济可行的一种能源,并建议国家在保证安全性的情况下积极发展。
4.2 影响核电产业发展的不利因素
4.2.1我国核电存在的问题和困难
中国核电30多年的发展,取得了惊人成就,但勿庸讳言,中国核电发展到今天,也存在着诸多问题和困难。
一是规模偏小。中国发电装机容量已达2.54亿千瓦,居世界第二位。其中核电装机容量仅占0.8%,核能在一次能源消费中仅占0.4%,远低于世界7.3%的平均水平。世界运行中的核电反应堆443座,中国仅3座。诚然,核电并非多多益善。问题在于,中国核电规模小,并不是主动的、有意识的选择,而是各种因素影响造成的一种无可奈何的结果。
二是发展偏慢。世界上的核大国,无一不是在掌握核武器后迅速走上发展核电的道路;一些不掌握核武器的国家,如日本、韩国都迅速发展了核电站。中国着手发展核电并不算晚。然而从第一座军用堆建成到第一座核电站投产,用去了25年(1966年—1991年)的时间。与美国12年、苏联2年、英国6年、法国8年形成了强烈的反差。33年后的今天,尚未完全走出“起步”阶段。发展迟缓的不利影响,一是失去了70--80年代国际能源价格高涨、核电竞争力相对上扬的机遇。而这一机遇对于核电发展恰恰是十分宝贵的。二是不利于核电快速形成规模优势,降低成本提高竞争力。
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三是自主能力偏低。中国能够自主设计和制造30万千瓦压水堆核电站,具备自主设计60万千瓦压水堆核电站的能力,有以我为主、与国外合作设计100万千瓦压水堆的良好基础。但还没有自己的设计标准、完整配套的设计软件和程序,没有设计、制造100万千瓦级核电站的能力和实践。甚至至今还没有形成一致认同的系列化的标准堆型方案,更没有推出新一代核电站的能力。
四是缺乏相对稳定的长远发展思路和产业。中国核电的发展思路和产业缺乏持之以恒的坚持和有效的贯彻。这种情况的出现,也与中国核电缺乏一个相对发展高潮期有关。时间拖得越长,外部环境和条件变动越大,和思路调整的概率也越大。这些调整无论有多少理由,对核电产业长远发展却是不利的。
4.2.2关注新的出台
鉴于我国对核电大的方向是发展为主,因此今后国家很可能会出台一些新的以加快我国核电事业的发展,因此建议关注以下几个方面:
(1)制定核电产业发展的长远规划
核电产业本身的一些特点,如涉及目标和能源战略,投资大,建设周期长(7年以上),服役时间长(30~40年以上),决定了发展核电产业必须要审慎地进行规划和作出具有长远意义的决策。许多国家的经验都证明,制定核电长远规划对于核电产业的发展至关重要。我国急需结合我国21世纪的能源战略和战略调整,统一对核电产业发展的认识,制定权威性的、长远的、具有可操作性的核电发展规划,以此统率核电产业的技术、装备、投资、区位、产业组织和对外交往战略等等。这对于调动相关方面的积极性和统一协调各方的行为,减少人为因素和偶发因素对核电发
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展的干扰,都具有十分重要的意义。
(2)管理的定位与改革
世界上大致有两类核电管理模式。第一种管理模式,主要是前苏联国家如俄罗斯、乌克兰,以及阿根廷、印度和巴基斯坦等一些发展中国家,采取了由的原子能委员会或类似部门对核电实施全面管理。这种模式的主要缺陷是核电容易于国家能源战略和电力行业管理之外,不便于调动非核工业部门的资金和积极性,也离不开对国家财政力量的严重依赖,长期坚持该模式不利于核电产业更大规模的发展。但在核电处于试验和初创阶段时,这种模式有其积极作用。第二类模式是按“行业管理”和“核安全管理”两个部分管理核电。美、法、英、日等绝大多数发达国家,也包括韩国、墨西哥、巴西等发展中国家都采用这种模式。其特点是,第一,核电作为电力供应的一种方式,由能源或电力部门对核电企业实施行业管理。第二,核电的核安全管理由的原子能委员会或核能委员会(局)负责实施。这一模式对处于向市场经济转轨过程且核电由起步向小批量发展过渡的我国具有借鉴意义。
(3)电力市场化进程中对核电的投入
在推进电力市场化改革的过程中,对经济性较低的核电产业发展的投入有两大类:国有资本的投入和投入。目前,投入的重点主要应是投入。正是因为核电投资回报较低,但又具有非经济性利益,国有资本进入才有合理性。所以,投入核电的国家资本不应象商业资本那样以追求高投资回报为目标。近期可以考虑的投入有:①放宽国有商业银行或银行对核电产业贷款的偿还期限;②变核电站“先征后返”的个案,为“核电站免征(至少是减征)”的产业;③在对占垄断地位的电网公司进
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行规制时,可要求电网公司必须购入一定量象核电这样的清洁能源,以促进清洁能源对非清洁能源的替代;④为核电技术和装备的自主化创造多种条件。
此外,由于核电站建设初始固定投入较高,消除跨地区、跨部门联合投资的各种障碍显得尤其必要。创造条件,促进资金投入的多元化和核电企业产权的股份化,同样可视同为对核电的投入。
(4)核电产业组织的调整
从企业层次看,我国核电企业大都是单一核能发电企业,且不能跨地区发展。而国外很少有纯粹的单一核能发电公司,大都是多种电源结构的混合电站企业,并进行跨地区经营,这对于提高企业的效益有重要意义。目前我国可能出台的措施包括:鼓励一次能源缺乏、环境压力较大的东南沿海经济发达地区的电力公司投资于核电;鼓励现有核电企业进行群堆布局型的后续发展;鼓励实力雄厚且效益较好的核电企业进行跨地区发展。
从行业层次看,目前我国核电装备制造企业于中核总且生产相对分散,而在核电比较发达的国家,核电设备制造企业的集中程度一般较高,大都只有一个进行经营的制造核电设备的大型公司,即使有几家公司,其设备的反应堆型号也不相同。在我国,可能会考虑组建全国性的核电设计研究开发中心,集中核电技术力量,鼓励三家主要核电设备制造集团组成核电设备制造的战略联盟或合股成立新的核电设备制造公司,实现优势互补、共谋发展。
(5)核电技术和装备的自主化
我国核电技术和装备的自主化能力还很低的教训将加以系统总结。在开放条件下提高自主化能力,除了需要进行系统、长远的规划外,还需要有行之有效的措施,调动各核电产业技术和设备相关方面
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的积极性。比如,将确立详细的消化吸收目标和步骤,给足研究设计机构专项研究开发费;对其运行收入实行税收减免;以技术援助、金融财政税收等措施鼓励国内发电设备制造企业实现优势互补,共同对外;参照国外出口信贷的融资条件,为国内用户购买国产设备提供性融资;自主化要突出核心技术、共性技术和重点企业。
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第五章 主要厂商分析
5.1 中国核工业集团公司
中国核工业集团公司(简称“中核集团公司”)是1999年7月1日经批准组建的特大型国有独资企业,其前身是中国核工业总公司(历经第二机械工业部、核工业部)。
中核集团公司拥有完整的核科技工业体系,主要承担核动力,核材料,核电,核燃料,乏燃料和放射性废物的处理与处置,铀矿勘查采冶,核仪器设备,同位素,核技术应用等核能及相关领域的科研开发、建设与生产经营,对外经济合作和进出口业务。与世界上40多个国家和地区有科技经济往来。
中国核工业在40余年的发展中取得了一系列辉煌成就。研制成功了“两弹一艇”,为加强综合国力和提高我国的国际地位作出了贡献。大力开发核能的和平利用,继秦山、大亚湾两座核电站建成后,正在进行4个项目8台机组的核电工程建设,其中2台机组已建成并网发电。核燃料形成了军民两用与核电相配套的工业体系。民用核技术和各类民品生产在国民经济建设中正在发挥着重要作用。中国核工业集团公司拥有一支具有较高水平的核科技开发设计队伍,这支队伍致力于开拓创新,积极进取,不断为核工业的发展注入新的活力。
中核集团目前还是秦山一期、二期、三期和连云港核电站的控股股东,由此可见中核集团在我国核电产业中的地位。
图表5-1 中核集团控股的核电站
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5.2 广东核电集团有限公司
广核集团于1994年9月注册成立,注册资本102亿元人民币。股东单位的持股比例为中国核工业集团公司(原核工业总公司)45%、广东省45%、国家电力公司(原电力工业部)10%。
图表5-2 广核集团股权结构
广核集团 中核总45% 广东省45% 国家电力公司10%
广核集团是以核电站的建设和运营为主的公司,其核电主业的运营集中在控股合营的广东核电合营有限公司及全资拥有的岭澳核电有限公司。
广核集团核电经营的竞争对手是输电给广东省电网的各电力生产企业。随着国家电网的建设,参与竞争的企业将会越来越多。但从目前的电网格局分析,广核集团的竞争主要来自于三个方面:省内的火电机组、西部水电机组及电力。
广东省是能源缺乏大省,其燃煤和燃油发电成本均偏高,且火电对环境污染严重,国家新的环保要求火电项目必须增加环保投入,这将会进一步增大火电的生产成本。核电是新型清洁能源,与煤电相比,不仅环保优势明显,而且在价格上也具有相对优势。
与西部的水电相比,核电在发电总成本上不占优势,但水电发电依赖天气等自然因素,缺乏均衡及稳定性。核电的运行特点是带基荷、稳定运行,广核集团的核电上网对稳定广东电网具有一定的作用。另外,西电输送广东电网,路程遥远,电量将有损耗,长距离输电的稳定性以及调峰调频电站的能力和成本也是受电方需要考虑的因素,而
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且需要借助国家电网的建设,投资成本将增大,其供电成本必然上升。
近两年电力供应出现过剩,1999年12月起,广东电网开始向购电。大亚湾核电站自投产以来,其电价水平始终低于煤电价;以不含的上网电价计,岭澳核电站电价低于大亚湾核电电价。因此,广核集团的电价与电力相比具有竞争力。
5.3 广东核电合营有限公司
广东核电合营有限公司成立于1985年1月,由广核集团的全资子公司广东核电投资有限公司(持股75%)及中华电力股份有限公司的子公司核电投资有限公司(持股25%)共同投资组建,注册资本4亿美元,负责建设并运营大亚湾核电站。
图表5-3 广东核电合营有限公司股权结构
大亚湾核电站是我国第一座大型商用核电站,拥有两台百万千瓦级压水堆核电机组,两台机组分别于1994年2月和5月投入商业运行,合同约定在20年的合营期(1994年至2014年)内,大亚湾核电站的电量70%销往九龙电网,30%销往广东电网。自1994年至2001年底,大亚湾核电站累计上网电量983.6亿千瓦时。
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5.4 岭澳核电有限公司
岭澳核电有限公司于1995年10月,由广核集团及其全资子公司广东核电投资有限公司共同出资组建,注册资本4亿美元,负责岭澳核电站的建设和运行。岭澳核电站规划建设四台百万千瓦级压水堆核电机组,首期先建设两台百万千瓦级压水堆核电机组,一号机组已于2002年7月投入商业运行,二号机组于2002年年底前投入商业运行。
图表5-4 岭澳核电有限公司股权结构
岭澳核电站的上网电量将全部输送广东电网。目前,岭澳核电有限公司已与广东省广电集团有限公司签署了并网协议及售电协议。并就岭澳核电站的上网电价达成了基本的一致意见,并获得有关部门的首肯。
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第六章 行业发展前景分析
6.1 核电发展的根本动因
三大根本因素促成了我国核电发展的根本动力,一是电力需求,二是环境能源问题,三是经济性问题。
我国目前人均装机容量和用电量还有较大提升空间,关键在于用电需要高效经济。通常的预期是到2020年我国装机容量将达16亿千瓦左右,年均复合增长5.9%。
对于核能产业来说,环境驱动是针对温室气体排放的控制,尤其像我国这样的火电大国。尽管很难找到证据说明近年来的气候异常与温室气体的大量排放有直接关系,但科学家们基本达成的共识是如果继续无节制的排放温室气体,未来地球的环境一定会发生不可逆转的改变。而核电几乎完全不排放二氧化碳和其它温室气体
西部地区具有丰富的资源和巨大的发展潜力。目前,既要着力搞好西部地区基础设施建设,为西部地区的全面开发创造条件、打好基础,同时也要发挥西部地区资源优势和特点,加大资源,特别是可再生资源的开发力度。目前,我国经济已由“短缺型”进入了“温饱型”,国家和东部地区已有能力加大对中西部地区发展的支持。国家拿出一些资金开发西部的水电资源,送往东部沿海地区,实行水电的“西电东送”战略,变西部地区的资源优势为经济优势,就是东部地区对西部地区实实在在的支持和帮助,也是东部地区经济发展的客观需要。因此,开发西部丰富的水能资源送往东部沿海地区,实现水电的“西电东送”,是一种东部和西部的“双赢”战略。如西南地区和广东省在水电资源和电力市场上就有极好的互补性。西南地区仅红水河和澜沧江两条河流就可开发装机3500万千瓦,年发电量1700亿千瓦时,现
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已建和在建总规模仅750万千瓦,年发电量375亿千瓦时,开发利用程度为22%左右,开发和利用的潜力还很大。目前,西南地区送电广东的通道已经形成,并已有了良好的基础,关键是进一步完善和加强,尽早开工建设红水河龙滩水电站和澜沧江小湾水电站,统筹规划和安排华南地区电力建设,促进水电“西电东送”战略的进一步实施,使水电资源的开发在西部开发中发挥应有的作用。
能源是一切产业的基础,从能源角度考虑,核能是最为理想的,也最有希望成为未来的主要能源,世界主要能源发展轨迹将是石化燃料——燃料一次通过核裂变——燃料循环核裂变——可控核聚变的路径发展。从这个角度来说,积极发展核电也是为了在实践中得到发展,尽快取得技术突破。
就经济性来讲尽管核电初始投资较大,但就各国当前情况来看核电综合发电成本低于火电(更不用说风能、太阳能等新能源)。核电站的设计寿命至少40年,三代核电的设计寿命为60年,实际运行通常还会延寿。此外需要指出的是实际核电站还本付息期通常为15—20年,财务费用在核电成本中可占到10%—20%,因此前期成本较高,后期将具有非常可观的经济性。
6.2 核电发展可能的制约因素分析
(1)铀资源
铀资源问题是我国发展核电道路上的最大担忧。我国是铀资源比较贫乏的国家,一旦大力发展核电会产生对铀矿石的大量需求,人们担心未来铀资源可能供不应求。我们认为,受资源,我国当前能够建设的核电项目的确有限,但这并不会成为核电发展最大的短板。至少以日本为例,作为铀资源极为贫乏的国家,其核电装机容量占到
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全球核电总装机容量的12%。因此,资源的匮乏并不代表不能发展。
我国2009年核电装机908万千瓦,年需天然铀1600吨左右。如果未来我国核电装机为8000万千瓦,则年需天然铀14000吨左右,而中国已探明铀矿储量约为10万吨。尽管在中国铀矿经常成片地被发现,但通常都是中小规模的矿藏,且大多为中低品味矿(0.05-0.3%)。现在正在开采的铀矿主要位于江西、、陕西和辽宁,目前累计产能约每年840吨(另一半需要进口)。因此如果以我国目前的矿藏和使用情况来看,不足以负担长期的核电发展需求。但是我们认为,以下几条原因使得我们对铀矿不必过度担忧。
第一,我国铀矿勘查程度低,有很大的找矿潜力。我国完成铀矿普查面积不到国土面积的三分之一,且大部分勘查区的勘探深度仅限于地表下500米,而从世界上探明的铀矿床分析,铀矿体主要为盲矿或隐伏矿,内生铀矿化的垂幅可达2千米,露表矿只是一小部分。因此,我国在广度和深度上都有巨大的找矿潜力,近来有消息称我国在内蒙古、、等地的铀矿勘探都取得较大进展。
第二,铀矿不同于煤矿,铀元素存在于任何地方,其总量几乎取之不尽。所谓铀矿只是铀元素相对比较集中具有一定开采价值的矿藏。因此业内提到铀矿时都会附加一个铀资源的回收成本。花费的成本越高,能够得到的铀资源也越多。目前天然铀成本仅占核电运行成本的5%,即使成本提高5倍,总成本也仅上涨20%。据国际原子能机构(IAEA-NEA)估计全球常规铀资源量1620万吨铀,如按现在消费能力可供250年,此外世界还具有丰富的非常规铀资源,如磷酸盐中铀(2200万吨铀)和海水中铀资源(超过40亿吨铀),未来随着铀提取技术的进步这些铀资源也将逐渐得到使用。目前日本高崎研究所已从海水中富集得到了公斤级的铀,成本约是现在铀矿的3倍多,这种富
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集的方法使海水或盐湖水提铀成了提供铀燃料的一种潜在途径。此外近年整个世界范围内的铀矿资源勘探结果不断没有下降反而以近15%的速度在上升,IAEA在2007至2009给出的全球已探明的铀矿储量分别为474万吨、547万吨和630万吨。
第三,我国加大了购买和开拓海外铀资源。中广核与国核海外铀资源开发公司(中核集团子公司)都在积极参与铀矿的国际贸易和海外勘探。据称中国能源企业仅在2009年就在国际现货市场上购买了3000吨铀矿。国核铀正在哈萨克斯坦、尼日尔、约旦和蒙古等国寻找项目并取得了相当大的进展,估计有超过6万吨铀矿的采矿权。中广核已与澳大利亚、哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、纳米比亚、南非、中非共和国和塞内加尔等国分别签署了战略合作协议,并购买了Energy Metals公司70%和阿海珐矿业集团Uramin49%的股份,凭此可以参与到近30个海外铀矿项目中。
第四,循环使用铀、钚制成的混合氧化物(MOX)燃料,可节省30% —40%的天然铀。乏燃料后处理中回收的铀和提取的工业钚可供热反应堆使用,这种技术在国际上已比较成熟,且已有50多个热堆使用,回收铀和工业钚可以达95%以上,但我国由于之前民用核工业发展比较滞后,目前核燃料仅一次性使用,未进行再回收循环。如果从乏燃料中回收的铀和工业钚全部再入热堆使用一次,相当于节省制造新燃料的天然铀33.4%。其中回收铀和提取工业钚的作用分别为20%和13.4%。当然,在使用回收铀和MOX燃料中,核电站的燃料成本会略有增加。但在合理承担乏燃料后处理费用的基础上,增加的燃料费很有限,并且核电燃料成本对电价影响较小,是可以承受的。另外,由于进行了后处理,减少了最终高放废物处置量及其毒性,还将大大节省高放废物处置的费用。
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第五,引入快堆核电站,天然铀利用率将提高50~60倍,可实现核能的可持续发展。目前普通的热中子反应堆(压水堆、沸水堆、重水堆)对天然铀的利用率都只有1%,造成极大地浪费。发展快堆及先进燃料闭合循环技术,使核燃料增殖,可把占天然铀资源中99.3%的铀-238利用起来,在循环中不断地使铀-238产生钚-239,钚-239裂变再使铀-238形成新的钚,把天然铀资源利用率由不到1%提高到50%—60%。同时,引入快堆后,大大减少了热堆核电站,也就大大减少了对天然铀的需求。未来只需要按一定比例建造。因此当快堆技术成熟以后,核裂变发电将成为可持续的。
(2)可用厂址
核电厂址的选择较为严格,与火电厂的根本不同在于,核电厂要满足核安全要求。核电站选址时需要考虑的问题较多,包括地震、洪水、土工、极端气象条件、飞机坠毁、化学爆炸等等外部事件,也包括自然环境、水文环境、人口密度、人口分布等环境人文因素。因此核电不像火电一样可以“遍地开花”,但目前我国核电站数量还比较少,未来发展空间较大。根据我们搜集的资料显示,电站选址在相当一段时间内并不会成为制约因素。
显示了各地此前提出的70多个可能的核电站项目,一般一个厂址可以建设4—8台机组,这已大大超过了规划,因此厂址并不构成我国目前核电发展的瓶颈。不过我们认为,人们对核安全性的担忧可能会对核电站的建设速度有一定阻碍,尽管这并不构成否决电站建设的充分条件。
(3)人才
由于核电技术含量高、核安全性事关重大,因此核电对人才素质的要求很高。按照一个百万千瓦核电机组400个技术人员计算,如果
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2020年有80个机组,则总共需要32000个核专业技术人员(包括工程、设备检修、运行等)。而核电技术人员的培养几乎和核电的建设周期一样长,大学毕业生还需要至少1年专门培训才能上岗,经过3到5年的经验积累才能完全合格。而之前核电建设的低潮使得相关教育也受到了较大影响,核电人才的培养需要一个恢复的过程。我国教育机构从2005年开始加大了核电人才培养的工作力度。我国现在约有20所学校设有核相关学科,再加上相近的热能专业和电气专业也可以贡献一部分,未来10年培养出30000—50000核电人才的难度不大,但如果前期核电发展速度过快还是会遭遇人才瓶颈。
(4)技术
我国2003年已确定发展第三代核电技术,2006年确定引进西屋公司的AP1000作为我国的第三代核电技术,并在此基础上进行自主化。然而AP1000并非成熟技术,中国是这种堆型设计完成后“第一个吃螃蟹的人”。是否能够在示范电站建成前核准通过第三座AP1000电站成为各方争执的焦点。技术引进方国核技对该技术非常乐观,并努力推动内陆核电站采用AP1000技术。但反对者则坚持AP1000是未经实际验证、甚至尚未设计定型的机型,所以不能在第一批机组建成并证明能够安全运行之前进行批量建设。
我国首批通过核准的内陆核电站将是湖南桃花江、湖北大畈、江西彭泽三座电站。中电投作为江西彭泽核电项目的业主已经明确要走三代技术路线(我们认为中电投将最大程度地联合国核技)。湖南湖北的项目首选AP1000,但仍备选CPR1000。决策层的矛盾是一方面如果内陆再像沿海打开“二代改”机组的缺口,那么用AP1000统一技术路线就成为空谈;另一方面AP1000依托项目“边设计、边制造、边施工”,未来的不确定性较大。
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值得注意的是,去年AP1000机组的主泵空载试验以失败告终(国内媒体未作报道),后来进行了改进,但试验仍然出现问题。直到今年5月份主泵第三次中间试验取得初步成功。未来还需进行正式工程设计试验和耐久性试验。主泵是最重要的核岛设备之一,也是AP1000机型中设计变动最大的设备之一。主泵试验的波折即使不延误三门和海阳的示范工程,也会对后续项目造成一定影响。
我们认为,未来我国内陆将以第三代核电为主,但由于AP1000技术还未成熟,示范工程的完工可能推迟,其它AP1000项目的核准也会压后,从而对核电装机造成一定影响,但由于我国沿海仍有重组的CPR1000项目待建,因此并不会出现建设空档期。
6.3 我国核电未来装机容量预测
我国近年来核电项目核准和建设速度已经远远超过了2006年制定的核电中长期发展规划。我们根据我国目前在建电站建设进度以及筹建电站情况,对2010年至2020年我国核电装机容量和当年新投运容量进行了预测。未来核准的项目可能仍以沿海以及当前在建项目的后期扩建为主,2020年核电装机中AP1000机组容量预计占30%左右,而“二代改”机组仍将占50%以上。2020年我国核电装机预计在8750万千瓦左右,乐观估计下可能达到1亿千瓦。
图表6-1我国核电当年新投运容量和总装机容量预测
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第七章 水电行业发展策略与建议
许多调查表明,在一些核电厂里电厂规模和容量有许多不同,产生许多不确定性。但一般来说,越大越好,规模的经济性已经比其它因素更多地降低了发电成本。例如加拿大不是建造670MW电厂,而是建造881MW核电厂(机组规模增加31%),从而使投资费用节省了12%(US$/kW)。类似的在法国,不是建造1000MW电厂,而是建造1350MW核电厂(机组规模增加35%),导致投资费用节省13%(US$/kW)。
当然,由于不确定的负荷增长,现金兑付的制约和建造较大电厂而延长时间,因此在投资核电时要确定一定的计划模式。对投资者来说,建设资金在预期需要之间的许多年就要投入,如果建造大核电厂提交的资金不足会有太多的风险。安装容量和各方面要求之间的不协调会带来相当大的费用,规模的经济性会由于一些系统或部件尺寸而受到。
第一次建造核电厂的方法是采用燃煤电厂的经验。直到最近,为相应管理机构要求和质量保证概念的需要,推动了这个领域的发展和改进,其中较好的例子就是顶部开孔的办法。通过从圆周墙外面顶部开孔的结构进入到反应堆厂房内侧。大型起重机通过反应堆厂房的顶部吊装设备,而不是使用传统的水平方法。这意味着一台蒸汽发生器能在两天内安装完毕,而不是两个星期。在加拿大,顶部开孔的方法已经导致节省电厂总成本的24%和建造工期缩短15%。
组合式结构对削减投资成本是十分重要的,组合件能在工厂里预制,例如:构筑物组件、管道、传热管、电缆支架、加强钢筋网、仪表、电气盘、支撑和通道平台等。在工厂加工提供了比电厂现场更好的工作条件,因为具有较高的自动化水平和生产能力而使这些活动有
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较高的质量保证。组合式构件减少了电厂的材料堆积,并缩短了建造工期。它也减少了现场劳动力和管理。
组件化能节省总建造成本的4%,其他能降低投资成本的建造方法是,滑模施工、平行建造、改进仪表和控制电缆,成形的管子弯头(以消除焊缝和焊缝检查)以及承包商安排有序。
由于核电产业拥有大量的资金投入,因此,核电工程对工期的延误比常规电厂工程更敏感,在建造期间,由于某一特殊原因而消耗的时间及其对有关的影响会造成增加总投资成本25%还要多的费用。
除了综合的效益,建造工期的延长会使设备、材料和人工费用逐步上升。技术会变得陈旧,许可证会期满,并且公众的对抗性也会上升。
较短的建造工期减少了许多可变的成本,并可以较早受益。这可以在建造中引进一些措施。例如,先进的设计方法,简化的反应堆基础施工,组合式工艺,预制反应堆管线以及一次和二次屏蔽墙,使用大型起重机,减少预埋件,预先设计和取得许可证,有效的修改控制,工程计划,监督和控制,以及改进人力开发和培训。
核电厂的设计费用估计大约占总投资费用的15%。
在一些领域能达到设计改进:电厂布置;可达性;简化设计(多功能的支撑,控制过程信息的显示,计算机控制等);应用计算机方法和模拟。
在工程管理中一个重要地要素是用于采购设备和材料的合同战略。随着电力市场的开放,采购已经变成竞争性的。对于核电,由于管理制度的制约和安全性,致使这方面的工作开展的非常缓慢。但是,由于核电市场的无调节机制,导致建造核电厂的成本相当于它发电成本的60%(与燃气电厂的20%相比较)。
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在整体总承包工作和多工作包合同之间,有一些方案可减少技术协调和某些接口。最佳的平衡将按照各国的核电基础,业主的设计资源,和成套建造核电厂的数量来区别对待。有几种解决办法的情况意味着它们能相互竞争,这将导致投资成本的降低。
随着我国国产化力量的增大,一般可采用第二中模式,可以减少进口组件,降低投资成本。
标准化和成批建造可以最大可能地降低投资费用。把第一次工程开发的设计、制造、建造、执照申请和运作方式标准化,把电厂的安全因素固定下来,并且避免了同种类型的费用,如功能试验研究、动力部分、详细的设备设计、安全研究、编制试验和调试程序。EDF和法马通公司已经进行了研究,在多机组方案里一个机组的费用比单机组的费用减少20%-40%,这取决于在现场的机组对数。在韩国,标准化的效果使得费用节省15%-20%。加拿大和美国也报告了可以通过重复和一系列的建筑而得到类似的效果。
在同一现场建造不止一个同样设计的机组,能实现进一步的节省费用。在法国,在同一现场建造两个核电机组的投资费用与只建造一个机组核电厂相比较,将导致该项投资成本节省15%,来自加拿大的数据也表明了同样程度的节省。
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