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2018年核電設(shè)備市場分析報(bào)告2018年9月
內(nèi)容目錄走進(jìn)核電 6核能發(fā)電原理及核反應(yīng)堆簡介 6全球核電發(fā)展歷史 8中國核電發(fā)展歷史 11發(fā)展現(xiàn)狀:國內(nèi)核電在運(yùn)機(jī)組39臺(tái),在建機(jī)組17臺(tái) 13三代核電批量化建設(shè)蓄勢待發(fā),核電重啟可期 17核電重啟預(yù)期升溫:AP1000和EPR三代核電捷報(bào)不斷 17核電低碳、清潔優(yōu)勢顯著,核電發(fā)電量絕對值、占比較低 18核電政策東風(fēng)已起、批量化建設(shè)條件已備 19核電沿海待建機(jī)組超80臺(tái),可滿足近10年建設(shè)需求 20核電產(chǎn)業(yè)鏈分析:高壁壘的壟斷性產(chǎn)業(yè)格局 23核電產(chǎn)業(yè)鏈概況 23核電站建設(shè)流程概況 23核電市場規(guī)模2020年前超4500億元 25核電設(shè)計(jì):中核、中廣核占領(lǐng)主要市場 26設(shè)備制造:國企壟斷為主,細(xì)分領(lǐng)域民企快速成長 27土建施工與設(shè)備安裝:核島中國核建獨(dú)大,常規(guī)島多強(qiáng)并存 29核燃料供應(yīng):中核一家獨(dú)大 30核電站運(yùn)營:中廣核、中核二分天下 32核電廢物后處理市場打開新增長極 33核電發(fā)展趨勢:核電市場廣闊,潛在設(shè)備需求極大 38趨勢一:海上小堆序幕已開,開啟千億增量市場 38趨勢二:三代核電技術(shù)受認(rèn)可,華龍一號出海帶動(dòng)設(shè)備需求釋放 42趨勢三:遠(yuǎn)期看好內(nèi)陸核電重啟 47趨勢四:第四代核電反應(yīng)堆指明未來技術(shù)發(fā)展方向 50對標(biāo)企業(yè) 53臺(tái)海核電:高端材料為軀、先進(jìn)制造為翼,海陸多元化發(fā)展促成長 53江蘇神通:核電蝶閥、球閥壟斷,維修后市場打開新空間 54應(yīng)流股份:充分受益核電重啟,核電裝備、兩級葉片雙輪驅(qū)動(dòng) 55 age 3圖表目錄圖1:核裂變原理 6圖2:核電站發(fā)電原理 7圖3:各堆型冷卻劑和慢化劑對應(yīng)情況 7圖4:全球堆型情況 8圖5:1998-2017全球核電總裝機(jī)容量 9圖6:核電發(fā)展歷史 11圖7:國內(nèi)核電技術(shù)演變歷程 13圖8:歷年在運(yùn)、在建和新建機(jī)組情況 14圖9:國內(nèi)在運(yùn)、在建機(jī)組示意圖 14圖10:核電站建設(shè)主要里程碑 17圖11:中國核電發(fā)電占比全球靠后 19圖12:2017年核電發(fā)電量占全國發(fā)電總量約3.94% 19圖13:全國全社會(huì)用電量2018年前半年同比增長9.4% 19圖14:沿海待建機(jī)組廠址超80臺(tái),可滿足近10年建設(shè)需求 21圖15:核電設(shè)備招標(biāo)大致時(shí)間節(jié)點(diǎn) 21圖16:核電產(chǎn)業(yè)鏈及主要公司 23圖17:核電建設(shè)整體流程 24圖18:核電站建設(shè)關(guān)鍵里程碑 25圖19:核島投資中設(shè)備投資占一半 25圖20:設(shè)備投資中核島設(shè)備占55% 25圖21:核電產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的毛利率比較 26圖22:核電設(shè)備毛利率比較 26圖23:核電站主設(shè)備及主要供應(yīng)商 27圖24:核電站投資成本占比 28圖25:核電設(shè)備投資成本占比 28圖26:核燃料循環(huán) 30圖27:核燃料制造 31圖28:世界鈾礦資源分布 32圖29:已運(yùn)營核電機(jī)組市場份額 33圖30:在建核電機(jī)組市場份額 33圖31:核電廠中低廢處理 33圖32:閉式核燃料循環(huán) 35圖33:至2020年,13臺(tái)機(jī)組有乏燃料離堆貯存需求 35圖34:核電機(jī)組裝機(jī)量預(yù)測(百萬千瓦) 36圖35:乏燃料年產(chǎn)量,累計(jì)量遞增 36圖36:離堆貯存量需求迫切,每五年翻一番 36圖37:冷卻劑系統(tǒng)示意圖 38圖38:非動(dòng)能安全系統(tǒng)配置示意圖 38圖39:全球首臺(tái)海上浮動(dòng)核電站——“羅蒙諾索夫院士”發(fā)展歷程 40圖40:“羅蒙諾索夫院士”號模型 40圖41:中核集團(tuán)海上浮動(dòng)核電站模型 41圖42:中廣核ACPR50S模型圖 41圖43:全球三代核電技術(shù)出口占比 44圖44:全球三代核電技術(shù)出口數(shù)量 45圖45:全球在建核電機(jī)組數(shù)量(臺(tái)) 46圖46:全球在建核電機(jī)組臺(tái)數(shù)各國占比 46圖47:全球在建核電機(jī)組裝機(jī)容量占比 46圖48:全球計(jì)劃新建核電機(jī)組數(shù)量,遠(yuǎn)期規(guī)劃新建核電機(jī)組數(shù)量(臺(tái)) 47圖49:2018年世界主要核電國家內(nèi)陸核電占比 48圖50:2018我國籌建中內(nèi)陸核電站分布圖 50圖51:公司立足材料+裝備制造優(yōu)勢,多元化布局核電、民用產(chǎn)業(yè)鏈 53圖52:公司營收自2015年后快速上升 54圖53:公司歸母凈利潤自2015年后提速增長 54圖54:公司主營業(yè)務(wù)以核電業(yè)務(wù)為主,2017年占比約75% 54圖55:2017年核電業(yè)務(wù)新增海上小堆業(yè)務(wù),占比約43% 54圖56:公司主要產(chǎn)品 55 Page 4圖57:公司主營構(gòu)成(按行業(yè)) 55圖58:2018Q1公司營業(yè)收入同比增長61.57% 55圖59:公司歸母凈利潤穩(wěn)定增長 55圖60:公司業(yè)務(wù)涉及多領(lǐng)域 56圖61:泵及閥門零件為核心業(yè)務(wù),占比持續(xù)超60% 56圖62:營業(yè)收入增速逆轉(zhuǎn) 56圖63:公司歸母凈利潤自2015年后提速增長 56 Page 5表1:全球核電站使用的主要堆型一覽 8表2:核電技術(shù)發(fā)展歷程 11表3:截止至2018H1在運(yùn)機(jī)組情況 15表4:截止至2018H1在建機(jī)組情況 16表5:核電與其他能源對比 18表6:核電政策態(tài)度更為積極明確,穩(wěn)妥推進(jìn)核電發(fā)展 20表7:待建核電機(jī)組已中標(biāo)情況 22表8:中國核動(dòng)力設(shè)計(jì)研究院承擔(dān)核電工程設(shè)計(jì)任務(wù) 26表9:核電設(shè)備細(xì)分設(shè)備市場規(guī)模 29表10:核電工程建設(shè)公司承建的主要項(xiàng)目 30表11:我國天然鈾供應(yīng)預(yù)測(單位:噸) 32表12:中國核燃料有限公司主要業(yè)務(wù)介紹 32表13:核廢料分類 33表14:中低放處置廠介紹 34表15:核電大堆和小堆比較 39表16:中核集團(tuán)海上小堆研發(fā)歷程 41表17:中廣核集團(tuán)海上小堆研發(fā)歷程 42表18:國家政策助推海上小堆發(fā)展 42表19:中國海外核電項(xiàng)目統(tǒng)計(jì) 43表20:主流三代核電技術(shù)對比 45表21:內(nèi)陸核電國家政策發(fā)展變化 47表22:內(nèi)陸籌建中核電站 49表23:第四代核電技術(shù)分類 51表24:第四代核能系統(tǒng)六種推薦堆型 52 Page 6走進(jìn)核電核能發(fā)電原理及核反應(yīng)堆簡介核裂變能通過鏈?zhǔn)椒磻?yīng)釋放。核裂變,又稱核分裂,是指由重的原子核(主要是指鈾核或钚核)分裂成兩個(gè)或多個(gè)質(zhì)量較小的原子的一種核反應(yīng)形式。原子彈或核能發(fā)電廠的能量來源就是核裂變。其中鈾裂變在核電廠最常見,當(dāng)熱中子轟擊鈾-235原子后,一個(gè)鈾核吸收了一個(gè)中子可以分裂成兩個(gè)較輕的原子核,在這個(gè)過程中質(zhì)量發(fā)生虧損,因而放出很大的能量,并產(chǎn)生兩個(gè)或三個(gè)新的中子,新中子再去撞擊其它鈾-235原子,從而形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。核電為受控的裂變能。鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)釋放的核能可以進(jìn)行人為控制,通過在鈾的周圍放一些強(qiáng)烈吸收中子的“中子毒物”(硼、銀、銦、鎘等),使一部分中子還沒有被鈾核吸收引起裂變時(shí),就先被“中子毒物”吸收,這樣就可以控制中子的產(chǎn)生速度,使得核能緩慢地釋放出來。核電站就是通過插入和提出中子吸收控制棒實(shí)現(xiàn)對核反應(yīng)堆中核能釋放速度的控制。圖1:核裂變原理資料來源:百度圖片,互聯(lián)網(wǎng)核電站通過核能→熱能→機(jī)械能→電能的能量轉(zhuǎn)換路徑實(shí)現(xiàn)發(fā)電。核能發(fā)電基本原理是核裂變產(chǎn)生能量加熱水生成蒸汽,將核能轉(zhuǎn)變成熱能;蒸汽壓力推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn),熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能;然后汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電,將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。以當(dāng)前的主流壓水堆核電站為例,其能量轉(zhuǎn)換借助于三個(gè)回路來實(shí)現(xiàn)。在一回路中,反應(yīng)堆冷卻劑(通常為水)在主泵的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入反應(yīng)堆,流經(jīng)堆芯后帶走核燃料裂變產(chǎn)能的能量,進(jìn)入蒸汽發(fā)生器將熱量傳遞給二回路的水,然后再流回到主泵,循環(huán)往復(fù);在二回路中,二回路水通過熱交換被一回路的水加熱生成蒸汽,蒸汽再去驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī),帶動(dòng)與汽輪機(jī)同軸的發(fā)電機(jī)發(fā)電,做功后的剩余蒸汽再經(jīng)三回路冷卻為液態(tài)水后,再次進(jìn)入蒸汽發(fā)生器循環(huán);在三回路中,三回路冷卻水通過凝汽器冷卻二回路做功后的蒸汽,帶走剩余的棄熱。 Page 7圖2:核電站發(fā)電原理資料來源:中國核電信息網(wǎng),互聯(lián)網(wǎng)商用核電反應(yīng)堆根據(jù)反應(yīng)堆冷卻劑/慢化劑和中子能分類。按照冷卻劑/慢化劑的不同,反應(yīng)堆一般可分為輕水堆(包括壓水堆和沸水堆等)、重水堆及氣冷堆。按照所用的中子能量,反應(yīng)堆一般可分為慢(熱)中子堆或者快中子堆。圖3:各堆型冷卻劑和慢化劑對應(yīng)情況資料來源:中核招股說明書、互聯(lián)網(wǎng)壓水堆是目前世界上最普遍的商用堆型。目前世界上核電站采用的反應(yīng)堆有壓水堆、沸水堆、重水堆、石墨氣冷堆、石墨水冷堆以及快中子增殖堆等,但比較廣泛使用的是壓水堆。壓水堆以普通水作冷卻劑和慢化劑,是目前世界上最普遍的商用堆型。 Page 8表1:全球核電站使用的主要堆型一覽堆型名稱燃料冷卻劑慢化劑原理及技術(shù)特點(diǎn)把輕水(普通水)加壓后能降低沸點(diǎn),加壓水在325℃的高溫下仍能保持液體狀態(tài)。PWR在其一壓水堆(PWR)濃縮UO水水回路系統(tǒng)中使用加壓水吸收熱量,之后在二回路系統(tǒng)中降低氣壓釋放熱量。沸騰輕水在反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)直接產(chǎn)生飽和蒸汽的動(dòng)力堆。沸水堆與壓水堆同屬輕水堆,都具沸水堆(BWR)濃縮UO水水有結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠、建造費(fèi)用低和負(fù)荷跟隨能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。重水堆能高效、充分的利用核燃料,但體積比輕水堆大,建造費(fèi)用高,重水昂貴,發(fā)電成本比重水堆(PHWR)天然UO重水重水較高。CO或氨用石墨慢化,二氧化碳或氦氣冷卻的反應(yīng)堆。近期的研究集中在氦氣冷卻的高溫氣冷堆(HTGR)石墨氣冷堆(GCR)天然UO石墨水上。石墨水冷堆(LWGR)濃縮UO水石墨堆芯和循環(huán)回路龐大,難以設(shè)置安全屏障,運(yùn)行比較復(fù)雜。濃縮UO、由快中子引起鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)所釋放出來的熱能轉(zhuǎn)換為電能的反應(yīng)堆??於言诜磻?yīng)中既消耗裂變快中子增值堆(FBR)液態(tài)鈉無PUO&UO材料,又生產(chǎn)新裂變材料,而且所產(chǎn)可多于所耗,能實(shí)現(xiàn)核裂變材料的增殖。資料來源:國家能源局,互聯(lián)網(wǎng)全球范圍內(nèi)大多數(shù)用于發(fā)電的在運(yùn)及在建核反應(yīng)堆采用壓水堆技術(shù)。根據(jù)國際原子能機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì),截至2017年12月31日,全球核電反應(yīng)堆共448座,其中采用壓水反應(yīng)堆技術(shù)的共292座,占比達(dá)到65.2%。圖4:全球堆型情況500448450400350292300250200150100755049141530資料來源:中廣核招股說明書、互聯(lián)網(wǎng)全球核電發(fā)展歷史自上世紀(jì)50年代以來,核電經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的歷程。按照時(shí)間順序,全球核電發(fā)展歷史大體上可以分為起步階段、迅速發(fā)展階段、停滯階段、復(fù)蘇階段及謹(jǐn)慎發(fā)展階段等五個(gè)階段。起步階段(1946年~1965年)第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以后,美國政府在繼續(xù)發(fā)展核武器、核潛艇、核航母的同時(shí),開始了核能利用的軍轉(zhuǎn)民工作。1957-1960年,美國分別建成了60MW希平港壓水堆核電機(jī)組和200MW德累斯登沸水堆核電機(jī)組,成為日后核電發(fā)展的主要類型。前蘇聯(lián)在1954年建成奧布寧斯克實(shí)驗(yàn)性核電機(jī)組(RBMK)。英國、法國分別于1959年和1962年建成天然鈾石墨氣冷堆核電廠。加拿大在1962年建成利用天然鈾發(fā)電的重水堆原型核電機(jī)組。這一階段世界核電的發(fā)展百花齊放,不同類型核電機(jī)組的成功運(yùn)行,為下階段核電的快速發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在此期間,核電站的建設(shè)處于一個(gè)探索試驗(yàn)的階段,世界共有38個(gè)“第 Page 9一代”機(jī)組投入運(yùn)行,總裝機(jī)12.23GWe,最大單機(jī)容量60.8萬KW。迅速發(fā)展階段(1969年~1980年)上世紀(jì)六十年代,西方國家進(jìn)入經(jīng)濟(jì)快速增長階段,對能源和電力供應(yīng)的需求急劇上升。1973年和1979年的兩次世界性石油危機(jī)造成石油價(jià)格的大幅上漲,核能發(fā)電作為一種經(jīng)濟(jì)、安全的清潔能源受到許多國家的大力追捧。以美國為例,1966-1973年簽約的核電建造合同的規(guī)模就達(dá)到170GWe。與此同時(shí),美國的核電供應(yīng)商西屋電氣公司(WH)和通用電氣公司(GE)大規(guī)模向西歐和亞洲出口輕水堆設(shè)備和技術(shù),推動(dòng)法國、日本等國通過引進(jìn)美國技術(shù)逐步建立起本國的核電工業(yè)體系。從1974年到1983年,法國先后建成34座900MW及20座1,300MW壓水堆機(jī)組,成為全球核電比例最高(75%以上)的國家。日本在1970-1980年間建成21臺(tái)核電機(jī)組,成為世界第三大核電國家。在此期間,世界共有242個(gè)核電機(jī)組投入運(yùn)行,全世界核電機(jī)組的總裝機(jī)容量達(dá)到133GWe。1966年到1980年核電裝機(jī)容量的年增長率達(dá)到26%。滯緩發(fā)展階段(1981年~2000年)由于1979年的美國三里島核電站事故以及1986年的蘇聯(lián)切爾諾貝利核泄漏,全球核電發(fā)展迅速降溫。在此階段,人們開始重新評估核電的安全性和經(jīng)濟(jì)性。為確保核電站的安全,世界各國加強(qiáng)了安全設(shè)施,制定了更嚴(yán)格的審批制度。上世紀(jì)八十年代以后,西方主要國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入平穩(wěn)期,由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及節(jié)能措施大量采用,全社會(huì)電力需求大幅度下降,許多已經(jīng)計(jì)劃的電力建設(shè)項(xiàng)目被擱置或者取消。1979年美國發(fā)生三里島核事故后,各國普遍加強(qiáng)了核安全監(jiān)管,提高了核電項(xiàng)目審管要求,致使核電建設(shè)工期拉長,造價(jià)提高。加之發(fā)電成本相對低廉的天然氣興起,高造價(jià)的核電項(xiàng)目成了停建和取消的重點(diǎn)對象。據(jù)國際能源機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì),在1990年至2004年間,全球核電總裝機(jī)容量年增長率由此前的17%降至2%。以美國為例,八十年代初就有108座核電機(jī)組(共計(jì)110GWe)的訂貨合同被取消,從1979年到2009年的30年時(shí)間里,沒有一個(gè)核電新項(xiàng)目開工,核電建設(shè)進(jìn)入滯緩發(fā)展階段。需要指出的是,即使在滯緩發(fā)展階段,核電發(fā)展也沒有完全停止。法國、韓國仍然堅(jiān)持本國的核電發(fā)展并掌握了核電技術(shù),迅速成長為世界核電大國。中國的核電建設(shè)也在上世紀(jì)八十年代起步。圖5:1998-2017全球核電總裝機(jī)容量400累計(jì)裝機(jī)容量GW1998-2012年CAGR+0.46%3.00%3902012-2017年CAGR+1.06%2.50%裝機(jī)容量增長率2.00%3801.50%3701.00%3600.50%3500.00%340-0.50%-1.00%330-1.50%320-2.00%資料來源:國際原子能機(jī)構(gòu)IAEA,互聯(lián)網(wǎng)上世紀(jì)八十年代末,為了振興核電市場,美國和歐洲的核電供應(yīng)商與相關(guān)機(jī)構(gòu)一起先后推出了“先進(jìn)輕水堆用戶要求”文件(URD,utilityrequirementsdocument)和“歐洲用戶對輕水堆核電站的要求”(EUR,Europeanutility 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10requirementsdocument),提出了加強(qiáng)預(yù)防與緩解嚴(yán)重事故措施、改善人因工程等一系列新要求,以進(jìn)一步提高核電廠的安全可靠性及經(jīng)濟(jì)性。國際上把滿URD、EUR要求的核電技術(shù)稱為第三代核電技術(shù),而把在此前建設(shè)的、以及繼續(xù)用原有技術(shù)建造的核電站稱為第二代核電技術(shù)核電站。復(fù)蘇階段(2001年~2011年)進(jìn)入21世紀(jì),人們對溫室氣體排放等環(huán)境危機(jī)越來越關(guān)注,核電作為清潔能源的優(yōu)勢重新顯現(xiàn)。同時(shí),安全可靠性更高的第三代核電技術(shù)的研發(fā)取得重大進(jìn)展。作為唯一可大規(guī)模替代化石燃料的清潔能源,核電重新受到世界許多國家的青睞,世界核電的發(fā)展開始進(jìn)入復(fù)蘇期,世界各國制定了積極的核電發(fā)展規(guī)劃。2001年5月17日,美國總統(tǒng)布什頒布新的核能政策,“把擴(kuò)大核能作為國家能源政策的重要組成部分”,并提出鼓勵(lì)和促進(jìn)核能發(fā)展的具體措施。日本、韓國、英國等許多國家制定或修訂本國中長期能源政策,把核電作為本國重要的基礎(chǔ)能源(日本)或電力工業(yè)的主要支柱(韓國)。2007年以后,采用第三代核電技術(shù)EPR(由法國AREVA開發(fā))的奧爾基洛托3號機(jī)組、弗拉芒維爾3號機(jī)組分別在芬蘭和法國開建,中國、印度、俄羅斯以及新興經(jīng)濟(jì)體國家的一批核電新項(xiàng)目相繼開工或者獲得批準(zhǔn),世界核電迎來了新的發(fā)展期。2010年當(dāng)年新開工的核電機(jī)組數(shù)量達(dá)到16臺(tái)。謹(jǐn)慎發(fā)展階段(2011年至今)2011年3月發(fā)生的日本福島核事故給剛剛復(fù)蘇的世界核電造成巨大沖擊。在事故后的一段時(shí)間里,對核電安全的不信任影響和左右了公眾輿論,甚至影響了部分國家政府的決策,各國政府對核電有了差異化的態(tài)度。德國、意大利、瑞士等提出了“棄核”的主張,日本也一度提出“零核電”的主張。但是,在經(jīng)歷了短暫低迷后,包括日本在內(nèi)的世界大多數(shù)國家仍然認(rèn)為,在應(yīng)對人口增長、電力需求增加、氣候變化等復(fù)雜而艱難的問題面前,核能仍然是解決能源安全的重要選項(xiàng)之一。對經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的國家而言,核電是不可或缺的選擇。2016年底,世界能源理事會(huì)(WEC)發(fā)布第24版《世界能源報(bào)告》,報(bào)告提到包括中國、韓國、印度、俄羅斯、美國等國家均有多臺(tái)核電機(jī)組在建,許多國家政府依然將核電視為能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分。日本近年來核電逐步重啟,美、法、英、俄等大國繼續(xù)堅(jiān)持發(fā)展核電的方針,沙特阿拉伯、韓國、加拿大及印度等國仍堅(jiān)持發(fā)展核能的政策;中國自福島核事故后進(jìn)行了歷時(shí)一年半的安全檢查,得出安全有保障的結(jié)論,但不上馬新的核電項(xiàng)目,直到2015年中國自主三代核電技術(shù)華龍一號落地,當(dāng)年審批通過了8臺(tái)核電機(jī)組,之后至今暫未審批新的核電項(xiàng)目。福島核事故減緩全球核電發(fā)展,但核電發(fā)展趨勢仍然不變。核電受全球不斷增長的電力需求、不斷加強(qiáng)的環(huán)保意識(shí)及化石燃料價(jià)格波動(dòng)所驅(qū)動(dòng)。國際能源界許多權(quán)威組織的研究結(jié)果一致認(rèn)為,福島核事故使全球核電發(fā)展速度放慢,但核電的發(fā)展趨勢沒有逆轉(zhuǎn),發(fā)展中國家已經(jīng)成為未來核電發(fā)展的主要市場,亞洲成為全球核電發(fā)展最快的地區(qū)。 Page 11圖6:核電發(fā)展歷史資料來源:中國核電信息網(wǎng),互聯(lián)網(wǎng)從核電站技術(shù)演變來看,主要可劃分四代核電技術(shù)。其中,第一代是實(shí)驗(yàn)性的核電站,目前已經(jīng)基本全部退役;第二代是以壓水堆/沸水堆為主標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和批量化建設(shè)的商業(yè)堆,是目前在運(yùn)機(jī)組的主力;第三代是安全性更高的核電站,是目前在建機(jī)組的主力,處于加速推廣期;第四代目前仍處于在研發(fā)階段。表2:核電技術(shù)發(fā)展歷程技術(shù)類別起始時(shí)間主要特點(diǎn)主要堆型美國希平港核電站、德累斯頓多為早期原型機(jī),使用天然鈾燃料和石墨慢化劑。證明了核能發(fā)電的技術(shù)可行性,具核電站、英國卡德霍爾生產(chǎn)發(fā)20世紀(jì)50年代至有研究探索的試驗(yàn)原型堆性質(zhì)。設(shè)計(jì)上比較粗糙,結(jié)構(gòu)松散,盡管機(jī)組發(fā)電容量不大,電兩用的石墨氣冷堆核電廠、第一代核電技術(shù)60年代中期一般在30萬千瓦之內(nèi),但體積較大。且在設(shè)計(jì)中沒有系統(tǒng)、規(guī)范、科學(xué)的安全標(biāo)準(zhǔn)作前蘇聯(lián)APS-1壓力管式石墨水為指導(dǎo)和準(zhǔn)則,因而存在許多安全隱患,發(fā)電成本也較高。冷堆核電站、加拿大NPD天然鈾重水堆核電站等20世紀(jì)60年代至第二代核電技術(shù)90年代20世紀(jì)90年代至第三代核電技術(shù)今第四代核電技術(shù) 21世紀(jì)
是較為成熟的商業(yè)化反應(yīng)堆,使用濃縮鈾燃料,以水作為冷卻劑和慢化劑,其堆芯熔壓水堆(PWR)、沸水堆(BWR)、化概率和大規(guī)模釋放放射性物質(zhì)概率分別為10-4和10-5量級。反應(yīng)堆壽命約40年。在加壓重水堆(PHWR)、石墨氣冷第一代核技術(shù)的基礎(chǔ)上,它實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化等,單機(jī)組的功率水平在第一代核堆(GCR)、及石墨水冷堆電技術(shù)基礎(chǔ)上大幅提高,達(dá)到百萬千瓦級。目前全世界在運(yùn)核電機(jī)組大多數(shù)使用第二(LWGR)等代技術(shù)或其改進(jìn)型。第三代核電技術(shù)指滿足美國“先進(jìn)輕水堆型用戶要求”(URD)和“歐洲用戶對輕水先進(jìn)沸水堆(ABWR)、非能動(dòng)先堆型核電站的要求”(EUR)的壓水堆型技術(shù)核電機(jī)組,是具有更高安全性、更高功進(jìn)壓水堆(AP600/AP1000)、歐率的新一代先進(jìn)核電站。其堆芯熔化概率和大規(guī)模釋放放射性物質(zhì)概率分別為10-7和洲壓水堆(EPR)及華龍一號等10-8量級。反應(yīng)堆壽命約60年。目前尚處于可行性研究階段,目標(biāo)是滿足安全、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)發(fā)展、極少的廢物生成、燃料增殖的風(fēng)險(xiǎn)低、防止核擴(kuò)散等基本要求。預(yù)計(jì)將有封閉的核燃料產(chǎn)業(yè)鏈,提高核暫無燃料使用效率,或?qū)⑹褂缅H元素作為燃料,顯著降低核廢料半衰期,提高核能使用的安全性。資料來源:中廣核電力招股說明書,互聯(lián)網(wǎng)中國核電發(fā)展歷史 Page 12我國國內(nèi)核電起步晚,但是發(fā)展快,目前已掌握三代核電技術(shù)。我國核電發(fā)展也大致經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。起步階段(20世紀(jì)80年代到21世紀(jì)初)上世紀(jì)80年代初,中國政府首次制定了核電發(fā)展政策,決定發(fā)展壓水堆核電廠,采用“以我為主,中外合作”的方針,先引進(jìn)外國先進(jìn)技術(shù),再逐步實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自主化和設(shè)備國產(chǎn)化。截止2003年底,國內(nèi)共有在運(yùn)核電機(jī)組8臺(tái),在建核電機(jī)組2臺(tái)。秦山一期和大亞灣一期核電站開啟國內(nèi)核電建設(shè)序幕。1991年12月,應(yīng)用中核集團(tuán)研發(fā)的CNP300壓水堆技術(shù)的秦山一期核電站并網(wǎng)發(fā)電,結(jié)束了我國大陸無核電的歷史,使中國成為繼美國、英國、法國、前蘇聯(lián)、加拿大、瑞典之后世界上第7個(gè)能夠自行設(shè)計(jì)、建造核電站的國家;1994年采用法國M310型二代壓水堆技術(shù)建設(shè)的大亞灣核電站并網(wǎng)發(fā)電。國內(nèi)核電站自主建設(shè)與國外引進(jìn)并舉。在實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的秦山一期和商業(yè)開端的大亞灣之后,我國在M310技術(shù)基礎(chǔ)上消化吸收形成了兩條自主核電技術(shù):其一是中核形成的60萬千瓦級二代壓水堆技術(shù)CNP600,并成功應(yīng)用于2002年并網(wǎng)發(fā)電的秦山二期核電站和我國援建巴基斯坦的恰?,敽穗娬?,其二是中廣核消化形成的M310改進(jìn)型二代壓水堆技術(shù),成功應(yīng)用于2002年并網(wǎng)發(fā)電的嶺澳一期核電站。另外,1998年6月我國引進(jìn)加拿大重水堆CANDU6技術(shù)并應(yīng)用于2003年并網(wǎng)發(fā)電的秦山三期核電站;1999年10月我國引進(jìn)俄羅斯先進(jìn)壓水堆VVER1000/AES91技術(shù)并應(yīng)用于2007年并網(wǎng)發(fā)電的田灣核電站,該技術(shù)也是最早符合歐盟標(biāo)準(zhǔn)的三代核電技術(shù)。迅速發(fā)展階段(2003年至2011年)為使核電建設(shè)不停步,我國明確了核電技術(shù)以二代改進(jìn)型過渡、發(fā)展第三代核電的發(fā)展路線。在三代核電技術(shù)完全消化吸收掌握之前,以現(xiàn)有二代改進(jìn)型核電技術(shù)為基礎(chǔ),通過設(shè)計(jì)改進(jìn)和研發(fā),自主建設(shè)適當(dāng)規(guī)模的壓水堆核電站。截2011年底,國內(nèi)共有在運(yùn)核電機(jī)組15臺(tái),在建核電機(jī)組28臺(tái),主要以二代改進(jìn)型技術(shù)為主。國內(nèi)吸收再創(chuàng)新形成二代改進(jìn)型核電技術(shù),核電進(jìn)入批量化建設(shè)階段。2005年,中廣核集團(tuán)在嶺澳一期M310改進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)形成了CPR1000、CPR1000+等二代改進(jìn)型技術(shù),中核集團(tuán)在CNP600的基礎(chǔ)上形成CNP1000二代改進(jìn)型技術(shù),在此期間,采用二代改進(jìn)型技術(shù)的核電站進(jìn)入了批量化建設(shè)階段,國內(nèi)核電進(jìn)入了快速發(fā)展期。引進(jìn)美法三代核電技術(shù),定位美國AP1000技術(shù)為國內(nèi)建設(shè)主流機(jī)型。200310月,全國核電建設(shè)工作會(huì)議做出了“引進(jìn)第三代核電技術(shù),統(tǒng)一核電發(fā)展路線”的決定。2004年國家核電技術(shù)公司(現(xiàn)已與中國電力投資集團(tuán)合并為國家電力投資集團(tuán))成立并主導(dǎo)了國際第三代核電技術(shù)的招標(biāo)引進(jìn),美國AP1000中標(biāo)浙江三門核電站,出于統(tǒng)一國內(nèi)堆型的考慮,國內(nèi)三代核電新建機(jī)組將以AP1000機(jī)組為主,并爭取在2010年前實(shí)現(xiàn)批量化建設(shè)。另外,中廣核集團(tuán)引進(jìn)法國EPR三代核電技術(shù),并于2009年在臺(tái)山核電站項(xiàng)目上落地應(yīng)用;中核集團(tuán)繼續(xù)采用俄羅斯VVER1000/AES91技術(shù)推進(jìn)田灣核電項(xiàng)目建設(shè)。謹(jǐn)慎發(fā)展階段(2011年至今)2011年3月發(fā)生的日本福島核事故給剛剛復(fù)蘇的世界核電造成巨大沖擊。中國自福島核事故后進(jìn)行了歷時(shí)一年半的安全檢查,得出安全有保障的結(jié)論,但不上馬新的核電項(xiàng)目。2012年10月,國家討論通過了《核電中長期發(fā)展規(guī)劃 Page 13(2011-2020年)》,要求新建核電項(xiàng)目必須符合三代核電安全標(biāo)準(zhǔn)。2011年至今,除了2015年審批的4臺(tái)二代改進(jìn)型技術(shù)和4臺(tái)華龍一號核電機(jī)組,再無其他核電機(jī)組審批通過。截止2018年上半年,國內(nèi)共有在運(yùn)核電機(jī)組38臺(tái),在建核電機(jī)組18臺(tái),在建機(jī)組中采用三代技術(shù)的核電站占比超50%。國內(nèi)自主設(shè)計(jì)再創(chuàng)新形成三代核電技術(shù)“華龍一號”及CAP1400技術(shù)?!叭A龍一號”是充分利用現(xiàn)有設(shè)計(jì)技術(shù)和裝備制造體系、漸進(jìn)式改進(jìn)形成的自主三代核電技術(shù),其目的主要是促進(jìn)中國核電出口。在形成之初,中廣核、中核各有一個(gè)存在差異的“華龍一號”技術(shù)。中廣核集團(tuán)是在CPR1000+技術(shù)基礎(chǔ)上改進(jìn)形成ACPR1000核電技術(shù),再結(jié)合法國EPR技術(shù)形成了中廣核“華龍一號”三代核電技術(shù),并于2015年12月在防城港開啟示范堆項(xiàng)目建設(shè);中核集團(tuán)在CNP1000基礎(chǔ)上改進(jìn)形成ACP1000核電技術(shù),再進(jìn)行漸進(jìn)式改進(jìn)形成中核“華龍一號”三代核電技術(shù),并于2015年5月在福清開啟示范堆項(xiàng)目建設(shè)。為了統(tǒng)一國內(nèi)技術(shù)路線,國家決定對中核和中廣核技術(shù)進(jìn)行融合,成立華龍國際核電技術(shù)公司負(fù)責(zé)融合事宜。2017年8月,國家能源局同意華龍國際核電技術(shù)公司上報(bào)的《華龍一號技術(shù)融合方案》,標(biāo)志著華龍一號技術(shù)融合基本完成。另外,國電投在消化吸收美國AP1000技術(shù)的基礎(chǔ)上形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CAP1400技術(shù),未來有望先行在石島灣核電站落地。AP1000、華龍一號及VVER1200等三代核電技術(shù)在國內(nèi)呈并行發(fā)展之勢。國內(nèi)新建核電機(jī)組擬采用三代技術(shù)路線大致經(jīng)歷了三個(gè)階段的轉(zhuǎn)變:1、AP1000引進(jìn)之初,國內(nèi)后續(xù)新上馬的三代核電機(jī)組需全部采用AP1000技術(shù)以及國產(chǎn)化的CAP1400技術(shù),但由于該技術(shù)在全球首次應(yīng)用,示范項(xiàng)目三門、海陽核電站建設(shè)因種種原因一再延期,AP1000不具備快速批量化建設(shè)的條件;2、華龍一號項(xiàng)目2015年在防城港和福清核電站開建,國內(nèi)部分原計(jì)劃采用AP100的核電項(xiàng)目(比如福建漳州核電項(xiàng)目)也更改為華龍一號,呈現(xiàn)AP1000、華龍一號并行發(fā)展的態(tài)勢;3、2018年6月,中俄簽訂VVER1200型三代核電機(jī)200億元框架合同,根據(jù)合同約定,中俄將在田灣和徐大堡廠址合作建設(shè)4臺(tái)VVER-1200型三代核電機(jī)組,國內(nèi)核電技術(shù)路線將呈現(xiàn)三足鼎立之勢。7:國內(nèi)核電技術(shù)演變歷程資料來源:國電投官網(wǎng),互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀:國內(nèi)核電在運(yùn)機(jī)組39臺(tái),在建機(jī)組17臺(tái) Page 14截至2018年7月,我國所有在運(yùn)在建核電機(jī)組均為沿海核電站,投入商業(yè)運(yùn)行的核電機(jī)組共39臺(tái),裝機(jī)容量約3688萬千瓦,在建核電機(jī)組共17臺(tái),總裝機(jī)容量約1965萬千瓦。其中,在建機(jī)組中已經(jīng)有一半采用的是三代核電技術(shù)。圖8:歷年在運(yùn)、在建和新建機(jī)組情況60運(yùn)行機(jī)組數(shù)在建機(jī)組數(shù)每年新建機(jī)組1250191710262140829263029628262320373941335305410212192226777312151611111178999033330資料來源:中國核電、中廣核官網(wǎng),互聯(lián)網(wǎng)圖9:國內(nèi)在運(yùn)、在建機(jī)組示意圖資料來源:中國核電、中廣核官網(wǎng),互聯(lián)網(wǎng) Page 15表3:截止至2018H1在運(yùn)機(jī)組情況名稱個(gè)數(shù)類型型號單機(jī)裝機(jī)容量MWe控股集團(tuán)昌江一期1#1PWRCNP600650中核昌江一期2#1PWRCNP600650中核大亞灣一期1#1PWRM310984中廣核大亞灣一期2#1PWRM310984中廣核防城港一期1#1PWRCPR10001080中廣核防城港一期2#1PWRCPR10001080中廣核方家山一期1#1PWRCPR10001089中核方家山一期2#1PWRCPR10001089中核福清一期1#1PWRCNP10001089中核福清一期2#1PWRCNP10001089中核福清一期3#1PWRCNP10001089中核福清一期4#1PWRCNP10001089中核紅沿河一期1#1PWRCPR10001119中廣核、國電投紅沿河一期2#1PWRCPR10001119中廣核、國電投紅沿河一期3#1PWRCPR10001119中廣核、國電投紅沿河一期4#1PWRCPR10001119中廣核、國電投嶺澳一期1#1PWRM310990中廣核嶺澳一期2#1PWRM310990中廣核嶺澳二期3#1PWRCPR10001086中廣核嶺澳二期4#1PWRCPR10001086中廣核寧德一期1#1PWRCPR10001089中廣核寧德一期2#1PWRCPR10001089中廣核寧德一期3#1PWRCPR10001089中廣核寧德一期4#1PWRCPR10001089中廣核泰山一期1PWRCNP300310中核泰山二期1#1PWRCNP650650中核泰山二期2#1PWRCNP650650中核泰山二期3#1PWRCNP650650中核泰山二期4#1PWRCNP650650中核泰山三期1#1PWRCANDU6728中核泰山三期2#1PWRCANDU6728中核田灣1#1PWRAES-911060中核田灣2#1PWRAES-911060中核田灣3#1PWRVVER10001100中核陽江一期1#1PWRCPR10001086中廣核陽江一期2#1PWRCPR10001086中廣核全球視野本土智慧Page16陽江一期3#1PWRCPR10001086中廣核陽江一期4#1PWRCPR10001086中廣核總計(jì)3836876資料來源:中國核電、中廣核官網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)表4:截止至2018H1在建機(jī)組情況名稱堆型型號額定功率機(jī)組數(shù)綜合國產(chǎn)化率運(yùn)營方開工日期預(yù)計(jì)并網(wǎng)日&施工(MWe)量進(jìn)度三門一期1#壓水堆AP100012501>=50%中核、國電投2009.042018三門一期2#壓水堆AP100012501>=50%中核、國電投2009.122019臺(tái)山一期1#壓水堆EPR中廣核2009.122018臺(tái)山一期2#壓水堆EPR中廣核2009.122019海陽一期1#壓水堆AP10001250150%國電投2009.092018海陽一期2#壓水堆AP10001250172%國電投2009.092019石島灣一期1#高溫氣冷堆HTGR200190%中國華能2012.12設(shè)備安裝階段紅沿河二期5#壓水堆ACPR100011191>75%中廣核2015.03土建施工階段紅沿河二期6#壓水堆ACPR100011191>75%中廣核2015.03土建施工階段田灣4#壓水堆VVER10001100170%中核2012.12裝料準(zhǔn)備階段田灣5#壓水堆M310+11001>70%中核2015.12設(shè)備安裝階段田灣6#壓水堆M310+11001>70%中核2015.12設(shè)備安裝階段福清5#壓水堆HPR10001089180%中核2015.5設(shè)備安裝階段福清6#壓水堆HPR100010891>85%中核2015.05設(shè)備安裝階段防城港二期3#壓水堆HPR10001180186.4%中廣核2015.12土建施工階段防城港二期4#壓水堆HPR10001180186.4%中廣核2015.12土建施工階段陽江二期5#壓水堆ACPR100010861>83%中廣核2013.09具備商運(yùn)條件陽江二期6#壓水堆ACPR100010861>83%中廣核2013.12設(shè)備安裝階段總計(jì)1964817資料來源:中國核電、中廣核官網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng) Page 17三代核電批量化建設(shè)蓄勢待發(fā),核電重啟可期核電重啟預(yù)期升溫:AP1000和EPR三代核電捷報(bào)不斷全球雙首堆順利并網(wǎng)發(fā)電,為后續(xù)核電項(xiàng)目審批開工奠定良好基礎(chǔ)。世界首臺(tái)AP1000機(jī)組三門1號自4月29號首次裝料后進(jìn)展順利,6月21號順利完成首次臨界,6月30號超預(yù)期提前順利并網(wǎng)發(fā)電;世界首臺(tái)EPR機(jī)組臺(tái)山核電1號4月10日獲準(zhǔn)裝料、6月6日成功達(dá)臨界,6月29號超預(yù)期提前順利并網(wǎng)發(fā)電。從核電站建設(shè)流程來看,并網(wǎng)發(fā)電是核電機(jī)組建設(shè)的最后一個(gè)里程碑,小時(shí)滿功率試運(yùn)行后將正式具備商業(yè)運(yùn)行條件,在完成了一系列手續(xù)之后,核電站即可正式投入商運(yùn)。雙首堆的成功并網(wǎng)發(fā)電有效證明了AP1000和EPR三代核電技術(shù)的可行性和成熟性,消除了部分輿論對于三代核電技術(shù)存在的疑慮,為后續(xù)核電項(xiàng)目審批開工奠定良好基礎(chǔ)。圖10:核電站建設(shè)主要里程碑資料來源:中核、中廣核電子商務(wù)平臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)中俄簽訂200億核電框架合同彰顯國家必然發(fā)展核電的積極態(tài)度。中核集團(tuán)68日官方消息,在中國國家主席習(xí)近平和俄羅斯國家總統(tǒng)普京的共同見證下,中核集團(tuán)與俄羅斯國家原子能集團(tuán)在人民大會(huì)堂簽署《田灣核電站7/8號機(jī)組框架合同》、《徐大堡核電站框架合同》和《中國示范快堆設(shè)備供應(yīng)及服務(wù)采購框架合同》。這是迄今為止中俄最大的核能合作項(xiàng)目,合同總金額超200億元人民幣,項(xiàng)目總造價(jià)超千億人民幣。根據(jù)合同約定,中俄將在田灣和徐大堡廠址合作建設(shè)4臺(tái)VVER-1200型三代核電機(jī)組,雙方將在中國示范快堆項(xiàng)目中開展設(shè)備供貨和技術(shù)服務(wù)合作。此次重啟預(yù)期與以往不一樣:萬事俱備,只等獲批東風(fēng)。從政策上講,我國對于核電的態(tài)度今年更為積極,根據(jù)國家能源局印發(fā)的《2018年能源指導(dǎo)意見》,核電發(fā)展方針從2017年的“安全發(fā)展核電”調(diào)整為18年的“穩(wěn)妥推進(jìn)核電發(fā)展”,同時(shí)提出要積極推進(jìn)具備條件項(xiàng)目的核準(zhǔn)建設(shè),年內(nèi)計(jì)劃開工6~8臺(tái)機(jī)組,AP1000并網(wǎng)發(fā)電試運(yùn)行168小時(shí)后AP1000新機(jī)組將具備獲批條件,華龍一號2017年8月融合完成已具備獲批條件;從技術(shù)上講,國內(nèi)目前主流三代核電技術(shù)是AP1000和華龍一號,全球首堆AP1000核電機(jī)組三門1號于630號順利并網(wǎng)發(fā)電驗(yàn)證了其技術(shù)成熟性,華龍一號是充分利用現(xiàn)有設(shè)計(jì)技術(shù)和裝備制造體系、漸進(jìn)式改進(jìn)形成的三代核電技術(shù),技術(shù)也已成熟,均已具備批量化建設(shè)條件;從輿論環(huán)境上講,三門1號在去年熱試完成后間隔近十個(gè)月終于開始裝料,說明其安全性和可靠性已得到充分認(rèn)可,輿論負(fù)面因素已基本全面排清;從能源結(jié)構(gòu)上講,核電低碳、清潔優(yōu)勢顯著,但核電發(fā)電量絕對值、占比較低(17年僅占全國發(fā)電量的3.94%),我國碳排放減排和環(huán)保需求愈加強(qiáng)烈,發(fā)展核電是改善能源結(jié)構(gòu)的必然選擇;從宏觀電力需求來講,18年以來中國發(fā)電量穩(wěn)步增長,1-6月發(fā)電量累計(jì)同比增長9.4%,需求端不斷復(fù)蘇。因此,在核電政策回暖、核電項(xiàng)目捷報(bào)頻傳的情況下,我們認(rèn)為國內(nèi)核電重啟有望加速,核電年內(nèi)重啟可期。 Page 18核電低碳、清潔優(yōu)勢顯著,核電發(fā)電量絕對值、占比較低我國碳排放減排和環(huán)保需求強(qiáng)烈,發(fā)展核電是改善能源結(jié)構(gòu)的必然選擇。201611月,我國在《巴黎協(xié)定》中做出承諾:碳排放總量2030年前達(dá)峰并爭取盡早達(dá)峰,2030年非化石能源消費(fèi)占比達(dá)到20%左右、單位GDP碳排放較2005年下降60%-65%”。另一方面,我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài),經(jīng)濟(jì)發(fā)展由“又快又好”轉(zhuǎn)向“又好又快”的發(fā)展階段,環(huán)境保護(hù)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要前提。黨的十八大將生態(tài)文明納入了“五位一體”的總布局,以解決生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域突出問題為導(dǎo)向,把建設(shè)美麗中國作為目標(biāo),習(xí)總書記浙江考察時(shí)更進(jìn)一步提出了“綠水青山就是金山銀山”的兩山論。而根據(jù)國家能源局最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2017年全國商運(yùn)核電機(jī)組累計(jì)發(fā)電量為2474.69億千瓦時(shí)。與燃煤發(fā)電相比,核能發(fā)電相當(dāng)于減少燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤7646.79萬噸,減少排放二氧化碳20034.60萬噸,減少排放二氧化硫65.00萬噸,減少排放氮氧化物56.59萬噸。因此不論從碳排放減排需求還是環(huán)保需求出發(fā),發(fā)展核電都是我國改善能源結(jié)構(gòu)的必然選擇。核電發(fā)電與其他清潔能源相比,在發(fā)電效率、穩(wěn)定性等多方面上具備明顯優(yōu)勢。從碳排量看,水電每發(fā)一度電的碳排放量約是核電發(fā)電的10倍;從年均利用小時(shí)數(shù)看,2017年核電的年均利用小時(shí)數(shù)約7108小時(shí),幾乎是風(fēng)電的3.5倍和水電的2倍,顯示了極高的發(fā)電效率;從穩(wěn)定性來看,核電發(fā)電不受季節(jié)和地理環(huán)境的影響,可以全年發(fā)電,是電力供應(yīng)基荷電源的最優(yōu)選擇,而風(fēng)電和太陽能發(fā)電受限于環(huán)境限制,一方面主要分布在西北地區(qū),受當(dāng)?shù)仉娏ο{能力影響會(huì)存在一定的棄風(fēng)棄電現(xiàn)象,另一方面發(fā)電的間歇性表現(xiàn)明顯;從發(fā)展空間來看,可規(guī)劃核電廠址超200臺(tái)機(jī)組,發(fā)展空間極大,水電發(fā)展國內(nèi)裝機(jī)量已達(dá)全球水電總裝機(jī)量的1/4,產(chǎn)能接近瓶頸,發(fā)展有限;從單位投資成本來看,核電高于水電和風(fēng)電,但綜合考慮利用小時(shí)數(shù)和電站使用壽命,核電仍然具備明顯優(yōu)勢。表5:核電與其他能源對比發(fā)電類型核電火電風(fēng)電水電碳排放量(g/kWh)2-55800-12002-50400-511主要缺點(diǎn)核泄露風(fēng)險(xiǎn)二氧化碳和大氣污染物不穩(wěn)定、不持續(xù)可開發(fā)量不多排放高年均利用小時(shí)數(shù)/2017年7108420919483579穩(wěn)定性非常穩(wěn)定,可以全年發(fā)比較穩(wěn)定不穩(wěn)定,受制于自然環(huán)比較穩(wěn)定電境和儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展空間大逐漸降低依靠儲(chǔ)能技術(shù)的完善裝機(jī)容量已到瓶頸單位投資成本(元/W)12~203.2~5.510~126~8建設(shè)周期5年左右2年左右1年~2年5年~8年使用壽命60年30年20-30年50-100年資料來源:國家能源局、北極星電力網(wǎng),互聯(lián)網(wǎng)我國核電發(fā)電量占比仍較低,與其他國家對比發(fā)展?jié)摿薮?。一方面根?jù)國家能源局最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2017年全國累計(jì)發(fā)電量為62758.20億千瓦時(shí),商運(yùn)核電機(jī)組累計(jì)發(fā)電量為2474.69億千瓦時(shí),約占全國累計(jì)發(fā)電量的3.94%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于占比約73.48%的火電發(fā)電量,即使按照《能源發(fā)展十三五規(guī)劃》的意見,2020年運(yùn)行核電裝機(jī)力爭達(dá)到5800萬千瓦,在建核電裝機(jī)達(dá)到3000萬千瓦以上,核電占比也僅占約5.8%,在發(fā)展核電的30多個(gè)國家中仍居于后列,提升空間較大。 Page19圖11:中國核電發(fā)電占比全球靠后圖12:2017年核電發(fā)電量占全國發(fā)電總量約3.94%80%核電,3.94%太陽能發(fā)電,70%風(fēng)電,4.30%1.04%60%水電,50%17.24%40%30%20%10%0%火電,73.48%資料來源:WNA,互聯(lián)網(wǎng)資料來源:國家能源局,互聯(lián)網(wǎng)我國全社會(huì)用電量創(chuàng)近五年新高,電力需求持續(xù)復(fù)蘇。我國全國全社會(huì)用電量增速自2015年以來持續(xù)回升,2018年上半年同比增長9.4%,達(dá)到近五年的最高值。受益用電需求回暖,國家從需求端考慮延緩核電新項(xiàng)目審批的因素進(jìn)一步弱化,核電重啟預(yù)期強(qiáng)化。圖13:全國全社會(huì)用電量2018年前半年同比增長9.4%70,000全國全社會(huì)用電量(億千瓦時(shí))同比增速14%60,00012%50,00010%40,0008%30,0006%20,0004%10,0002%00%20112012201320142015201620172018H1資料來源:國家能源局,互聯(lián)網(wǎng)核電政策東風(fēng)已起、批量化建設(shè)條件已備2012年以來我國對于核電的態(tài)度一貫積極明確,2017年政策態(tài)度變得更為積極。根據(jù)《電力發(fā)展十三五規(guī)劃(2016-2020年)》和《能源發(fā)展十三五規(guī)劃》的意見,2020年運(yùn)行核電裝機(jī)力爭達(dá)到5800萬千瓦,在建核電裝機(jī)達(dá)到3000萬千瓦以上。而截止2018年6月,在運(yùn)在建核電機(jī)組共計(jì)5802萬千瓦,仍需建設(shè)超3000萬千瓦核電機(jī)組,按單臺(tái)機(jī)組功率125萬千瓦估算,2020年前至少需新開工24臺(tái)核電機(jī)組,年均8臺(tái)左右。在這樣的指導(dǎo)方針和15年底至今一直沒有新機(jī)組通過審批的背景下,國家能源局印發(fā)的《2018年能源指導(dǎo)意見》也將核電發(fā)展方針從17年的“安全發(fā)展核電”調(diào)整為18年的“穩(wěn)妥推進(jìn)核電發(fā)展”,同時(shí)提出要積極推進(jìn)具備條件項(xiàng)目的核準(zhǔn)建設(shè),年內(nèi)計(jì)劃開工6~8臺(tái)機(jī)組。 Page20表6:核電政策態(tài)度更為積極明確,穩(wěn)妥推進(jìn)核電發(fā)展時(shí)間內(nèi)容主要內(nèi)容《核電中長期發(fā)展規(guī)劃2015年將完成原規(guī)劃當(dāng)中的在運(yùn)4000萬千瓦核電裝機(jī)的目標(biāo),在建核電裝機(jī)規(guī)模有所上調(diào),將略超過2000萬千瓦;2012.10.25(2011-2020年)》到2020年中國核電裝機(jī)將達(dá)到在運(yùn)5800萬千瓦,在建3000萬千瓦。《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃安全發(fā)展核電:在采用國際最高安全標(biāo)準(zhǔn)、確保安全的前提下,適時(shí)在東部沿海地區(qū)啟動(dòng)新的核電項(xiàng)目建設(shè),研究論2014.06.07(2014-2020年)》證內(nèi)陸核電建設(shè)。到2020年,核電裝機(jī)容量達(dá)到5800萬千瓦,在建容量達(dá)到3000萬千瓦以上。安全發(fā)展核電,推進(jìn)沿海核電建設(shè):堅(jiān)持安全發(fā)展核電的原則,加大自主核電示范工程建設(shè)力度,著力打造核心競爭《電力發(fā)展十三五規(guī)劃2016.11.7力,加快推進(jìn)沿海核電項(xiàng)目建設(shè)。深入開展內(nèi)陸核電研究論證和前期準(zhǔn)備工作,認(rèn)真做好核電廠址資源保護(hù)工作?!笆?2016-2020年)》三五”期間全國核電投產(chǎn)約3000萬千瓦、開工3000萬千瓦以上,2020年裝機(jī)達(dá)到5800萬千瓦。安全高效發(fā)展核電:在采用我國和國際最新核安全標(biāo)準(zhǔn)、確保萬無一失的前提下,在沿海地區(qū)開工建設(shè)一批先進(jìn)三代壓水堆核電項(xiàng)目。加快堆型整合步伐,穩(wěn)妥解決堆型多、型雜的問題,逐步向自主三代主力堆型集中。積極開展內(nèi)2016.12.26《能源發(fā)展十三五規(guī)劃》陸核電項(xiàng)目前期論證工作,加強(qiáng)廠址保護(hù)。2020年運(yùn)行核電裝機(jī)力爭達(dá)到5800萬千瓦,在建核電裝機(jī)達(dá)到3000萬千瓦以上。安全發(fā)展核電。2017年內(nèi)建成5臺(tái)核電機(jī)組(三門-1,福清-4,陽江-4,海陽-1,臺(tái)山-1)。新增裝機(jī)規(guī)模641萬千2017.2.10《2017年能源工作指導(dǎo)意見》瓦;年內(nèi)計(jì)劃開工8臺(tái)機(jī)組,積極推進(jìn)8臺(tái)機(jī)組的前期工作(三門-3、4,寧德-5、6,漳州-1、2,惠州-1、2)項(xiàng)目規(guī)模986萬千瓦。穩(wěn)妥推進(jìn)核電發(fā)展。積極推進(jìn)已開工核電項(xiàng)目建設(shè),年內(nèi)計(jì)劃建成三門1號、海陽1號、臺(tái)山1號、田灣3號和陽江2018.2.26《2018年能源工作指導(dǎo)意見》5號機(jī)組,合計(jì)新增核電裝機(jī)約600萬千瓦。積極推進(jìn)具備條件項(xiàng)目的核準(zhǔn)建設(shè),年內(nèi)計(jì)劃開工6~8臺(tái)機(jī)組。扎實(shí)推進(jìn)一批廠址條件成熟、公眾基礎(chǔ)好的沿海核電項(xiàng)目前期論證工作?!蛾P(guān)于印發(fā)打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年2018.6.27到2020年,非化石能源占能源消費(fèi)總量比重達(dá)到15%。有序發(fā)展水電,安全高效發(fā)展核電。行動(dòng)計(jì)劃的通知》資料來源:政府網(wǎng)站、互聯(lián)網(wǎng)三代核電技術(shù)成熟,已具備批量化建設(shè)條件。近日,中國核能行業(yè)協(xié)會(huì)專家委員會(huì)政策研究組組長黃峰表示,中國三代核電已具備批量建設(shè)條件。預(yù)計(jì)三代核電將在“十三五”后期進(jìn)入批量化建設(shè)階段,今后一個(gè)時(shí)期每年將開工6至臺(tái)三代核電機(jī)組建設(shè)。另外,根據(jù)《核電中長期發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》的要求,我國新建核電機(jī)組必須符合三代安全標(biāo)準(zhǔn),目前國內(nèi)在建三代核電技術(shù)包括AP1000、EPR和華龍一號,技術(shù)路線將以華龍一號和AP1000為主。華龍一號是充分利用現(xiàn)有設(shè)計(jì)技術(shù)和裝備制造體系、漸進(jìn)式改進(jìn)形成的三代核電技術(shù),95%的設(shè)備采用成熟的設(shè)計(jì)和制造工藝,關(guān)鍵設(shè)備如主泵、蒸汽發(fā)生器、數(shù)字化儀控系統(tǒng)(DCS)等均采用成熟定型產(chǎn)品,具有豐富的工程應(yīng)用和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),剩下5%的新設(shè)備也完成試驗(yàn)驗(yàn)證。AP1000是采用美國西屋公司技術(shù),技術(shù)上最大的主泵問題已經(jīng)解決,目前首堆已順利完成首次并網(wǎng)發(fā)電,后續(xù)不存在關(guān)鍵路徑上的設(shè)備技術(shù)阻礙。兩種技術(shù)路線均具備了批量化建設(shè)的條件。核電沿海待建機(jī)組超80臺(tái),可滿足近10年建設(shè)需求截至2018年6月,根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),沿海廠址待建機(jī)組數(shù)至少有86臺(tái)。按現(xiàn)有規(guī)劃的目標(biāo),廠址可滿足2018~2027年年均8臺(tái)新建機(jī)組建設(shè)需求。根據(jù)草根調(diào)研,預(yù)計(jì)2018年下半年至少獲批6臺(tái)核電機(jī)組,包括寧德5、6號機(jī)組、惠州1、2號機(jī)組、漳州1、2號機(jī)組、昌江3、4號機(jī)組等采用華龍一號的8臺(tái)核電機(jī)組及石島灣1、2號機(jī)組等2臺(tái)采用CAP1400技術(shù)的核電機(jī)組獲批的可能性較大。 Page 21圖14:沿海待建機(jī)組廠址超80臺(tái),可滿足近10年建設(shè)需求資料來源:中國核電、中廣核官網(wǎng),互聯(lián)網(wǎng)核電主設(shè)備招標(biāo)先行,核電設(shè)備訂單有望在核電重啟明朗的情況下提前放量。核電主設(shè)備技術(shù)難度大,制造周期長。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn),為保證核電項(xiàng)目進(jìn)度、按期進(jìn)行設(shè)備安裝,主設(shè)備的招標(biāo)時(shí)間一般會(huì)早于核電項(xiàng)目正式核準(zhǔn)時(shí)間節(jié)點(diǎn)(項(xiàng)目核準(zhǔn)標(biāo)志著核電項(xiàng)目可正式開展土建施工)。以臺(tái)海核電主管道項(xiàng)目為例,臺(tái)海核電自2016年下半年已先后獲得寧德、漳州、昌江等6臺(tái)機(jī)組(項(xiàng)目均還未正式核準(zhǔn))的主管道和波動(dòng)管設(shè)備采購訂單。在核電重啟明朗的情況下,設(shè)備訂單有望先于核電項(xiàng)目審批開始招標(biāo)和簽訂合同。圖15:核電設(shè)備招標(biāo)大致時(shí)間節(jié)點(diǎn)資料來源:中核、中廣核電子商務(wù)平臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)多臺(tái)核電機(jī)組已提前招標(biāo),可滿足近兩年開工需求。根據(jù)不完全調(diào)研統(tǒng)計(jì),超16臺(tái)機(jī)組已提前開啟招投標(biāo)工作,包括寧德5、6號機(jī)組、惠州1、2號機(jī)組、漳州1、2號機(jī)組、昌江3、4號機(jī)組等采用華龍一號的8臺(tái)核電機(jī)組、包括三門3、4號機(jī)組、海陽3、4號機(jī)組、陸豐1、2號、徐大堡1、2號機(jī)組等8臺(tái)采用AP1000技術(shù)的核電機(jī)組以及包括石島灣1、2號機(jī)組等2臺(tái)采用CAP1400技術(shù)的核電機(jī)組,其中寧德5、6號機(jī)組核惠州1、2號機(jī)組大部分主設(shè)備已完成招標(biāo)工作。如上這些核電機(jī)組已基本具備條件,一旦審批通過可快速開工,已可滿足近兩年的開工建設(shè)需求。 Page22表7:待建核電機(jī)組已中標(biāo)情況寧德5&6惠州1&2陸豐1&2昌江3&4徐大堡1&2漳州3&4主管道臺(tái)海核電二重集團(tuán)(德陽)臺(tái)海核電臺(tái)海核電渤海造船廠臺(tái)海核電反應(yīng)堆壓力容器東方電氣,中國一重(招標(biāo)中)蒸汽發(fā)生器哈電集團(tuán)(秦皇島),上哈電集團(tuán)(秦皇島),上海海電氣電氣主泵東方阿?,m東方阿?,m哈電集團(tuán)上海凱士比穩(wěn)壓器中國一重,東方電氣中國一重,東方電氣3號:東方電氣4號:西安核設(shè)備控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(招標(biāo)中)(招標(biāo)中)華都核設(shè)備閥門江蘇神通,南通閥門,蘇州紐威,東吳機(jī)械,江蘇神通,阿姆斯壯機(jī)械,上海一核,浙江三控泵(除主泵)安徽萊恩,上海凱泉,大連深藍(lán),阿波羅機(jī)械,佶締納士,重慶水泵,阿波羅機(jī)械,大連蘇爾壽資料來源:中核集團(tuán)電子商務(wù)平臺(tái)、中廣核電子商務(wù)平臺(tái),互聯(lián)網(wǎng) Page 23核電產(chǎn)業(yè)鏈分析:高壁壘的壟斷性產(chǎn)業(yè)格局核電產(chǎn)業(yè)鏈概況核電產(chǎn)業(yè)鏈主要分為核電站建設(shè)、核電站運(yùn)營、核燃料供應(yīng)以及核廢料處理等環(huán)節(jié),其中核電站建設(shè)流程主要包括核電設(shè)計(jì)、核電設(shè)備制造、土建施工與設(shè)備安裝、調(diào)試等流程。核電站設(shè)計(jì)是指根據(jù)建設(shè)工程的要求,對建設(shè)工程所需的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境等條件進(jìn)行綜合分析、論證,編制建設(shè)工程設(shè)計(jì)文件的活動(dòng);核電設(shè)備制造包括核島設(shè)備、常規(guī)島設(shè)備和輔助設(shè)備系統(tǒng)(BOP)等設(shè)備的制造;土建施工與設(shè)備安裝是根據(jù)工程所確定的標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)文件、圖紙,經(jīng)過現(xiàn)場土建和安裝施工的集成,最終把設(shè)計(jì)藍(lán)圖轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)完整、功能齊全的核電站,主要包括核島、常規(guī)島及BOP廠房的施工和建設(shè);調(diào)試是核電站設(shè)計(jì)、制造、施工、安裝完成后,用調(diào)整試驗(yàn)的手段進(jìn)行質(zhì)量和性能符合性的檢驗(yàn),檢查缺陷和消除缺陷的過程;核燃料供應(yīng)主要包括鈾礦的開采、加工及燃料棒的供應(yīng);核電站運(yùn)營是指核電站發(fā)電及日常維護(hù)管理工作;核廢料處理主要是對核廢料短期存放、后期處理、運(yùn)輸、永久掩埋等工作。圖16:核電產(chǎn)業(yè)鏈及主要公司資料來源:中國報(bào)告網(wǎng)、各公司官網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)核電站建設(shè)流程概況核電站建設(shè)是包括前期策劃、初步可行性研究、可行性研究、設(shè)計(jì)、采購、設(shè)備監(jiān)造、施工、安裝、調(diào)試、移交運(yùn)營等一系列過程的總集成。我們以第一罐混凝土澆灌日(FCD)為分界點(diǎn)將核電站粗略分為2個(gè)大的階段。FCD是一個(gè)核電工程的“零點(diǎn)”,是一個(gè)核電站建設(shè)的重要里程碑,標(biāo)志著前期準(zhǔn)備工作的結(jié)束和核電現(xiàn)場土建工程的正式開工,通常意義上的核電審批通過后是以此節(jié)點(diǎn)進(jìn)行確認(rèn),未來核電的實(shí)質(zhì)性重啟也是以此為標(biāo)志性事件。FCD之前,核電站建設(shè)主要工作包括前期咨詢、前期準(zhǔn)備工程和開展核電站總體及初步設(shè)計(jì)等,一般至少5年以上。前期咨詢的目的是為核電建設(shè)項(xiàng)目投資決策提供咨詢,其核心是選擇一個(gè)能實(shí)現(xiàn)最佳投資的合適廠址,通常主要包括廠址普選、初步可行性研究和可行性研究三個(gè)階段。廠址普選完成后核電站建設(shè)可列入國家規(guī)劃;初步可行性研究完成后可獲取“小路條”,允許核電站開展四通一平、負(fù)挖等前期準(zhǔn)備工程;可行性研究完成后即具備了項(xiàng)目核準(zhǔn)的必要條件;此后順利通過安全、環(huán)境兩平報(bào)告審查之后,核電站將有望獲取建造許可證,實(shí)現(xiàn)FCD。在項(xiàng)目核準(zhǔn)之后,核電站同時(shí)開始開展核電站的總體及初步 age 24設(shè)計(jì)。FCD之前的階段一般至少需要5年以上時(shí)間。FCD之后,核電站建設(shè)主要工作包括設(shè)計(jì)、采購、施工、調(diào)試直至移交運(yùn)營等環(huán)節(jié),一般至少5年以上。核電站設(shè)計(jì)即指按照規(guī)定的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)導(dǎo)則和設(shè)計(jì)程序,在相應(yīng)的設(shè)計(jì)體系和設(shè)計(jì)平臺(tái)上,運(yùn)用專業(yè)技能知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),編制和出版設(shè)計(jì)文件、圖紙、計(jì)算書、技術(shù)規(guī)范書等活動(dòng)過程,貫穿核電站建設(shè)始終,總共歷時(shí)約10年左右;設(shè)備采購在設(shè)計(jì)工作完成之后陸續(xù)展開,等待設(shè)備制造完成后,根據(jù)項(xiàng)目施工進(jìn)展陸續(xù)運(yùn)輸至現(xiàn)場進(jìn)行安裝調(diào)試;核電站施工是根據(jù)工程所確定的標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)文件、圖紙,經(jīng)過現(xiàn)場土建和安裝施工的集成,最終把設(shè)計(jì)藍(lán)圖轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)完整、功能齊全的核電廠,主要包括土建施工(2年)和設(shè)備、系統(tǒng)安裝工程(2年);調(diào)試是核電站設(shè)計(jì)、制造、施工、安裝完成后,用調(diào)整試驗(yàn)的手段進(jìn)行質(zhì)量和性能符合性的檢驗(yàn),檢查缺陷和消除缺陷的過程,通常歷時(shí)1年;調(diào)試完成后將進(jìn)行工程移交,核電站進(jìn)入準(zhǔn)備商運(yùn)階段。圖17:核電建設(shè)整體流程設(shè)計(jì)采購施工調(diào)試審批節(jié)點(diǎn)普選半年期初可研1年咨詢可研1.5年
列入規(guī)劃論證保護(hù)、項(xiàng)場平路條目審項(xiàng)目核準(zhǔn)批總體、初步前期準(zhǔn)備3年:四通一兩評審查設(shè)備采購平、負(fù)挖建造許可證執(zhí)(FCD)施工圖設(shè)計(jì)照申3年設(shè)備制造4土建施工2工請年年程設(shè)計(jì)裝料許可證服務(wù)階段5設(shè)備安裝2設(shè)備運(yùn)輸年:年現(xiàn)場服務(wù)竣工圖調(diào)試運(yùn)行1設(shè)計(jì)回訪年工程移交資料來源:中廣核官網(wǎng),互聯(lián)網(wǎng)核電站建設(shè)中主要包括穹頂?shù)跹b、EESR、熱試完成、裝料及并網(wǎng)等關(guān)鍵里程碑。穹頂?shù)跹b完成意味著土建工程結(jié)束,核電站將全面轉(zhuǎn)入以設(shè)備安裝為主的施工階段;EESR(EndofErectionStatusReport)意味著某一系統(tǒng)/子系統(tǒng)的安裝完成,該系統(tǒng)轉(zhuǎn)入調(diào)試階段;熱試全稱熱態(tài)功能試驗(yàn),是核反應(yīng)堆裝載核燃料前的綜合性能試驗(yàn),熱試完成意味著核電站具備裝料條件;裝料指的是裝載核燃料,作為核電站建設(shè)中有核與無核的分界點(diǎn),它是核電站并網(wǎng)發(fā)電前最后的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié);并網(wǎng)發(fā)電意味著核電站建設(shè)基本完成,具備商運(yùn)條件。 Page 25圖18:核電站建設(shè)關(guān)鍵里程碑資料來源:中核、中廣核電子商務(wù)平臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)核電市場規(guī)模2020年前超4500億元核電市場規(guī)模2020年前超4500億元。根據(jù)《電力發(fā)展十三五規(guī)劃(2016-2020年)》和《能源發(fā)展十三五規(guī)劃》的意見,仍需建設(shè)超3000萬千瓦核電機(jī)組才能滿足規(guī)劃要求,以AP1000機(jī)組作為后續(xù)待建機(jī)組的代表機(jī)型估算,單臺(tái)機(jī)組裝機(jī)功率125萬千瓦,造價(jià)以批量化建設(shè)后16000元/千瓦保守估計(jì),對應(yīng)單臺(tái)核電機(jī)組造價(jià)200億元,再按照年均開工8臺(tái)核電機(jī)組計(jì)算,每年核電市場規(guī)模1600億元,2020年前核電市場規(guī)模4800億元。在核電站投資中,一般核電設(shè)備投資占比約50%,據(jù)此估算每年核電設(shè)備市場規(guī)模約800億元,2020年前核電設(shè)備市場規(guī)模約2400億元,其中核島設(shè)備投資占比約一半;基礎(chǔ)建設(shè)占比約40%,2020年前其市場規(guī)模約1920億元;其他輔助設(shè)施占比約占10%,2020年前市場規(guī)模約480億元。圖19:核島投資中設(shè)備投資占一半 圖20:設(shè)備投資中核島設(shè)備占55%10%20%50%52%40%28%核電設(shè)備基礎(chǔ)建設(shè)輔助設(shè)施核島常規(guī)島輔助設(shè)備系統(tǒng)(BOP)資料來源:中國知網(wǎng),互聯(lián)網(wǎng)資料來源:產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng),互聯(lián)網(wǎng)核電產(chǎn)業(yè)鏈核島關(guān)鍵零部件毛利率最高。從產(chǎn)業(yè)鏈的毛利率來看,核島關(guān)鍵零部件的利潤率最高,高達(dá)45%左右,其次是電站運(yùn)營(36%)和核島設(shè)備(35%),再是常規(guī)島設(shè)備和施工建設(shè),利潤率約為10%。將核島和常規(guī)島的主設(shè)備的毛利率進(jìn)行比較,堆內(nèi)構(gòu)件的利潤率最高,高達(dá)61%,接著是主泵(40%)和鑄鍛件(38%),再是汽輪機(jī)(30%)和蒸汽發(fā)生器(28%),發(fā)電機(jī)、壓力容器和汽水分離器的毛利率均較低,分別為22%、20%和19.8%。 Page 26圖21:核電產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的毛利率比較圖22:核電設(shè)備毛利率比較50%45%70%61%40%36%35%60%50%40%38%30%40%30%28%20%10%10%30%22%20%19.8%10%20%0%10%0%資料來源:中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng) 資料來源:中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)核電設(shè)計(jì):中核、中廣核占領(lǐng)主要市場我國核電設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)主要由中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院、深圳中廣核工程設(shè)計(jì)有限公司、國核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院及上海核工程研究設(shè)計(jì)院等四家公司承擔(dān),其中中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院和深圳中廣核工程設(shè)計(jì)有限公司占據(jù)主要市場。中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院是中國商用核電站設(shè)計(jì)的排頭兵。中國核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院隸屬于中國核工業(yè)集團(tuán)公司,2002年設(shè)計(jì)的秦山核電二期工程核反應(yīng)堆及反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)投入使用,是其進(jìn)行商用核電站自主設(shè)計(jì)的起點(diǎn),該電站是我國第一座自主設(shè)計(jì)、自主建造、自主調(diào)試和自主管理運(yùn)行的商用核電站;中核設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的嶺澳二期工程,是我國首次自主設(shè)計(jì)的百萬千瓦級大型商用壓水堆核電項(xiàng)目,2010年3號機(jī)組成功并網(wǎng)并投入商運(yùn),標(biāo)志著我國已基本具備百萬千瓦級核電研究設(shè)計(jì)的能力。截止目前,中核設(shè)計(jì)院承擔(dān)了20臺(tái)機(jī)組的核電工程設(shè)計(jì)任務(wù),設(shè)計(jì)范圍從反應(yīng)堆及反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)及相關(guān)儀控系統(tǒng)擴(kuò)展到核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)(NSSS)。表8:中國核動(dòng)力設(shè)計(jì)研究院承擔(dān)核電工程設(shè)計(jì)任務(wù)項(xiàng)目名稱機(jī)組數(shù)(臺(tái))設(shè)計(jì)范圍秦山二期擴(kuò)建工程2反應(yīng)堆及反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)及相關(guān)儀控系統(tǒng)嶺澳二期核電工程2反應(yīng)堆及反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)紅沿河核電工程4核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)(NSSS)寧德核電工程2核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)(NSSS)陽江核電工程2核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)(NSSS)方家山核電工程2反應(yīng)堆及反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)福清核電工程4反應(yīng)堆和反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)及相關(guān)儀控系統(tǒng)海南昌江核電工程2反應(yīng)堆和反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)及相關(guān)儀控系統(tǒng)資料來源:中國核動(dòng)力設(shè)計(jì)研究院,互聯(lián)網(wǎng)深圳中廣核工程設(shè)計(jì)有限公司后來居上,承建核電機(jī)組最多。深圳中廣核工程設(shè)計(jì)有限公司是我國首家集核電站核島、常規(guī)島、電站輔助設(shè)施及全廠總體設(shè)計(jì)為一體的核電、火電工程設(shè)計(jì)高新技術(shù)單位。公司創(chuàng)建于2005年5月成立,隸屬于中廣核集團(tuán)。公司目前承擔(dān)了40多個(gè)核電項(xiàng)目的前期咨詢與技術(shù)支持工作,7個(gè)在建或擬建項(xiàng)目22臺(tái)核電機(jī)組的工程設(shè)計(jì)工作,是國內(nèi)承建核電機(jī)組 Page 27最多的設(shè)計(jì)單位。國核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院主要負(fù)責(zé)AP1000三代核電技術(shù)的引消吸及再創(chuàng)新工作。國核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院是國內(nèi)AP/CAP三代核電(CI+BOP)研究、規(guī)劃、設(shè)計(jì)的引領(lǐng)者,全面參與AP1000三代核電技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收和再創(chuàng)新,完成山東海陽核電一期工程設(shè)計(jì),國內(nèi)第一家具備AP1000三代核電常規(guī)島全過程設(shè)計(jì)能力,承擔(dān)具有四代特征的榮成高溫堆核電、國家重大專項(xiàng)CAP1400核電、徐大堡核電、白龍核電等工程常規(guī)島設(shè)計(jì),在山東、黑龍江、廣西等十余個(gè)省份開展核電選址和前期工作。上海核工程研究設(shè)計(jì)院是國內(nèi)首家由核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)開發(fā)、設(shè)計(jì),直至完成核電廠工程設(shè)計(jì),并經(jīng)建造、運(yùn)行驗(yàn)證,深刻經(jīng)歷了核電技術(shù)自主化發(fā)展過程的研究設(shè)計(jì)院,也是我國第一座自行研究、設(shè)計(jì)、建造的秦山核電站的總體設(shè)計(jì)院。此外,上海院具有自主設(shè)計(jì)研發(fā)30萬千瓦核電站的能力,也具備自主研發(fā)設(shè)計(jì)二代改進(jìn)型百萬千瓦級核電站的能力。目前正承擔(dān)著AP1000依托項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)、國產(chǎn)化AP1000核電工程設(shè)計(jì)、大型先進(jìn)壓水堆核電站國家重大專項(xiàng)研發(fā),以及出口巴基斯坦核電工程二期、遼寧紅沿河核電工程設(shè)計(jì)及技術(shù)服務(wù)等核電工程任務(wù)。設(shè)備制造:國企壟斷為主,細(xì)分領(lǐng)域民企快速成長核電設(shè)備主要分為核島設(shè)備、常規(guī)島設(shè)備和輔助設(shè)備系統(tǒng)(BOP)。核電站主要由核島和常規(guī)島組成,核島主要用于核反應(yīng)堆的運(yùn)行,常規(guī)島主要用于將核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋:藣u主設(shè)備主要包括核反應(yīng)堆(包括堆芯、壓力容器、堆內(nèi)構(gòu)件)、反應(yīng)堆冷卻劑泵、蒸汽發(fā)生器、控制棒及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、穩(wěn)壓器、主管道等,常規(guī)島設(shè)備主要包括汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、汽水分離再熱器等。輔助設(shè)備系統(tǒng)即核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)之外的部分,包括供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)(HVAC系統(tǒng))、排水系統(tǒng)等。圖23:核電站主設(shè)備及主要供應(yīng)商資料來源:北極星電力網(wǎng),互聯(lián)網(wǎng)四大國企壟斷主要設(shè)備市場,民營企業(yè)細(xì)分領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢地位。核電設(shè)備行業(yè) Page 28存在較高的行業(yè)壁壘。從技術(shù)壁壘上講,核電設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)難度大,技術(shù)門檻高,同時(shí)核電對安全和質(zhì)量的要求需要技術(shù)相對成熟可靠,一般需要供貨商有過往的供貨業(yè)績;從準(zhǔn)入資質(zhì)壁壘上講,企業(yè)生產(chǎn)核電設(shè)備需要獲得民用核設(shè)備的設(shè)計(jì)制造資質(zhì),其中核一級、二級資質(zhì)獲取難度極大,需要企業(yè)長期的技術(shù)積累和資本投入;從資金壁壘上講,核電設(shè)備生產(chǎn)需投入大量資金用建設(shè)廠房和購買專用設(shè)備,而且核電設(shè)備合同金額大,周期長,也將占用大量流動(dòng)資金。正因?yàn)橐陨显?,核電市場呈現(xiàn)壟斷競爭的態(tài)勢。核電站主設(shè)備主要由上海電氣、東方電氣、哈電集團(tuán)、中國一重及中國二重壟斷,包括反應(yīng)堆壓力容器、堆內(nèi)構(gòu)件、控制棒及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、穩(wěn)壓器、蒸汽發(fā)生器、汽輪發(fā)電機(jī)、主冷卻劑泵等;近年來,部分民營企業(yè)占據(jù)細(xì)分領(lǐng)域主導(dǎo)地位,并通過產(chǎn)品線延伸進(jìn)一步發(fā)展。比如臺(tái)海核電在主管道領(lǐng)域取得主導(dǎo)地位,2017年國內(nèi)市場份額60%,業(yè)務(wù)進(jìn)一步延展到主泵泵殼,與應(yīng)流股份二分天下。另外,浙富控股在控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)領(lǐng)域取得領(lǐng)先地位,江蘇神通、紐威股份、大連大高等企業(yè)在閥門市場取得主導(dǎo)地位。核電設(shè)備投資中,主設(shè)備投資占據(jù)主要份額。核島中,各核島設(shè)備的投資占比分別為:壓力容器約24%,堆內(nèi)構(gòu)件約6%,反應(yīng)堆冷卻劑泵約8%,蒸汽發(fā)生器約17%、控制棒及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)約4%、穩(wěn)壓器2%,閥門約12%、主管道約3%、燃料運(yùn)輸系統(tǒng)約4%,其他約20%;常規(guī)島中,各常規(guī)島設(shè)備的投資占比分別為:汽輪機(jī)約24%,發(fā)電機(jī)約18%,汽水分離再熱器12%,其他46%。圖24:核電站投資成本占比圖25:核電設(shè)備投資成本占比20%壓力容器24%堆內(nèi)構(gòu)件反應(yīng)堆冷卻劑泵3%蒸汽發(fā)生器3%6%控制棒及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)穩(wěn)壓器12%8%閥門2%主管道4%17%燃料運(yùn)輸系統(tǒng)料來源:中國知網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)資料來源:中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng) 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29表9:核電設(shè)備細(xì)分設(shè)備市場規(guī)模設(shè)備占比2018-2020市場規(guī)模(億元)主要廠商核電設(shè)備100%1800核島設(shè)備52%936壓力容器12.5%225上海電氣、東方電氣、哈爾濱電氣、中國一重堆內(nèi)構(gòu)件3.1%56上海電氣、東方電氣、中國一重反應(yīng)堆冷卻劑泵4.2%75哈爾濱電氣、東方電氣、沈鼓集團(tuán)蒸汽發(fā)生器8.8%159上海電氣、東方電氣、哈爾濱電氣、中國一重控制棒及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2.1%37上海電氣、東方電氣、浙富控股穩(wěn)壓器1%19東方電氣、上海電氣、哈爾濱電氣、中國一重閥門6.2%112中核科技、江蘇神通、應(yīng)流股份、紐威股份主管道1.6%28臺(tái)海核電、中國一重、中國二重燃料運(yùn)輸系統(tǒng)1.6%28東方電器、上海電氣、哈爾濱電氣其他10.4%187常規(guī)島設(shè)備28%504汽輪機(jī)6.4%115發(fā)電機(jī)5%90東方電氣、上海電氣、哈爾濱電氣汽水分離再熱器3.4%61其他12.9%234輔助設(shè)備系統(tǒng)(BOP)20%360資料來源:中廣核、中核電子商務(wù)平臺(tái),互聯(lián)網(wǎng)土建施工與設(shè)備安裝:核島中國核建獨(dú)大,常規(guī)島多強(qiáng)并存核電站的土建工程與設(shè)備安裝主要包括前期準(zhǔn)備工程、土建工程和設(shè)備安裝及其他核電站相關(guān)工程,其中前期準(zhǔn)備工程是核電站FCD正式開工前的階段,土建工程和設(shè)備安裝是核電建設(shè)中的階段,兩者均可以細(xì)分為核島、常規(guī)島以及BOP的施工和安裝。一般而言,有關(guān)核島的土建施工和安裝難度最高,常規(guī)島次之。核電站核島土建工程與設(shè)備安裝呈現(xiàn)中國核建一家獨(dú)大的競爭格局。核島建設(shè)工程的難度與特殊性最高,一直以來幾乎都被中國核工業(yè)建設(shè)集團(tuán)有限公司一家壟斷,其中子公司中核工業(yè)華興建設(shè)有限公司主要負(fù)責(zé)核島土建施工業(yè)務(wù),中核二三建設(shè)公司負(fù)責(zé)核島設(shè)備安裝業(yè)務(wù)。中國核建是國內(nèi)外唯一一家連續(xù)30余年不間斷從事核電建造的企業(yè)集團(tuán),承擔(dān)了我國大陸和出口的所有核電機(jī)組的建造任務(wù)(合計(jì)63臺(tái),數(shù)據(jù)截止2017年6月底),掌握了包括壓水堆、重水堆、實(shí)驗(yàn)快中子堆、高溫氣冷堆等各種堆型、各種規(guī)格系列的核電建造能力,具備同時(shí)承擔(dān)40臺(tái)核電機(jī)組的建造資源和能力,中國核建正在承建的核電項(xiàng)目包括紅沿河、陽江、臺(tái)山、防城港、福清、田灣、三門、海陽、石島灣以及巴基斯坦恰希瑪、卡拉奇等11個(gè)項(xiàng)目共23臺(tái)機(jī)組,是世界上在建機(jī)組數(shù)量最多的企業(yè),中國核建在市場中處于絕對主導(dǎo)地位。另外,廣東火電工程總公司參與部分核島設(shè)備安裝業(yè)務(wù)。核電站常規(guī)島土建工程與設(shè)備安裝呈現(xiàn)多強(qiáng)并存的局面。在常規(guī)島土建工程中,中國建筑第二工程局有限公司和中核工業(yè)華興建設(shè)有限公司共同占據(jù)主導(dǎo)地位,中建二局參與承建了大亞灣核電站、嶺澳一期、二期、臺(tái)山、紅沿河等多個(gè)核電站的常規(guī)島土建工程;常規(guī)島與輔助設(shè)備安裝準(zhǔn)入門檻相對較低,且與火電站相應(yīng)工程相似度較高,各大型火電建設(shè)企業(yè)也紛紛想要分一杯羹,如廣東火電工程公司、浙江火電建設(shè)公司等,廣東火電工程公司先后承建了嶺澳核電站常規(guī)島設(shè)備安裝、臺(tái)山核電站常規(guī)島及BOP安裝、陽江核電廠常規(guī)島及 Page 30BOP安裝、海南昌江核電站1、2號機(jī)組常規(guī)島及BOP安裝等工程任務(wù),廣東火電工程公司先后參建了秦山核電、方家山核電、三門核電等14臺(tái)核電常規(guī)島裝機(jī)工程任務(wù)。表10:核電工程建設(shè)公司承建的主要項(xiàng)目公司土建施工設(shè)備安裝紅沿河核電站一、二期、田灣核電站一、二期、寧德核電站、中國核工業(yè)華興建陽江核電站、臺(tái)山核電站、防城港核電站、巴基斯坦恰希瑪核設(shè)有限公司電站、嶺澳核電站一、二期、大亞灣核電站、秦山核電站三期等防城港核電站核島安裝、臺(tái)山核電站一期1、2號機(jī)組核島安裝、福清核電站核島和部分輔助系統(tǒng)(BOP)子項(xiàng)的安裝、方家山核電核島安裝、陽江核電站一期1、2號機(jī)組核島安裝、寧德核電站一中國核工業(yè)二三建期核島安裝、紅沿河核電站核島安裝、在秦山二期擴(kuò)建工程3號核設(shè)有限公司電機(jī)組的核島安裝、嶺澳一期、二期全部核島設(shè)備的安裝、田灣核電站核島安裝、秦山二期、三期核電站核島安裝、大亞灣核電站核島安裝、秦山核電站核島及輔助系統(tǒng)(BOP)的安裝等臺(tái)山核電站2號機(jī)組核島土建、嶺澳二期常規(guī)島部分土建、中國建筑第二工程大亞灣、嶺澳一期、二期常規(guī)島部分土建、紅沿河1-4號機(jī)組局有限公司常規(guī)島工程、臺(tái)山1、2號機(jī)組常規(guī)島工程陽江核電站6號機(jī)組常規(guī)島土建施工、嶺澳核電站部分核島主嶺澳核電站常規(guī)島設(shè)備安裝、核島大件設(shè)備運(yùn)輸和吊裝、臺(tái)山核電廣東火電工程有限系統(tǒng)施工站常規(guī)島及輔助系統(tǒng)(BOP)安裝、陽江核電廠部分核島安裝、陽公司江核電站5、6號機(jī)組的核島安裝工程、陽江核電站6號機(jī)組常規(guī)島安裝浙江火電建設(shè)有限秦山一期、二期、三期的常規(guī)島安裝、大亞灣核電廠核島輔助管道公司安裝、三門1、2號機(jī)組常規(guī)島安裝資料來源:各公司官網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)核燃料供應(yīng):中核一家獨(dú)大核燃料循環(huán)是指核燃料進(jìn)入反應(yīng)堆前的制備和在反應(yīng)堆中燃燒及以后處理的整個(gè)過程,包括鈾的采礦、加工提純、化學(xué)轉(zhuǎn)化、同位素濃縮、燃料元件制造、元件在反應(yīng)堆中使用、核燃料后處理、廢物處理和處置等。圖26:核燃料循環(huán) Page 31資料來源:北極星電力網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)核燃料是指含有易裂變核素,能夠在反應(yīng)堆內(nèi)實(shí)現(xiàn)自持鏈?zhǔn)胶肆炎兎磻?yīng)的物質(zhì)。它是核電機(jī)組持續(xù)輸出電力的能量之源。當(dāng)今核電站使用的核燃料主要是鈾235,且純度需達(dá)到3%(而鈾235在天然鈾中的含量僅為0.71%),因此鈾燃料的生產(chǎn)、供應(yīng)是核燃料的重點(diǎn)。天然鈾是以礦石形式存在的,經(jīng)過勘、探開采、水冶鈾轉(zhuǎn)化與濃縮等過程,最終送往核燃料加工廠制造,目前核燃料主要由中核下屬的鈾業(yè)公司進(jìn)行制造。由二氧化鈾組成的燃料芯塊是核燃料元件棒最核心的材料,是反應(yīng)產(chǎn)生熱量的主要原料。鈾礦石經(jīng)過水冶廠冶煉提純后,得出鈾礦粉俗稱黃餅,黃餅經(jīng)過復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)和濃縮等步驟,將天然鈾中豐度0.7%左右的鈾235,逐步濃縮到4.5%左右,
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