一、核能產(chǎn)業(yè)趨勢概述
核能是中國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,其發(fā)展對于調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費革命、促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)具有重要的意義。
在未來相當(dāng)長的一段時期,中國電力需求還將持續(xù)維持剛性增長局面。由于天然鈾的能量密度大,易于較大規(guī)模的長期儲存,
因此核能作為高效穩(wěn)定的大型支撐性能源,將在保障中國能源安全及電力供應(yīng)等方面發(fā)揮重要的作用。
01
保持平穩(wěn)有序的發(fā)展節(jié)奏
核能作為穩(wěn)定可靠的清潔低碳能源,將是中國推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的重要選項。
作為兼具清潔低碳和可控出力的電源之一,核電能夠比較好地匹配基礎(chǔ)負(fù)荷的需求,可以提升新型電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
隨著國家“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)和確保國家能源安全,預(yù)計中國核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展將持續(xù)保持積極安全有序發(fā)展的基本態(tài)勢。
預(yù)計在“十四五”期間,中國將需要保持每年有8臺左右核電機組核準(zhǔn)開工的節(jié)奏,而核電發(fā)電量也有望獲得大幅度的增加。
2025年,中國在運核電裝機將達(dá)到7000萬千瓦。
2030年,中國核電在運裝機容量有望達(dá)到1.1億千瓦,核能發(fā)電量占比達(dá)到7%。
2035年,中國核電占比可能達(dá)到10%左右。
2060年,中國核電占比可能達(dá)到20%,將與發(fā)達(dá)國家持平。
02
核能利用場景更加多元
從長期視角來看,中國必須構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),這是保障國家能源安全的長治久安之策。
根據(jù)中國能源資源條件,若要實現(xiàn)國家能源獨立,那么就必須發(fā)展非化石能源,將非化石能源發(fā)展作為能源清潔低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵驅(qū)動力。
隨著核能技術(shù)的不斷發(fā)展,特別是第四代先進(jìn)核能技術(shù)的應(yīng)用,除了和核能發(fā)電之外外,核能還應(yīng)該有其他應(yīng)用場景,比如區(qū)域城市供暖、供汽、制冷、海水淡化、工業(yè)工藝供熱和核能制氫等多種綜合利用的場景。
未來,中國應(yīng)該發(fā)揮模塊化小型堆、高溫氣冷堆、低溫供熱堆、海上浮動堆各自優(yōu)勢,結(jié)合國家綜合能源的消費需求,建立發(fā)供熱供冷、制氫、海水淡化等多能互補、多能連供的全區(qū)域中和能源體系,實現(xiàn)對高耗能高排放產(chǎn)業(yè)的清潔能源。
根據(jù)研究和分析,到2060年,中國太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電和核能發(fā)電等非化石能源發(fā)電比重有可能將提高到80%-90%。
風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電量的比重可能將從目前的9.5%增長到60%-70%,而核電發(fā)電量的比重可能將從目前的5%增長到10%-20%,核電的裝機容量將是目前裝機容量的4.6-6.6倍,預(yù)計可以達(dá)到2.3億-3.3億千瓦。
雖然風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電是重要的可再生能源發(fā)電來源,但是風(fēng)電和太陽能發(fā)電由于受到天氣的影響而不穩(wěn)定,需要發(fā)展穩(wěn)定性電源以支持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
可以想象,中國未來將實施核能綜合利用示范工程,將傳統(tǒng)核電企業(yè)逐步轉(zhuǎn)向綜合核能而且發(fā)展?jié)摿赡芫薮蟆?/p>
預(yù)計,國家將推動國家科技重大專項工作,落實先進(jìn)核能示范工程項目建設(shè)。
03
技術(shù)創(chuàng)新能力將持續(xù)提升
未來,中國核能裝備自主化水平還將不斷提升。
中國將立足核能長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展,堅持標(biāo)準(zhǔn)自主化,堅持自主創(chuàng)新,加強關(guān)鍵技術(shù)裝備攻關(guān)力度,有力推進(jìn)“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)。
核能發(fā)展和科技創(chuàng)新,需要大量的資金,預(yù)計中國將繼續(xù)加大資金投入,加強基礎(chǔ)研究和原始技術(shù)創(chuàng)新,實現(xiàn)核能產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
對于中國自主三代壓水堆核電技術(shù)來說,重點科技工作是持續(xù)改進(jìn)優(yōu)化,提高安全性和經(jīng)濟性,進(jìn)而形成經(jīng)過不斷改進(jìn)優(yōu)化的機型系列。
在高溫氣冷堆、鈉冷堆技術(shù)創(chuàng)新方面,中國將逐步實現(xiàn)示范工程項目的推廣,不斷拓寬這些先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用場景。
在鉛冷快堆、熔鹽堆等先進(jìn)核能技術(shù)方面,中國需要加強基礎(chǔ)研究工作,并逐步將這些技術(shù)從概念走向示范工程,最后再走到實際應(yīng)用場景。
中國在聚變技術(shù)方面將持續(xù)加大科研投入,而且很有可能繼續(xù)取得突破。
在天然鈾礦勘察開采冶煉技術(shù)方面,中國將以綠色、低碳、智能、高效為方向,不斷提高新型核燃料元件的安全性、高效性和長壽期。
在核燃料循環(huán)經(jīng)濟方面,中國將繼續(xù)推進(jìn)科技創(chuàng)新,并且不斷在綠色化、數(shù)字化和智能化等方面實現(xiàn)突破和升級。
目前,在能源環(huán)境領(lǐng)域的大型先進(jìn)壓水堆及高溫氣冷堆核電站國家科技重大專項已經(jīng)取得了一大批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的科技成果。
預(yù)計中國未來還將繼續(xù)實施國家核能科技重大專項,于聚焦國家核能發(fā)展戰(zhàn)略,突破核能重大關(guān)鍵技術(shù)難題,持續(xù)推動核能產(chǎn)業(yè)升級。
通過重大專項的方式落實示范工程的建設(shè),項目實施過程中要充分發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢,加強核心技術(shù)攻關(guān),加強基礎(chǔ)研究,提升原始創(chuàng)新能力。
發(fā)揮國家作為重大科技創(chuàng)新組織者的作用,集結(jié)全國優(yōu)勢資源,開展“大兵團”作戰(zhàn)方式,充分發(fā)揮社會主義集中力量辦大事的優(yōu)勢。
04
推動核能區(qū)域均衡發(fā)展
按照核能規(guī)?;l(fā)展趨勢,由于中國未來沿海地區(qū)的核電廠址資源將非常緊張,因此內(nèi)陸核電站建設(shè)項目有可能被納入到國家建設(shè)規(guī)劃之中。
中國未來必須注重與電網(wǎng)布局和區(qū)域發(fā)展相適應(yīng),利用現(xiàn)有沿海核電廠址資源積極安全有序地推進(jìn)核電建設(shè),通過廠址擴建、復(fù)用煤炭發(fā)電廠址等方式增加廠址資源。
可以預(yù)見,未來中國華中地區(qū)電力需求將繼續(xù)增大,因此可以在條件成熟的地方選擇合適的核電廠址,開始核電項目建設(shè)。
中國西部地區(qū)在可再生能源發(fā)電方面具有明顯的優(yōu)勢,預(yù)計會形成大型的可再生能源發(fā)電基地,可以開展在基地周邊建設(shè)核電站的可行性論證,利用核電的穩(wěn)定性來支撐西部地區(qū)可再生能源發(fā)電的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性運行。
05
政策環(huán)境更加完善
中國未來將繼續(xù)加強核能法,不斷提升核能監(jiān)管能力。
在未來幾年,中國將有可能出臺《原子能法》,明確監(jiān)管職能和監(jiān)管機構(gòu),明確責(zé)任劃分,確立權(quán)責(zé)關(guān)系,落實主體責(zé)任,理順監(jiān)管關(guān)系,提高監(jiān)管效率。
國家可能持續(xù)出臺核電安全監(jiān)管機構(gòu)、核設(shè)施建設(shè)和監(jiān)管、放射性廢物管理、核損害賠償?shù)葘iT法規(guī),健全法規(guī)體系,做到監(jiān)管有法可依,逐步提高監(jiān)管能力。
在政策層面,國家將繼續(xù)支持核能全產(chǎn)業(yè)鏈、核能技術(shù)創(chuàng)新和核能國際合作等。
06
核電標(biāo)準(zhǔn)體系將持續(xù)完善
目前,中國核電機組的堆型、機型和技術(shù)路線不盡相同,堆型有壓水堆、重水堆和高溫氣冷堆,機型有美國機型、法國機型和中國自主機型等,而電技術(shù)路線又涵蓋了第二代、第三代和第四代技術(shù)路線。
由此可知,核電機組的多樣性為中國建立自主統(tǒng)一的核電標(biāo)準(zhǔn)帶來了挑戰(zhàn)。
由于中國在核電設(shè)備制造領(lǐng)域,大量引用了國外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),因此目前中國核電存在著多國標(biāo)準(zhǔn)并存的現(xiàn)象。
預(yù)計中國未來將加大投入核電標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)研究工作,對關(guān)鍵性能指標(biāo)開展必要的試驗研究和驗證,加強科研成果轉(zhuǎn)化,增強標(biāo)準(zhǔn)自主創(chuàng)新和自主化水平,提升關(guān)鍵技術(shù)和裝備自主化能力,力爭標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到國際先進(jìn)水平。
中國將認(rèn)真總結(jié)中國核電標(biāo)準(zhǔn)化成果,統(tǒng)一技術(shù)路線,逐步建立適合中國核電發(fā)展的自主統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系,提高自主核電標(biāo)準(zhǔn)在中國核電技術(shù)中的比例,逐步提升中國核電標(biāo)準(zhǔn)的國際影響力和認(rèn)可度。
在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面,中國將繼續(xù)優(yōu)化、規(guī)范核能產(chǎn)業(yè)鏈的質(zhì)量要求,以保障部件、設(shè)備和儀器儀表控制系統(tǒng)的安全可靠。
二、核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
(一)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀概述
隨著我國核能實業(yè)的不斷發(fā)展,我國躋身世界核電大國行列,核電安全運行業(yè)績保持國際先進(jìn)水平。
近年來,我國核電裝機容量持續(xù)提高,在建核電機組數(shù)量連續(xù)多年保持全球第一,全球三代核電技術(shù)AP1000首堆、EPR首堆相繼在我國建成投產(chǎn),自主三代核電技術(shù)”華龍一號”首堆工程投入商運。
在技術(shù)上,中國率先實現(xiàn)由二代向三代核電技術(shù)的全面跨越,先進(jìn)核能技術(shù)研發(fā)取得重要突破。并且,自主化、國產(chǎn)化水平穩(wěn)步提高,核能產(chǎn)業(yè)鏈保障能力全面提升。
全球核電復(fù)蘇將成為中國核電走出國門的重要基礎(chǔ)。目前,中核集團已與阿根廷、英國、巴基斯坦等近20個國家達(dá)成了合作意向;中廣核與捷克、羅馬尼亞、法國等達(dá)成合作意向,此外還與合作伙伴一起開拓了歐洲、中亞、東南亞的核能市場。
根據(jù)中廣核統(tǒng)計,“一帶一路”沿線中,有28個國家計劃發(fā)展核電,規(guī)劃機組126臺總規(guī)模約1.5億千瓦。
據(jù)銀河證券,以三代機組平均造價1.6萬元/千瓦預(yù)估,市場總量約2.4萬億元。不可否認(rèn),核電出海已成為未來中國核事業(yè)發(fā)展的重要驅(qū)動力。
(二)目前我國核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展痛點分析
01
核電發(fā)展中長期規(guī)劃面臨調(diào)整的壓力
近年來受政策影響,國內(nèi)地方政府和相關(guān)企業(yè)發(fā)展核電意愿強烈,受福島核事故、首堆工程拖期等影響,核電中長期發(fā)展規(guī)劃提出的2015年核電裝機容量達(dá)到4000萬千瓦的目標(biāo)沒有如期實現(xiàn)。
“十三五”計劃提出了核電運行裝機容量達(dá)到5800萬千瓦,在建達(dá)到3000萬千瓦以上的規(guī)劃目標(biāo)。
按照”十三五”規(guī)劃核電規(guī)??焖贁U張可能會給經(jīng)濟和安全問題帶來較大的威脅,同時燃料供應(yīng)不足、人才沒有保障、核安全監(jiān)管不到位等方面的矛盾也會威脅到核電的運行安全和建造質(zhì)量。
02
核燃料問題
由于我國鈾資源勘查工作相對滯后且鈾資源分布不均衡,使我國核燃料供給存在問題,不利于長期發(fā)展核電?,F(xiàn)在正在開采的鈾礦僅可滿足國內(nèi)對天然鈾將近一半的需求,另一半則依賴進(jìn)口。我國鈾資源勘探開發(fā)的投入較少使得我國目前還有40%的國土面積未進(jìn)行過鈾礦普查。
03
核電資金問題
在核電廠的建設(shè)過程中資金的供應(yīng)也是一個比較重要的環(huán)節(jié),需要雄厚的制造基礎(chǔ),具備關(guān)鍵設(shè)備、材料的研發(fā)和制造以及裝備總成能力。
以我國目前核電站的運作模式,與核電產(chǎn)業(yè)相關(guān)的幾個大集團公司是資金的主要來源,單一的渠道,緩慢流通的資金,企業(yè)投資資本光靠一些社會閑散的資金是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,影響了工程進(jìn)度是一方面,核電事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展也受到了限制。
04
核電人力資源短缺問題
核電產(chǎn)業(yè)是一個涉及眾多行業(yè)的高技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),能夠保障核電技術(shù)安全運行且進(jìn)一步發(fā)展的最重要的因素是人才。
由于缺少具有豐富經(jīng)驗的核電項目開發(fā)的研究、核電項目安全管理、核電科技等人才,熟悉核電運營管理的高級人才十分短缺,核電進(jìn)一步快速發(fā)展受到了制約。
05
科研能力有待提升
不健全的研發(fā)機制,不強的自主創(chuàng)新能力,不夠完善的科技人才培養(yǎng)以及激勵機制,不足的保護(hù)體系和制度建設(shè)和自主知識產(chǎn)權(quán),有待增強的科技成果轉(zhuǎn)化和共享。
缺乏安全分析軟件和驗證手段,過度依賴國外的設(shè)計和評價程序,自主研發(fā)能力限制了自主化程度,與較少的具備四代先進(jìn)核能系統(tǒng)特征的自主化核電技術(shù)國家仍存在較大差距。
06
核安全監(jiān)管問題
如何有效的開展核安全監(jiān)管是一個作為國際原子能成員國面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。核電產(chǎn)業(yè)的各個環(huán)節(jié)沒有完整的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系來保證,沒有健全的政府監(jiān)管以及完善的與核能相關(guān)的立法框架以及安全管理制度,不適用當(dāng)今社會發(fā)展新趨勢下的法律法規(guī)沒有進(jìn)行整合和廢除以構(gòu)建完善的核能開發(fā)利用體系。
END
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