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文檔簡介

1、 核電發(fā)展?fàn)顩r第一節(jié) 核電技術(shù)經(jīng)濟性分析第二節(jié) 中國核電市場及技術(shù)路徑分析第三節(jié)一、核能開發(fā)與利用一、核能開發(fā)與利用(一)基本概況(一)基本概況1、世界核電的發(fā)展歷程世界上第一座實驗性核電站是建于 1954 年的前蘇聯(lián)奧布寧斯克實驗性石墨沸水堆核電廠,人類從此進入了和平利用核能的年代。半個多世紀(jì)以來,核電經(jīng)歷了 20 世紀(jì)50、60 年代的起步階段、20 世紀(jì) 60、70 年代的快速發(fā)展階段、20 世紀(jì) 80 年代一直到本世紀(jì)初的緩慢發(fā)展階段以及本世紀(jì)以來的復(fù)蘇階段。(1)核電技術(shù)驗證階段(2)核電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化發(fā)展階段(3)核電技術(shù)安全性、經(jīng)濟性發(fā)展階段一、核能開發(fā)與利用一、核能開發(fā)與利

2、用(一)基本概況(一)基本概況1、世界核電的發(fā)展歷程(1)核電技術(shù)驗證階段1942 年12 月,在美國芝加哥大學(xué)建成的世界第一座反應(yīng)堆證明了實現(xiàn)可控的核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的科學(xué)可行性。50 年代初開始,利用已有的軍用核技術(shù)建造以發(fā)電為目的的反應(yīng)堆,由建造實驗堆階段轉(zhuǎn)入驗證示范階段。(2)核電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化發(fā)展階段60 年代到70 年代,核電的安全性和經(jīng)濟性得到驗證,相對于常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)越性鮮明地顯現(xiàn)出來。在核電大發(fā)展時期,同樣存在激烈競爭。一些因其固有特點的限制,難于同其他機型競爭而被淘汰,有發(fā)展空間的機型,則為提高安全性、改善經(jīng)濟性而不斷改進,如美國通用電氣公司的沸水堆BWR1、BWR2 等

3、形成了系列化的發(fā)展。美國西屋公司的212、312、412 型和314、414 型等。一、核能開發(fā)與利用一、核能開發(fā)與利用(一)基本概況(一)基本概況1、世界核電的發(fā)展歷程(3)核電技術(shù)安全性、經(jīng)濟性發(fā)展階段20 世紀(jì)70 和80 年代中先后發(fā)生了三哩島和切爾諾貝利兩大核事故,特別是切爾諾貝利災(zāi)難性核事故,帶來了強烈的反響,使核能的公眾接受問題成了世界核電發(fā)展的重大障礙。為解決核能的公眾接受問題,90 年代,世界核電界集中力量進行了安全標(biāo)準(zhǔn)、審批程序、機型改進等方面的工作,編制用戶要求文件和開發(fā)更安全、更經(jīng)濟的先進輕水堆核電技術(shù)。2、核電技術(shù)的發(fā)展路徑(1)第二代核電技術(shù)在第一代核電(Gen I

4、)即早期原型堆的基礎(chǔ)上,第二代核電(Gen II),即實現(xiàn)商業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、批量化,具有較高經(jīng)濟性的商用核反應(yīng)堆。自60年代末至70年代廣泛建造的大批單機容量在6001400MW的核電站,以美國西屋公司Model212、Model 312,Model 314,Model 412、Model 414、System80等為代表,也就是目前世界正在運行的 440余座核電站(2007年12月底統(tǒng)計數(shù))的主力機組都屬于Gen II,主要堆型是壓水堆、沸水堆、重水堆和石墨氣冷堆等。一、核能開發(fā)與利用一、核能開發(fā)與利用(一)基本概況(一)基本概況2、核電技術(shù)的發(fā)展路徑(2)第三代核電技術(shù)從20世紀(jì)80

5、年代開始,國際核能界就對第三代核電(Gen III)技術(shù)開展了廣泛的研究。從20世紀(jì)90年代開始,國際核能界在積極推動對第二代核電的延壽挖潛以應(yīng)對二代核電機組老化問題的同時,關(guān)注的重點逐漸轉(zhuǎn)向第三代的工程建設(shè)和三代加(Gen III+)的研發(fā),并取得了大量有價值的工程經(jīng)驗和研究成果。Gen III具有的技術(shù)經(jīng)濟特性包括:標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,以利于許可審批、降低造價和縮短建造周期;簡單化設(shè)計,但更加耐用,使其更易于運行并更不易受到運行干擾的影響;更高的可利用率和更長的運行壽期通常為60年;大幅堆芯熔融事故概率降低;環(huán)境影響將到最??;更高的燃耗深度,以減少燃料的用量和由此產(chǎn)生的廢物數(shù)量;可燃的吸收體(“毒

6、物”),以延長燃料壽命。一、核能開發(fā)與利用一、核能開發(fā)與利用(一)基本概況(一)基本概況2、核電技術(shù)的發(fā)展路徑(2)第三代核電技術(shù)Gen III能夠滿足美國先進輕水堆用戶要求文件(URD)或歐洲用戶要求文件(EUR)的基本要求,在加大堆芯安全裕量、增強嚴(yán)重事故預(yù)防和緩解能力、提高電廠數(shù)字化與信息化水平等方面都比Gen II有明顯進步。而Gen III+的堆型則大都采用了獨特的技術(shù),簡化了系統(tǒng),進一步提高系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟性。(3)第四代核電技術(shù)第四代核電(Gen IV)技術(shù)有別于原有的對核電技術(shù)或先進反應(yīng)堆的概念,而是以核能系統(tǒng)概念出現(xiàn)的。Gen IV最先由美國能源部的核能、科學(xué)與技術(shù)辦公室提

7、出,始見于1999年6月美國核學(xué)會夏季年會,同年11月的該學(xué)會冬季年會上,發(fā)展Gen IV核能系統(tǒng)的設(shè)想得到進一步明確。一、核能開發(fā)與利用一、核能開發(fā)與利用(一)基本概況(一)基本概況2、核電技術(shù)的發(fā)展路徑(3)第四代核電技術(shù)由美國、法國、日本、英國等核電發(fā)達國家組建了“第四代核能系統(tǒng)國際論壇(GIF)”,其目標(biāo)是在 2030年左右,向市場推出能夠解決核能經(jīng)濟性、安全性、廢物處理和防止核擴散問題的Gen IV核能系統(tǒng)。GIF認為在可持續(xù)發(fā)展和防止溫室效應(yīng)方面,核能能夠發(fā)揮很大的作用,而相關(guān)的新一代核能系統(tǒng)的國際合作圍繞著以下幾方面進行:持久性:有利于節(jié)省自然資源(鈾)以及廢物量最少化;經(jīng)濟競爭

8、性:目標(biāo)是降低投資費用與運行費用;安全和可靠性:目標(biāo)是(如果可能)排除疏散核電廠外部人員的必要性;加強防擴散和實體保護能力。一、核能開發(fā)與利用一、核能開發(fā)與利用(一)基本概況(一)基本概況2、核電技術(shù)的發(fā)展路徑(4)行波堆(Traveling Wave Reactor,TWR)行波堆(TWR)不同于現(xiàn)有商業(yè)化的堆,通過對抑制堆芯燃料的分布和運行,核燃料可以從一端負級啟動點燃,裂變產(chǎn)生的多余中子將周圍不能裂變的U-238轉(zhuǎn)化成Np-239,當(dāng)達到一定濃度之后,形成裂變反應(yīng),同時開始焚燒在原位生成的燃料,形成行波。行波堆技術(shù)能夠?qū)⒇汃さ暮四茉?,在反?yīng)堆內(nèi)直接轉(zhuǎn)化為可使用的燃料并充分焚燒利用。目前

9、,美國泰拉能源公司(Terra Power)開發(fā)的行波堆技術(shù)采用的是鈉冷快堆設(shè)計,金屬鈾合金燃料,包殼與堆芯結(jié)構(gòu)材料HT-9,蒸汽驅(qū)動朗肯循環(huán)發(fā)電,40100年電廠壽期所廢棄物就保存在堆內(nèi)。一、核能開發(fā)與利用一、核能開發(fā)與利用(二)技術(shù)特性(二)技術(shù)特性1、堆型反應(yīng)、堆型反應(yīng)核反應(yīng)堆是一類提供動力的“動力堆”。按其使用的核燃料、冷卻劑、慢化劑類型以及中子能量的大小,可分為4種類型。(1)輕水堆(LWR)采用普通水(輕水)為冷卻劑兼慢化劑。輕水堆又分為沸水堆(BWR)和壓水堆(PWR)兩個類型。(2)重水堆(HWR)采用“重水”(H3O)作為冷卻劑兼作慢化劑。(3)氣冷堆(GCR)(4)快中子增

10、殖堆2、發(fā)展趨勢、發(fā)展趨勢在核電市場競爭中,一個機型能保持持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展而不被市場競爭所淘汰,關(guān)鍵是能夠確保安全、在經(jīng)濟上有競爭力。一、核能開發(fā)與利用一、核能開發(fā)與利用(二)技術(shù)特性(二)技術(shù)特性2、發(fā)展趨勢、發(fā)展趨勢提高安全性、改善經(jīng)濟性,在滿足確定的安全要求的條件下,爭取最好的經(jīng)濟性。這一思路不僅對核電技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了深刻的影響,同時也對核電經(jīng)濟尤其是新系統(tǒng)的經(jīng)濟性產(chǎn)生深刻的影響。具體表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)單機容量繼續(xù)向大型化方向發(fā)展(2)系統(tǒng)采用非能動安全系統(tǒng)、簡化系統(tǒng)、減少設(shè)備來提高安全性(3)系統(tǒng)儀表控制系統(tǒng)(I&C)的數(shù)字化和施工建設(shè)的模塊化(4)發(fā)展快中子堆技術(shù),建立

11、閉式核燃料循環(huán),使核電能可持續(xù)發(fā)展。二、全球核電市場二、全球核電市場1、市場概況、市場概況(1)核電裝機容量)核電裝機容量根據(jù)IEA的估計,截至2012年底,全球核電總裝機容量約為374GWe,運行的核反應(yīng)堆共計433座,堆型有壓水堆(PWR)、沸水堆(BWR)、重水堆(PHWR)、氣冷堆(Magnox & AGR)、石墨水冷堆(RBMK)和快堆(FR)。其中壓水堆268 座,總裝機容量約為249GW;沸水堆94 座,總裝機容量約為 85GW;重水堆40 座,總裝機容量約為 22GW;氣冷堆23座,約為 12GW;快堆4 座,總裝機容量約為 1GW。 二、全球核電市場二、全球核電市場1

12、、市場概況、市場概況(1)核電裝機容量)核電裝機容量圖11-1 2011年全球主要核電國的裝機容量比例二、全球核電市場二、全球核電市場1、市場概況、市場概況(2)核能發(fā)電量根據(jù)國際原子能機構(gòu)(IAEA)提供的數(shù)據(jù),2011年全球的核核電站總發(fā)電總量為2518 TWh,約占全球總發(fā)電量的13.5%,比2010年的2630TWh降低了約4.3%。2011年全球核電站的加權(quán)平均容量因子為78.7%,低于2010年的81.0%。2011年,核發(fā)電量在全國總發(fā)電量中的份額超過20%的國家共有13個,其中法國的核電份額最高,達到77.7%,其次為斯洛伐克和比利時,均為54%。2012年,全球的核電站總發(fā)電

13、量為2346 TWh,比2011年減少了7%,遭受了有史以來最大規(guī)模的下滑。造成全球核電衰退的主要原因是日本福島第一核電站于2011年3月發(fā)生的嚴(yán)重核事故。二、全球核電市場二、全球核電市場2、發(fā)展趨勢、發(fā)展趨勢目前,共有13個國家正在建設(shè)63臺核電機組,總裝機容量為62GWe;27個國家計劃建設(shè)160臺核電機組,總裝機容量約為180GWe;37個國家擬建設(shè)329臺核電機組,總裝機容量為376GWe。圖11-2 1955年到2010年每年全球核電廠開建數(shù)量二、全球核電市場二、全球核電市場2、發(fā)展趨勢、發(fā)展趨勢根據(jù)IEA的最新估計,全球核電總裝機容量到2035年將達到約580GWe,發(fā)電量將從20

14、10年的2630TWh增加至2035年的4370TWh,增長約60%,核發(fā)電量將占世界總發(fā)電量的12%。但是,這一估計考慮到全球核電發(fā)展受到福島核事故的影響,比2011年IEA的估計要悲觀許多。圖11-3 2011年全球核電裝機容量分布及2035年預(yù)測二、全球核電市場二、全球核電市場2、發(fā)展趨勢、發(fā)展趨勢國際原子能機構(gòu)(IAEA)在其于2012年9月公布的2050年的能源、電力與核電估計的年度報告中表示,預(yù)計全球核電裝機容量將從2011年的370 GWe增加至2030年的456740 GWe。未來全球核電裝機容量仍將持續(xù)增長,主要由于中國、韓國、印度和俄羅斯大規(guī)模的核電建設(shè)。圖11-4 205

15、0年藍圖情景中電力部門CO2減排與基線情景對比情況二、全球核電市場二、全球核電市場2、發(fā)展趨勢、發(fā)展趨勢根據(jù)IEA的估計,如果要實現(xiàn)全球氣候談判中確立的溫室氣體減排目標(biāo),全球核電的裝機容量在2020年至少要達到475500GWe,而這個范圍的較高值主要是考慮到了中國最近加速發(fā)展核計劃的情況。要擴張至500GWe,除了已經(jīng)建成的核電機組,還需要到2016年左右開始建設(shè)另外90吉瓦(允許關(guān)閉一些較舊的機組),或者每年建設(shè)1213GWe。2009年,總?cè)萘砍^12GWe的11個大型核項目開始建設(shè)。從中短期來看,全球核電發(fā)展的最大阻礙主要來自社會輿論中對核安全的擔(dān)憂,以及由此帶來的“去核化”思潮,而不

16、是技術(shù)和資金方面的問題。從長期來看,一旦第三代核電技術(shù)發(fā)展成熟,核電的安全性和經(jīng)濟性有了保障,未來全球溫室氣體減排仍需大力依托核電發(fā)展。二、全球核電市場二、全球核電市場3、核電工業(yè)、核電工業(yè)(1)全球核電產(chǎn)業(yè)及其競爭情況目前,全球核電產(chǎn)業(yè)鏈從上至下主要包括核電技術(shù)提供商、核電設(shè)備制造商、核電設(shè)備零部件制造商,共三個主要的競爭環(huán)節(jié)。核電設(shè)備零部件制造中設(shè)備鍛件制造又是最重要的部分。在核電技術(shù)供應(yīng)環(huán)節(jié),目前全球出現(xiàn)了三個最主要的核電技術(shù)供應(yīng)聯(lián)合體,包括東芝 西屋(Toshiba Westhouse)、阿海琺 三菱(Areva Mistubishi)和通用 日立(GE Hitachi)。盡管核電技術(shù)

17、供應(yīng)商眾多,技術(shù)水平相差無幾,但由于經(jīng)濟性、安全性、需求地理分布、政治等復(fù)雜因素的影響,目前Toshiba Westhouse 的AP1000、KOPEC 的APR1400 以及中廣核的CPR1000 已經(jīng)表現(xiàn)出了一定的競爭優(yōu)勢。在核電設(shè)備制造領(lǐng)域,全球有十幾家主要的競爭企業(yè),包括韓國斗山重工(DHIC)、日本東芝(Toshiba)、日本三菱(Mistubishi)、日本日立(Hitachi)、法國阿海琺(Areva)、日本石川島播磨重工(IHI)、日本三菱重工(MHI)、恩薩(ENSA)、安薩爾多(Ansaldo)、東方電氣、上海電氣、哈動力等。二、全球核電市場二、全球核電市場3、核電工業(yè)、

18、核電工業(yè)(1)全球核電產(chǎn)業(yè)及其競爭情況在核電設(shè)備零部件制造領(lǐng)域,核電鍛件制造是整個核電設(shè)備制造領(lǐng)域中市場規(guī)模最大的部分,同時也是整個核電產(chǎn)業(yè)鏈中最重要的瓶頸環(huán)節(jié),目前已經(jīng)成為了限制核電建設(shè)發(fā)展速度的一個制約因素。表11-1 全球核電產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)主要競爭者二、全球核電市場二、全球核電市場3、核電工業(yè)、核電工業(yè)(2)全球核電技術(shù)路線之爭決定核電技術(shù)受益者的考量因素主要包括:技術(shù)先進性、安全性、經(jīng)濟性和地緣政治因素。在技術(shù)先進性方面,AP1000 和APR1400 屬于三代核電技術(shù),其革新性的非能動安全系統(tǒng)設(shè)計代表了三代核電技術(shù)的先進發(fā)展方向。在安全性方面,各種核電技術(shù)方案在設(shè)計安全性上相差無幾,而

19、應(yīng)用經(jīng)驗就成為了重要的考量因素,因此已大量應(yīng)用的二代核電技術(shù),如CPR1000 和OPR1000 就具備了一定的優(yōu)勢。濟性可能是未來核電市場最重要的競爭因素,未來全球核電建設(shè)主要集中于中國和發(fā)展中國家,各種技術(shù)在安全性差別不大的情況下,經(jīng)濟性就顯得尤為重要。二、全球核電市場二、全球核電市場3、核電工業(yè)、核電工業(yè)(2)全球核電技術(shù)路線之爭表11-2 全球核電技術(shù)路線及其主要技術(shù)供應(yīng)商二、全球核電市場二、全球核電市場3、核電工業(yè)、核電工業(yè)(3)核電設(shè)備制造競爭核電設(shè)備制造領(lǐng)域競爭較充分,技術(shù)實力相差不大,自己不具備核電技術(shù)的企業(yè)大多采用了戰(zhàn)略合作的競爭策略。如DHIC 與Toshiba Westh

20、ouse 和KOPEC 形成戰(zhàn)略合作關(guān)系,IHI 與GE Hitachi 形成戰(zhàn)略合作關(guān)系,東方電氣、上海電氣、哈動力與中廣核、中核集團形成戰(zhàn)略合作關(guān)系。在核電設(shè)備制造領(lǐng)域,未來DHIC的發(fā)展?jié)摿ψ畲?,其次是中國一重和東方電氣。與DHIC 形成戰(zhàn)略合作關(guān)系的Toshiba Westhouse 和KOPEC 都是未來發(fā)展前景看好的技術(shù)供應(yīng)商,而且來自本國技術(shù)供應(yīng)商KOPEC 的訂單規(guī)模和盈利水平都高于為Toshiba Westhouse 分包訂單,近期KOPEC 走出韓國為DHIC 打開了市場空間??傮w來看,中國國內(nèi)的核電設(shè)備制造商目前主要受益于中國核電建設(shè)的快速發(fā)展,未來可能受益于自主消化吸收

21、核電技術(shù)出口帶來新增需求。在中國國內(nèi),目前東方電氣發(fā)展?fàn)顩r較好,但未來面臨的競爭壓力將加大,除了來自上海電氣和哈動力的競爭之外,中國一重開始跨越產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,設(shè)備總包范圍有不斷拓寬的趨勢。二、全球核電市場二、全球核電市場3、核電工業(yè)、核電工業(yè)(4)核電鍛件制造競爭核電鍛件制造是核電設(shè)備制造領(lǐng)域中市場規(guī)模最大的部分,同時也是整個核電產(chǎn)業(yè)鏈中最重要的瓶頸環(huán)節(jié),相比上游的核電設(shè)備制造環(huán)節(jié),核電鍛件制造技術(shù)壁壘更高,具有更高的話語權(quán),盈利能力也強得多。核電鍛件制造市場集中度很高,處于寡頭壟斷狀態(tài),全球只有3 家主要的核電鍛件制造商,分別是日本制鋼(JSW)、斗山重工(DHIC)和中國一重,未來兩年中國的

22、二重重裝在此領(lǐng)域也將占有一定市場份額。而未來四五年內(nèi)這一市場將不會出現(xiàn)新的競爭者。在核電鍛件制造領(lǐng)域,中國一重和DHIC發(fā)展態(tài)勢較好,JSW處于走下坡路的態(tài)勢。三者均受益于世界核電建設(shè)爆發(fā)增長以及行業(yè)的寡頭壟斷狀態(tài)。其中,與核電設(shè)備制造領(lǐng)域相同,中國一重和DHIC 還受益于他們的戰(zhàn)略合作者未來的良好發(fā)展前景。二、全球核電市場二、全球核電市場3、核電工業(yè)、核電工業(yè)(5)核電產(chǎn)業(yè)鏈的利潤分配目前全球核電產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)公司中核電業(yè)務(wù)所占收入和利潤的比例還都非常低,不少公司并未將核電業(yè)務(wù)單獨歸類,只是將其歸入能源裝備一類的口徑之下進行統(tǒng)計,而在能源裝備口徑下占比較高的多為清潔高效火電設(shè)備、水電、風(fēng)電、大型

23、高效石油化工裝備、石油天然氣等業(yè)務(wù),核電業(yè)務(wù)占比并不高??傮w而言核電產(chǎn)業(yè)(能源裝備制造)的競爭環(huán)境和總體盈利能力優(yōu)于電子、家電、通用機械等傳統(tǒng)制造業(yè)務(wù)。在核電產(chǎn)業(yè)鏈中競爭環(huán)境排序依次為,核電鍛件制造優(yōu)于核電技術(shù)供應(yīng),優(yōu)于核電設(shè)備制造。這一結(jié)論可以從各企業(yè)相關(guān)業(yè)務(wù)的盈利能力中得到驗證。通過息稅前利潤率(EBIT)比較可以發(fā)現(xiàn),核電鍛件業(yè)務(wù)營業(yè)利潤率略高于核電技術(shù)供應(yīng)業(yè)務(wù),二者遠高于核電設(shè)備制造業(yè)務(wù)。二、全球核電市場二、全球核電市場3、核電工業(yè)、核電工業(yè)(5)核電產(chǎn)業(yè)鏈的利潤分配圖11-5 全球主要核電企業(yè)的核電相關(guān)業(yè)務(wù)營業(yè)利潤率比較二、全球核電市場二、全球核電市場3、核電工業(yè)、核電工業(yè)(5)核電

24、產(chǎn)業(yè)鏈的利潤分配用阿?,m集團(Areva)的估值作為一個判斷標(biāo)準(zhǔn)。Areva 的業(yè)務(wù)幾乎貫穿整個核電產(chǎn)業(yè)鏈,從前端的鈾燃料開采及銷售,到中游的核電技術(shù)設(shè)計、核電設(shè)備制造,再到下游的核電站運營服務(wù),因此Areva 的發(fā)展前景基本等同于全球核電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景。因此能夠超越Areva 的估值水平的核電企業(yè)就意味著處于全球核電競爭的優(yōu)勢地位,比如表11-6中受益于中國等發(fā)展中國家市場需求(采用壓水堆技術(shù)的AP1000和ERP技術(shù)路線)的企業(yè)估值就會偏高。二、全球核電市場二、全球核電市場3、核電工業(yè)、核電工業(yè)(5)核電產(chǎn)業(yè)鏈的利潤分配圖11-6 全球主要核電相關(guān)公司的估值比較一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架一

25、、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架1、全壽命平準(zhǔn)化發(fā)電成本方法、全壽命平準(zhǔn)化發(fā)電成本方法目前,全壽命平準(zhǔn)化發(fā)電成本方法(全壽命平準(zhǔn)化發(fā)電成本方法(LCOE)在評估電力技術(shù)經(jīng)濟特性方面得到廣泛承認與應(yīng)用,其涉及的基本概念包括:(1)經(jīng)濟壽命(economic life)經(jīng)濟壽命可以定義為這樣一段時期,若某一機器或某一設(shè)施的使用超過該時期, 其成本增大或收益減少而應(yīng)予以報廢或更換。核電廠的經(jīng)濟壽命通常不一定與其技術(shù)壽命一致,但是經(jīng)濟壽命的時間總不會大于其技術(shù)壽命。目前核電廠的技術(shù)壽命為40 年60 年。在這段時間內(nèi), 維持核電站的運行收益大于退役, 這可以由目前美國電廠紛紛申請延長壽期得到證明。但是由于貨幣

26、的時間價值, 在考慮貼現(xiàn)的情況下,20 年30 年后的收益對現(xiàn)值而言已經(jīng)縮水很多。在經(jīng)濟壽命的計算上,不值得加以考慮。因此,目前核電廠的經(jīng)濟壽命通常被設(shè)定為30 年。一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架1、全壽命平準(zhǔn)化發(fā)電成本方法、全壽命平準(zhǔn)化發(fā)電成本方法目前,全壽命平準(zhǔn)化發(fā)電成本方法(全壽命平準(zhǔn)化發(fā)電成本方法(LCOE)在評估電力技術(shù)經(jīng)濟特性方面得到廣泛承認與應(yīng)用,其涉及的基本概念包括:(2)平準(zhǔn)化發(fā)電成本(LCOE)一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架1、全壽命平準(zhǔn)化發(fā)電成本方法、全壽命平準(zhǔn)化發(fā)電成本方法目前,全壽命平準(zhǔn)化發(fā)電成本方法(全壽命平準(zhǔn)化發(fā)電成本方

27、法(LCOE)在評估電力技術(shù)經(jīng)濟特性方面得到廣泛承認與應(yīng)用,其涉及的基本概念包括:(3)內(nèi)部收益率(internal rate of return,IRR)一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架2、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架(1)建設(shè)投資電廠的建設(shè)投資主要包括基本費用、附加費用、財務(wù)費用和業(yè)主費用四大部分?;举M用構(gòu)成基礎(chǔ)成本(base costs),即工程、采購和建造費用(Engineering、Procumbent & Construction,EPC),它包括廠區(qū)的建筑物和構(gòu)筑物費用,核島、常規(guī)島、BOP 設(shè)備采購費用,及工程設(shè)計、服務(wù)、技術(shù)培訓(xùn)

28、、現(xiàn)場施工等費用。附加費用(supplementary costs)包括不可預(yù)見費(contingency)、備品備件、保險費用,運輸和運輸保險等。業(yè)主費用包括了業(yè)主在項目中發(fā)生的費用,這些費用根據(jù)項目建設(shè)承包合同的不同而有差異,并不包括在前述的三項費用中,它包括業(yè)主的基建投資和服務(wù)費用,業(yè)主費用的浮動以及業(yè)主費用的財務(wù)成本。財務(wù)費用(financial costs)為建設(shè)期間發(fā)生的財務(wù)費用,包括浮動(escalation costs)。一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架2、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架(1)建設(shè)投資核電廠設(shè)備和服務(wù)在投標(biāo)或詢價時,一般會選擇

29、一個基準(zhǔn)日期,它可以是投標(biāo)的提交日期,或是招標(biāo)書中規(guī)定的一個日期,或是簽訂合同的日期(生效日期)。這一價格在建造期間由于供應(yīng)商以及業(yè)主勞動力和材料價格發(fā)生變化(主要是通貨膨脹這一變化稱為浮動(escalation)。這一浮動的計算,要使用作為投標(biāo)文件一部分的價格調(diào)整公式(PAF)進行計算。因此,核電廠的建設(shè)投資由基礎(chǔ)價、隔夜價和建成價三部分構(gòu)成。其中,基礎(chǔ)價就是核電廠投資的基礎(chǔ)成本,而隔夜價則常用來描述核電廠的初始投資,而建成價則是實際投資額。隔夜價(Overnight cost)指不包括工程建設(shè)期間發(fā)生的利息的初使投資費用,就好像工程在“一夜之間”完成一樣。一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架一、核電

30、技術(shù)經(jīng)濟性分析框架2、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架(1)建設(shè)投資圖11-7 核電廠造價的構(gòu)成示意圖一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架2、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架(1)建設(shè)投資國際原子能組織(IAEA)給出了一套帳號系統(tǒng),用于計算整個經(jīng)濟壽命周期內(nèi)的核電項目經(jīng)濟成本(如下表)。表11-3 IAEA 核電廠建設(shè)投資費用賬戶科目一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架2、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架(1)建設(shè)投資國際原子能組織(IAEA)給出了一套帳號系統(tǒng),用于計算整個經(jīng)濟壽命周期內(nèi)的核電項目經(jīng)濟成本(如下表)。

31、表11-3 IAEA 核電廠建設(shè)投資費用賬戶科目一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架2、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架(2)燃料成本燃料成本是構(gòu)成核能發(fā)電總成本的三大組成之一。它指在發(fā)電過程中與燃料相關(guān)的費用,包括核材料費用、燃料制造費用、運輸費用、乏燃料中間儲存費用,后處理費用(包括廢物的儲存和最終處置)以及通過再循環(huán)而回收的價值,因此也被稱為核燃料循環(huán)成本。核燃料循環(huán)成本對核電的成本影響巨大,從某種程度上說,決定了核電的競爭力。因為整個核燃料循環(huán)的成本,最終都是由核電通過燃料費和乏燃料后處理費的形式來承擔(dān)。一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架

32、2、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架(2)燃料成本核燃料循環(huán)成本可以分解為三個方面:核燃料循環(huán)前段成本。包括鈾礦地質(zhì)勘探成本、鈾礦開采和選礦成本、鈾礦石加工成本、鈾提取和精制成本、濃縮鈾生產(chǎn)成本、燃料元件制造成本等,核燃料的堆內(nèi)使用(燃耗)成本。核燃料的堆內(nèi)使用指核燃料裝入反應(yīng)堆之后,發(fā)生裂變反應(yīng)放出能量發(fā)電,核燃料逐步消耗的過程。核燃料循環(huán)后段成本。包括乏燃料的運輸成本和后處理成本。一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架2、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架(2)燃料成本表11-4 IAEA 核電廠核燃料循環(huán)費用賬戶科目一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架一、核

33、電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架2、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架(3)運行和維護成本運行和維護成本包括核電廠運行的所有非燃料費用項目,諸如職工人員費用、易耗運行材料(易磨損零部件)、設(shè)備修理與中間轉(zhuǎn)換、外購服務(wù)與核保險、稅收、傭金費以及退役準(zhǔn)備金和各種雜費等。此外,還包括行政支持系統(tǒng)的費用以及為電廠運行維護提供的流動資金等。表11-5 IAEA 核電廠運行與維護費用賬戶科目一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架3、核電建設(shè)投資經(jīng)濟性的影響因素、核電建設(shè)投資經(jīng)濟性的影響因素(1)國產(chǎn)化程度比較重視核電在國家能源體系中所起作用的國家,大體上都經(jīng)歷了從成套引進到基本完成國產(chǎn)化的過

34、程。國產(chǎn)化包括設(shè)計、制造、建造和運行維修等各個方面。國產(chǎn)化對降低核電成本具有巨大潛力。國內(nèi)的研究表明,根據(jù)對秦山二期和嶺澳核電站基礎(chǔ)價分項比投資進行的分析,國產(chǎn)化能降低比投資25% 左右。在構(gòu)成基礎(chǔ)價單位投資的11 個部分中,國產(chǎn)化對降低工程設(shè)計服務(wù)費和設(shè)備費兩部分的潛力最大。(2 )容量規(guī)模效應(yīng)一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架3、核電建設(shè)投資經(jīng)濟性的影響因素、核電建設(shè)投資經(jīng)濟性的影響因素(2 )容量規(guī)模效應(yīng)表11-6 成本的容量規(guī)模效應(yīng)一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架3、核電建設(shè)投資經(jīng)濟性的影響因素、核電建設(shè)投資經(jīng)濟性的影響因素(3)標(biāo)準(zhǔn)化效應(yīng)不同類型

35、的反應(yīng)堆采用的是不同的設(shè)計概念和管理導(dǎo)則。由于不同類型反應(yīng)堆所采用的設(shè)備、系統(tǒng)及其特性和工作原理的不同,將導(dǎo)致其在安全審評、執(zhí)照發(fā)放、運行特性和維修要求等方面均存在很大差別。因此,若同一業(yè)主選用多種類型反應(yīng)堆電站,則必將面臨由上述差異所造成的執(zhí)照申請成本增加,設(shè)計、制造以及運行和維修的復(fù)雜化所造成的運行和維修成本增加。(4)系列化效應(yīng)系列化效應(yīng)是指建造一個標(biāo)準(zhǔn)化機組系列(多臺機組) 的平均比投資低于只建造一臺同樣機組的比投資。系列化效應(yīng)的好處主要來源于下列因素:系列化生產(chǎn)使設(shè)備制造商可以根據(jù)長期需求安排工作進度,并改進質(zhì)量,提高生產(chǎn)率。體現(xiàn)在工程設(shè)計上的系列化效應(yīng)是非常明顯的,因為與設(shè)計、性能

36、和標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的研究以及與“原型堆”相關(guān)的工作對整個系列的多臺機組只需進行一次。從建造、運行和維修活動中獲得的經(jīng)驗可以反饋給其他機組,系列化機組可以從某臺機組的經(jīng)驗反饋中直接獲益。由建造經(jīng)驗反饋引起的施工時間的減少導(dǎo)致較低的建造期利息,因而能減少業(yè)主的財務(wù)費用。一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架3、核電建設(shè)投資經(jīng)濟性的影響因素、核電建設(shè)投資經(jīng)濟性的影響因素(4)系列化效應(yīng)但是,對于在較長時期內(nèi)進行的涉及多個廠址的核電發(fā)展計劃而言,系列化效應(yīng)也存在一定的限制,包括:每個具體廠址都有其特殊的地質(zhì)、地震數(shù)據(jù), 系列化設(shè)計必須適應(yīng)每個廠址的特殊條件。因為技術(shù)是在不斷發(fā)展的,因此系列化的工

37、程必須找到一個介于下述兩個矛盾的目標(biāo)之間的折中道路,效應(yīng)也存在一定的限制即:目標(biāo)之一是保持所采用的技術(shù)在一個足夠長時期內(nèi)的相對穩(wěn)定性,以獲得系列化施工的最大效益;目標(biāo)之二是將技術(shù)進步的成果、經(jīng)驗的反饋和管理要求不斷地反映在設(shè)計中,使每個機組都是最“ 新”的。理論上系列化機組存在因某種共因使全部同類機組被迫停機的危險。某一個共因事件不可能在所有機組上同時發(fā)生;相反,標(biāo)準(zhǔn)化使在所有機組上采取某種共同活動以避免由于某種共同問題而同時影響電網(wǎng)的正常運行成為可能。為了實現(xiàn)系列化效應(yīng)的效益最大化,長期(約10 年)大型核電發(fā)展計劃是較為合理的。一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架一、核電技術(shù)經(jīng)濟性分析框架3、核電建

38、設(shè)投資經(jīng)濟性的影響因素、核電建設(shè)投資經(jīng)濟性的影響因素(5)建造工期由于核電建設(shè)需要投入巨額資金,施工期的長短將對投資及相關(guān)的財務(wù)成本產(chǎn)生很大的影響,而且冗長的建造工期會使核電工程面臨許多業(yè)主無法有效控制的風(fēng)險,如貸款增加、材料成本和工資的逐步上升等。除了良好的管理、施工工藝和技術(shù)的改進可以大大地縮短核電廠建造工期外,縮短工期的方法還包括設(shè)計先進的施工工藝和模塊化等。在設(shè)計階段充分考慮施工技術(shù),將對縮短建造周期產(chǎn)生積極的影響。具體包括:以提高可建造性為目的的設(shè)計改進;改進施工方法; 模塊化,標(biāo)準(zhǔn)化電廠設(shè)計的應(yīng)用提供了使用模塊化施工技術(shù)的可能性。二、第三代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析二、第三代核電技術(shù)經(jīng)濟性

39、分析1、第三代核電技術(shù)特點、第三代核電技術(shù)特點第三代核電技術(shù)主要包括先進沸水堆(ABWR)、非能動先進壓水堆(AP600)、改進式先進壓水堆(System80+)和歐洲壓水反應(yīng)堆(EPR)等先進輕水堆(ALWR),它們滿足美國先進輕水堆用戶要求文件(URD)或歐洲用戶要求文件(EUR)的基本要求,在加大堆芯安全裕量、增強嚴(yán)重事故預(yù)防和緩解能力、提高電廠數(shù)字化與信息化水平等方面都比Gen II有明顯進步。第三代加(Gen III+)技術(shù)則不止限于先進輕水堆,比如球床模塊堆(PBMR)和氦氣透平模塊高溫堆(GT-MHR)都屬于先進氣冷堆(AGR),但是歸入Gen III+的ALWR普遍具有非能動特

40、征,不僅屬于壓水堆的AP1000如此,屬于沸水堆的SWR-1000、ABWR-II以及經(jīng)濟簡化型沸水反應(yīng)堆(ESBWR)也是如此。此外,Gen III+的絕大多數(shù)堆型都采用了獨特的技術(shù),簡化了系統(tǒng),以提高系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟性。比如高溫氣冷堆(HTR)的燃料技術(shù)和氦氣直接循環(huán)技術(shù)。在Gen III中,非能動先進壓水堆AP600、先進沸水堆(ABWR)和改進式先進壓水堆(System80+)是獲得美國核能管理委員會(NRC)設(shè)計認證或最終設(shè)計批準(zhǔn)的三種堆型;而在Gen III+中,AP1000則是唯一獲得NRC設(shè)計認證證書的機型。二、第三代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析二、第三代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析2、AP10

41、00技術(shù)經(jīng)濟性分析技術(shù)經(jīng)濟性分析目前,無論是從裝機容量還是反應(yīng)堆數(shù)量上來看,AP1000在第三代核電技術(shù)在建項目中所占比重都非常高,因此我們將AP1000作為第三代加核電技術(shù)代表,對其經(jīng)濟性進行分析。(1)技術(shù)特定AP1000技術(shù)的絕大部分系統(tǒng)、部件都是基于西屋公司在眾多運行中的核電站應(yīng)用成熟的技術(shù)和部件設(shè)計,并且吸取這些電廠長期積累的運行經(jīng)驗及反饋意見。AP1000為單堆布置兩環(huán)路機組,電功率1250MWe,設(shè)計壽命60年,主要安全系統(tǒng)采用非能動設(shè)計,布置在安全殼內(nèi),安全殼為雙層結(jié)構(gòu),外層為預(yù)應(yīng)力混凝土,內(nèi)層為鋼板結(jié)構(gòu)。(2)平準(zhǔn)化發(fā)電成本目前,國際上很多的科研機構(gòu)采用全壽命周期平準(zhǔn)化發(fā)電成

42、本方法,開發(fā)出許多不同的計算模型(包括相對簡單的電廠模型、比較復(fù)雜的市場模型和混合模型)對AP1000的首座電廠(FOAK)的LCOE進行估算,參見下表。二、第三代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析二、第三代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析2、AP1000技術(shù)經(jīng)濟性分析技術(shù)經(jīng)濟性分析(2)平準(zhǔn)化發(fā)電成本表11-7 AP1000首座電廠的平準(zhǔn)化發(fā)電成本估算(2003年價格)計算模型計算模型隔夜價比投資隔夜價比投資美元美元/kW平準(zhǔn)化發(fā)電成本(美分平準(zhǔn)化發(fā)電成本(美分/kWh)參數(shù)來源參數(shù)來源d=8%d=10%SAIC Power Choice13654.65.1DOE和賣方Scully Capital Report14554

43、.4賣方12473.64.0NEMS15555.3EIA-AEO 2004芝加哥大學(xué)研究報告15005.4近期電廠模型及其數(shù)據(jù)庫12004.7二、第三代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析二、第三代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析2、AP1000技術(shù)經(jīng)濟性分析技術(shù)經(jīng)濟性分析(3)規(guī)模效應(yīng)與學(xué)習(xí)效應(yīng)1)隔夜價比投資核電工程項目按單位功率計算的建設(shè)投資比投資,也是評估核電經(jīng)濟性的重要指標(biāo),而這一指標(biāo)也不僅僅技術(shù)路徑和管理模式密切相關(guān),而且還與復(fù)雜的市場環(huán)境密切相關(guān),而后者又與相關(guān)國家的政治、經(jīng)濟、外交等戰(zhàn)略利益聯(lián)系在一起。如果僅從技術(shù)經(jīng)濟的角度對工程基礎(chǔ)價(隔夜價)比投資影響較大的是規(guī)模效應(yīng)和學(xué)習(xí)效應(yīng)。由于AP1000尚未實現(xiàn)大

44、規(guī)模商業(yè)化運行,表11-8列出了幾種先進核電廠的隔夜價比投資評估值,這些評估值是由賣方提供的,被美國能源部(DOE)用于其“核能2010路線圖”的研究中,從中可以看出不同技術(shù)及其規(guī)模效應(yīng)和學(xué)習(xí)效應(yīng)對核電廠經(jīng)濟性的影響。二、第三代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析二、第三代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析2、AP1000技術(shù)經(jīng)濟性分析技術(shù)經(jīng)濟性分析(3)規(guī)模效應(yīng)與學(xué)習(xí)效應(yīng)1)隔夜價比投資表11-8 幾型先進核電廠的隔夜價比投資(單位:美元/kW)堆型堆型隔夜價隔夜價其他相關(guān)信息其他相關(guān)信息E ABWR140016001350MW,建造期24個月TOSHIBAGE ESBWR低于ABWR1380MW,可利用率目標(biāo)值92%,采用

45、了簡化設(shè)計Framatome SWR1000FOAK:11501270NOAK:降低15%20%未計入冷卻塔成本,建造期48個月,可利用率目標(biāo)值91%WestingHouse AP600FOAK:2175NOAK:1657從訂單到商業(yè)運行5年WestingHouse AP1000FOAK:1365NOAK:1040假定雙機組,包括業(yè)主費和應(yīng)急費二、第三代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析二、第三代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析2、AP1000技術(shù)經(jīng)濟性分析技術(shù)經(jīng)濟性分析(3)規(guī)模效應(yīng)與學(xué)習(xí)效應(yīng)2)規(guī)模效應(yīng)與機組容量限制核電的規(guī)模具有兩層含義,一是機組容量大?。▎螜C容量),二是機組數(shù)量(累計容量)。在核電技術(shù)經(jīng)濟分析中,通

46、常把規(guī)模效應(yīng)定義為機組容量大小的經(jīng)濟效應(yīng);而把學(xué)習(xí)效應(yīng)與機組數(shù)量相互關(guān)聯(lián)。二、第三代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析二、第三代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析2、AP1000技術(shù)經(jīng)濟性分析技術(shù)經(jīng)濟性分析(3)規(guī)模效應(yīng)與學(xué)習(xí)效應(yīng)3)學(xué)習(xí)效應(yīng)與后續(xù)電廠發(fā)電成本預(yù)測核電技術(shù)發(fā)展的經(jīng)驗表明,標(biāo)準(zhǔn)化機組系列的平均比投資低于具有相同特性但分別進行設(shè)計和建設(shè)的單個機組的比投資。這里存在兩個效應(yīng):一是方案效應(yīng),即同類機型的首次建設(shè)(FOAK)所涉及的方案開發(fā)附加費,它與技術(shù)方案和建設(shè)流程有關(guān),但是與標(biāo)準(zhǔn)化系列的機組數(shù)無關(guān)且相對固定;二是學(xué)習(xí)效應(yīng),它源于系列化、標(biāo)準(zhǔn)化制造建設(shè)過程中效率的提高和帶來的成本下降。二、第三代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析二

47、、第三代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析2、AP1000技術(shù)經(jīng)濟性分析技術(shù)經(jīng)濟性分析(3)規(guī)模效應(yīng)與學(xué)習(xí)效應(yīng)3)學(xué)習(xí)效應(yīng)與后續(xù)電廠發(fā)電成本預(yù)測表11-9 對應(yīng)于核電建造不同環(huán)境下的學(xué)習(xí)率取值范圍及其對后續(xù)電廠LCOE的潛在影響(單位:美分/kWh)LR建設(shè)模式建設(shè)模式單個廠址建設(shè)數(shù)單個廠址建設(shè)數(shù)量量市場市場標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計管理管理效果效果NOAKn=53%分散建造,相隔一年或一年以上容量飽和,無重復(fù)機組競爭不激烈,可以從學(xué)習(xí)效應(yīng)中節(jié)省成本程度不高建造有些延遲3.5(4.4)5%少量連續(xù)建造新容量需求增長較高,重復(fù)機組較少競爭較為激烈,能從持續(xù)學(xué)習(xí)中獲得成本下降有限的設(shè)計系列很少延遲3.4(4.2)10%

48、連續(xù)建造容量需求高增長,重復(fù)機組數(shù)量較多競爭激烈,能從持續(xù)學(xué)習(xí)中獲得成本大幅下降集中設(shè)計,每一種都有足夠訂單,可實現(xiàn)學(xué)習(xí)效應(yīng)工期縮短3.2(3.8)二、第三代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析二、第三代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析2、AP1000技術(shù)經(jīng)濟性分析技術(shù)經(jīng)濟性分析(3)規(guī)模效應(yīng)與學(xué)習(xí)效應(yīng)3)學(xué)習(xí)效應(yīng)與后續(xù)電廠發(fā)電成本預(yù)測從表11-9中可以看出,不同的學(xué)習(xí)率對后續(xù)電廠發(fā)電成本的影響也不同,但是即使考慮最差情況下的學(xué)習(xí)率,相對于表11-8估算的第一座AP1000核電站,后續(xù)電廠的發(fā)電成本也是顯著下降的。這首先應(yīng)歸功于后續(xù)電廠應(yīng)經(jīng)把FOAK中若干成本攤薄了,或者說賣方(建設(shè)方)基于銷售策略的考慮,可能希望在第一個電

49、廠就收回FOAK的相關(guān)費用(如初始研發(fā)和設(shè)計成本等),那么第一座電廠的隔夜價就可能會上升35%左右。(4)運行成本及其對經(jīng)濟性的影響核電廠的運行成本主要由兩部分組成,一是燃料循環(huán)成本,二是不包括燃料成本的運行與維護(O&M)成本。對于按18個月循環(huán)長度估算的首爐堆芯,在表2-1中,U.C.的研究報告把燃料成本取為0.435美分/kWh,O&M固定成本取為每年60美元/kW,可變成本為0.21美分/kWh,在負荷因子為85%的情況下,總O&M成本為1.016美分/kWh,全部運行成本為1.451美分/kWh。顯然,AP1000的運行成本如果偏離這一假設(shè)的預(yù)測值,則其發(fā)電成

50、本就必須做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。三、第四代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析三、第四代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析1、第四代核電技術(shù)特點第四代核電(Gen IV)技術(shù)是以核能系統(tǒng)概念出現(xiàn)的,新一代的核能系統(tǒng)包括反應(yīng)堆及其燃料循環(huán)應(yīng)滿足如下要求:可持續(xù)性。促進長期有效利用核燃料及其它資源;改善核電對環(huán)境的影響,保護公眾健康和環(huán)境;盡可能減少核廢物的產(chǎn)生,將廢物量減少到最低限度,大幅度減少未來長期核廢料監(jiān)管的負擔(dān);經(jīng)濟性。低成本、短周期建設(shè),可在不同的電力市場競爭,投資風(fēng)險應(yīng)與其它能源項目類似;全壽期發(fā)電成本較其它能源具有優(yōu)勢,通過對電站和燃料循環(huán)的簡化和創(chuàng)新設(shè)計達到成本目標(biāo);除發(fā)電外,還應(yīng)能滿足制氫等多種用途;安全性。系統(tǒng)應(yīng)具有

51、高度的內(nèi)在安全性和可靠性并得到安全當(dāng)局和公眾的認可;增強的內(nèi)在安全特性和堅固性,使反應(yīng)堆具有足夠小的堆芯損壞概率,改進事故管理并緩解事故后果,消除廠外應(yīng)急的需要;防止核擴散和增強實體保護。為防止核材料擴散提供更高的保障,通過內(nèi)在的障礙和外部監(jiān)督提供持續(xù)的防擴散措施;通過增強設(shè)計的堅固性防范恐怖主義襲擊。三、第四代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析三、第四代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析1、第四代核電技術(shù)特點根據(jù)2002 年12 月GIF公布的第4代核能系統(tǒng)技術(shù)路線圖,目前在可持續(xù)性、經(jīng)濟性、安全性以及防擴散和外部侵犯能力方面最具前景的6種Gen IV核能系統(tǒng)是三種快中子堆,即帶有先進燃料循環(huán)的鈉冷快堆(SFR)、鉛冷快堆

52、(LFR)和氣冷快堆(GFR),和三種熱中子堆,即超臨界水冷堆(SCWR)、超高溫氣冷堆(VHTR)和熔鹽堆(MSR)。其中,5種系統(tǒng)采取的是閉合燃料循環(huán),并對乏燃料中所含全部錒系元素進行整體再循環(huán)。這6 種設(shè)計概念都改進了經(jīng)濟性,增強了安全性,使廢物和防止核擴散燃料循環(huán)最小化。在所有概念中,其中技術(shù)最成熟的是鈉冷快堆(SFR),美、俄、英、法、日、德、印等國建造了10MWe1200MWe的包括實驗堆、原型堆和經(jīng)濟驗證性堆等類型的總共18座SFR,積累了約300堆年的運行經(jīng)驗。目前在役的SFR有俄羅斯的BN600快堆,法國的250 MW鳳凰快堆和印度的40 MW快中子增殖實驗堆(FBTR)。三

53、、第四代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析三、第四代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析1、第四代核電技術(shù)特點圖11-7 第四代核能系統(tǒng)發(fā)展概況三、第四代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析三、第四代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析2、EMWG的經(jīng)濟分析模型第四代核能系統(tǒng)國際論壇(GIF)下屬第四代核能經(jīng)濟模型工作組(Economic Modeling Working Group,EMWG)建立了一套第四代核能系統(tǒng)的經(jīng)濟性分析框架,其目標(biāo)是確立第四代核能系統(tǒng)6種堆型在全壽命周期內(nèi)的技術(shù)經(jīng)濟特性。模型設(shè)計了統(tǒng)一的假設(shè),會計代碼和成本估算模型,包括了4個主要模塊,即建設(shè)/生產(chǎn),燃料循環(huán),發(fā)電和模塊化,分考慮了研發(fā)、實驗堆、商業(yè)堆等不同環(huán)節(jié),不僅對6種堆型的建設(shè)投

54、資、燃料成本、財務(wù)風(fēng)險、發(fā)電成本等環(huán)節(jié)進行了建模計算,同時還對施工建設(shè)中的模塊化設(shè)計、堆型的規(guī)?;蜆?biāo)準(zhǔn)化等問題進行了探討。在建設(shè)期間,建造、出現(xiàn)突發(fā)事件和其他補充項目產(chǎn)生的利息是在整個電廠的經(jīng)濟壽命周期內(nèi)均攤的,因此可以計算獲得等單位能量成本(LUEC)的資本貢獻率。同時,伴隨著電力生產(chǎn)過程的進行,會產(chǎn)生相應(yīng)的信息,操作和維護、凈化和退役的成本,就會獲得非燃料成本對整體成本帶來的資本貢獻。三、第四代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析三、第四代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析2、EMWG的經(jīng)濟分析模型圖11-8 EMWG經(jīng)濟分析模型的分析流程三、第四代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析三、第四代核電技術(shù)經(jīng)濟性分析2、EMWG的經(jīng)濟分析模型

55、EMWG的經(jīng)濟分析模型中本估算的方法包括自下而上(bottom-up)和自上而下(top-down)兩種,前者適用于參照已有運行經(jīng)驗的同一技術(shù)路徑的堆型,通過工程計劃框圖和技術(shù)路線圖,在會計代碼體系下進行會計賬目細化,最終匯總計算;后者則適于沒有可供參照的類似技術(shù)路徑的堆型,通過類比法,在會計代碼體系下,有選擇地設(shè)定科目賬目,粗估項目的成本。圖11-9 EMWG經(jīng)濟分析模型框圖一、中國核電發(fā)展概況一、中國核電發(fā)展概況1、發(fā)展歷程(1)起步階段1984年我國第一座自己研究、設(shè)計和建造的核電站秦山核電站破土動工,標(biāo)志了中國民用核電事業(yè)的開始。上個世紀(jì)80年代中國的核電開始起步發(fā)展,但由于當(dāng)時煤價處

56、于低位,火電成本較低,核電的經(jīng)濟優(yōu)勢并不明顯。 在二十世紀(jì)九十年代相繼開工建設(shè)了秦山二期、嶺澳一期、秦山三期和田灣一期等四個核電項目之后,中國的核電建設(shè)一度出現(xiàn)了停滯。“十五”規(guī)劃中對核電發(fā)展的定位也僅僅是“適度發(fā)展”。(2)快速發(fā)展階段中國核電發(fā)展從秦山核電開始,大亞灣核電為轉(zhuǎn)折,歷經(jīng)十年,終于進入核電快速發(fā)展階段,新的核電項目不斷開工。 進入21世紀(jì),國家對核電的發(fā)展做出新的戰(zhàn)略調(diào)整,根據(jù)2007年公布的核電中長期發(fā)展規(guī)劃(20052020年),到2020年,我國的核電運行裝機容量將爭取達到40GW,核電年發(fā)電量達到26002800億kWh,估計占屆時電力裝機的4%左右。 一、中國核電發(fā)展

57、概況一、中國核電發(fā)展概況1、發(fā)展歷程(2)快速發(fā)展階段表11-11 核電中長期發(fā)展規(guī)劃(20052020年)建設(shè)構(gòu)想一、中國核電發(fā)展概況一、中國核電發(fā)展概況1、發(fā)展歷程(3)調(diào)整發(fā)展階段2011年,日本福島核事故發(fā)生后,面對國際核電發(fā)展的新形勢和國內(nèi)對核安全性的疑慮,中國政府及時暫緩了快速發(fā)展的核電計劃,國務(wù)院確定了“國四條”,立即組織全面安全檢查,加強正在運行核電設(shè)施的安全管理,全面審查在建核電站,并在核安全規(guī)劃批準(zhǔn)前暫停審批核電項目。隨后,相關(guān)部門對中國40多座已建或在建核設(shè)施進行了為期9個多月的全面檢查。2012年10月,國務(wù)院常務(wù)會議上討論通過核電安全規(guī)劃(20112020年)和調(diào)整后

58、的核電中長期發(fā)展規(guī)劃(20112020年),并對當(dāng)前和今后一個時期的核電建設(shè)作出部署。會議強調(diào),要“穩(wěn)妥恢復(fù)”正常建設(shè),提高準(zhǔn)入門檻,甚至,要求在“十二五”期間“不安排內(nèi)陸核電項目”。盡管如此,這仍然意味著自2011年3月中旬日本福島核事故以來,停擺了近20個月之后,中國的核電項目終于全面重啟。一、中國核電發(fā)展概況一、中國核電發(fā)展概況 2、市場概況截止到2011年底,我國已有秦山一期核電站、大亞灣核電站、嶺澳核電站一期、秦山二期核電站、秦山三期核電站、田灣核電站共6 座核電站11 臺核電機組建成投產(chǎn)運行,裝機容量為1260萬千瓦,這11臺核電機組以壓水堆技術(shù)為主,包括3 座國產(chǎn)的、2 座從俄羅

59、斯引進的和4 座從法國引進的,還有從加拿大引進的2 座重水堆,都屬于第二代核電機組或二代加改進型核電機組。在建項目27個,裝機容量為共計2989萬千瓦,已經(jīng)獲得國家批準(zhǔn)開工建設(shè)以及籌建中的核電項目見附表1所示。合計運行和在建核電總裝機容量為4249萬千瓦,已經(jīng)超過2007年制定的核電中長期發(fā)展規(guī)劃(20052020年)中設(shè)定的4000萬千瓦的目標(biāo)然而,在全球范圍內(nèi)比較,中國核電占比仍處于較低水平(2011年占比只有1.9%),遠低于發(fā)達國家水平,也遠低于世界平均的16%的水平。 一、中國核電發(fā)展概況一、中國核電發(fā)展概況 2、市場概況圖11-10 19992010年中國核電裝機容量(單位:萬千瓦

60、)一、中國核電發(fā)展概況一、中國核電發(fā)展概況 2、市場概況圖11-10 19882010年中國核電站發(fā)電量(單位:百萬千瓦時)一、中國核電發(fā)展概況一、中國核電發(fā)展概況 3、發(fā)展規(guī)劃2012年10月24日,國務(wù)院常務(wù)會議討論通過了能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃,核電安全規(guī)劃(20112020年)和調(diào)整后的核電中長期發(fā)展規(guī)劃(20112020年)。新的核電發(fā)展規(guī)劃對核電中長期發(fā)展規(guī)劃(20052020年)進行大幅調(diào)整。根據(jù)規(guī)劃,到2015年,核電裝機規(guī)模將達到39GW;到2020年的核電裝機規(guī)劃將提高到86GW,占屆時總裝機的5%,在建規(guī)模約40GW。新的規(guī)劃要求:1)穩(wěn)妥恢復(fù)正常建設(shè),合理把握建設(shè)節(jié)奏,穩(wěn)步有序推進;2)科學(xué)布局項目,“十二五”時期

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