核能发电行业清洁能源新纪元，核能发电的技术革新与安全前景 头豹词条报告系列

Leadleo.com 核能发电行业：清洁能源新纪元，核能发电的技术革新与安全前景头豹词条报告系列 饶立杰·头豹分析师 2024-05-10未经平台授权，禁止转载 版权有问题？点此投诉 电力、热力、燃气及水生产和供应业/电力、热力生产和供应业/电力生产/核能发电 公共事业/公共事业 行业： 核电站 核能 关键词： 行业定义 核能发电行业是利用核裂变反应释放的能量转化为电… AI访谈 行业分类 按照核反应堆堆形的分类方式，核能发电行业可以分… AI访谈 行业特征 核能发电行业的特征包括发电具有清洁性和稳定性、… AI访谈 发展历程 核能发电行业 目前已达到3个阶段 AI访谈 产业链分析 上游分析中游分析下游分析 AI访谈 行业规模 核能发电行业规模暂无评级报告 AI访谈SIZE数据 政策梳理 核能发电行业相关政策5篇 AI访谈 竞争格局 AI访谈数据图表 摘要本文介绍了核能发电行业的工作原理、特点和面临的挑战，以及新型核电技术的发展和市场前景。从清洁性和稳定性角度来看，核能发电是一种更加环保和可靠的能源选择。随着新型核电技术的不断进步，核能行业进入新的发展阶段，为核能行业带来更高的安全性、效率和可持续性。未来，中国核能发电行业将有广阔的市场前景，受到工业蒸汽需求量、海水淡化需求和供暖需求等因素的驱动，市场规模将继续扩大。 核能发电行业定义[1] 核能发电行业是利用核裂变反应释放的能量转化为电能的产业，其工作原理基于重核（如铀、钚等）被中子轰击后发生核分裂，释放出大量能量的过程。核能发电行业具有高效、低排放、可持续等特点，能满足日益增长的能源需求，同时减少化石燃料的使用和碳排放。随着核电技术的不断进步，核能行业进入新的发展阶段，新的反应堆设计、核燃料循环与处理技术等创新技术的出现为核能行业带来更高的安全性、效率和可持续性。然而，核能发电行业面临着挑战，如核废料处理、核辐射安全等问题，需行业内外共同努力解决。同时，公众对于核能 的接受度是影响核能发电行业发展的重要因素之一。 [1]1：https://www.nea.g… 2：国家能源局 核能发电行业分类[2] 按照核反应堆堆形的分类方式，核能发电行业可以分为如下类别： 核能发电行业基于核反应堆堆形的分类 压水堆核电站 压水堆核电站是一种重要的热能源利用形式，通过利用核燃料放射出的热量转换成电能。压水堆核电站采用微粒核燃料，利用放射性衰变反应热量，通过循环内流动的水作为反应堆材料中子的传递介质，将反应堆的热能输出给机组相应的换热工艺，进而转化为电能。压水堆核电站的运作过程包括铀矿石被加工成浓缩的铀燃料棒并装入核反应堆，核燃料在反应堆中被中子激活引发核裂变反应产生大量热量，热量传递给循环系统产生蒸汽，蒸汽驱动涡轮机旋转，进而带动发电机运转将机械能转化为电能。同时，冷却剂循环使蒸汽冷凝成水并重新注入反应堆，确保反应堆持续稳定运行。 核能发电分类 重水堆核电站 重水堆核电站是以重水作为慢化剂的反应堆为热源的核电站，并直接利用天然铀作为核燃料，并可用轻水或重水作冷却剂。重水堆核电站的工作原理主要包括中子产生、中子减速和中子传递三个过程。在燃料元件中，中子与核燃料原子相互作用产生裂变反应，释放出大量能量。重水作为慢化剂和冷却剂，能有效减速中子，提高中子与核燃料原子发生相互作用的概率。其中，中子在燃料堆中传递，与燃料原子发生裂变反应，释放出的能量转化为热能，最终通过热能产生蒸汽驱动涡轮发电机组，产生电能。 高温气冷堆核电站 高温气冷堆核电站采用高温气冷堆作为热源，利用气体工质进行热量传递和转换。相比较传统的水冷堆需要水冷剂的循环和压力控制系统，高温气冷堆采用的气体工质能够在高温下稳定工作，不容易引起爆炸和泄漏等问题，降低安全风险。同时，高温气冷堆还具有自稳定和自动关机的特性，一旦出现异常情况，能够及时停机，减少进一步的危险。在结构上，高温气冷堆核电站的堆芯设计有多种形式，如球床堆芯和柱床堆芯等。以上设计能实现更高效的核燃料利用和热量传递，提高核电站的整体性能。 [2]1：http://spi.mee.gov… 2：国家核安全局 核能发电行业特征[3] 核能发电行业的特征包括发电具有清洁性和稳定性、新型核电技术发展迅速、市场前景广阔。 1发电具有清洁性和稳定性 从清洁性角度来看，核能发电与化石能源发电相比，其发电过程中几乎不产生温室气体，碳排放量极低，因此对环境的影响相对较小。因此，核能发电成为一种更加环保的能源选择。此外，核能发电在稳定性方面表现出色。由于核能发电站利用核裂变反应释放的能量来产生电力，这一过程相对稳定且连续，因此核能发电站的利用小时数通常较高。相较于风能、太阳能等清洁能源发电方式，核能发电不易受到天气、地区等外部因素的干扰。无论是风雨交加还是晴空万里，核能发电站能保持稳定的电力输出，为社会提供持续可靠的能源支持。 2新型核电技术发展迅速 在新型核电技术方面，各国在积极研发和推广更加安全、高效、环保的核电技术。例如，中国已建成投运的“华龙一号”和在建的“国和一号”，且具有自主知识产权的第三代核电技术。此外，第四代核电技术在全球范围内受到广泛关注。第四代核电技术设计概念更加先进，包括高温气冷堆、超临界水堆、熔盐堆等，以上技术旨在进一步提高核电的安全性、经济性和废物处理能力。同时，随着核聚变技术的不断突破，聚变能商业化的前景愈发明朗，并将为人类提供更加清洁、无限的能源。 3市场前景广阔 随着全球能源结构的转型和中国对清洁能源需求的增加，核能发电行业在中国具有广阔的市场前景。根据预测，未来几十年内，中国核电装机容量和发电量将继续保持快速增长，为核电行业的发展提供巨大的市场空间。 [3]1：https://nnsa.mee.… 2：国家核安全局 核能发电发展历程[4] 核能发电行业可以分为三个阶段， 启动期1995~2004 1997年，中国国家电力公司的成立标志着政企分开模式的正式启动。 2002年，《电力体制改革方案》的颁布，代表中国电力体制的改革，并逐步实行“竞价上网”。截至2004年年底，中国新建秦山二期2台自主设计压水堆机组、岭澳一期2台法国压水堆机组、秦山三期2台加拿大压水堆机组，共6台机组建成并网发电。 中国确立政企分开模式，并推进电力体制改革。同时，中国与国际合作、加快建设速度，进而实现并 网发电。 高速发展期2005~2024 2006年，国务院常务会议正式审议并通过《核电中长期发展规划（2005-2020年）》，其中明确提 出“积极推进核电建设”的战略方向。2014，国务院办公厅正式对外公布《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》。该计划明确设定核电发展的目标，即到2020年，核电装机容量应达到5,800万千瓦，同时，在建核电容量需超过3,000万千瓦。 截至2023年年底，中国核能发电达4,332.56亿千瓦时。 中国重视核电发展，并明确战略规划。通过量化发展目标，推动核能发电行业的持续、健康、快速发 展。 萌芽期（1983-1994年），中国建成核电站并投入商运，同时中国核电行业逐渐与国际接轨；启动期 萌芽期1983~1994 1985年，中国开始建设第一座自主设计的核电站——秦山核电站。 1991年，秦山核电站首次并网投入运行。 1994年，秦山核电站正式投入商运。 1994年，中国成功从法国引进两套M310型百万千瓦核电机组，并在广东大亚湾顺利投入商运。 中国凭借自身实力成功设计并建造核电站，成为全球第七个拥有自主建设核电站的国家。同时，中国在核电建设领域首次展开国际合作。 （1995-2004年），中国新建6座核电站，并重组电力体制；高速发展期（2005年至今），中国不断完善核能发电行业，并将其列入战略能源。 [4]1：https://nnsa.mee.… 2：国家核安全局 核能发电产业链分析 [12 核能发电行业产业链上游为核燃料及核设备的供给环节，主要包括铀勘探、铀采冶、核电机组设备等；产业链中游为核能发电环节，主要负责生产电力；产业链下游为核电站的建设运维、燃料后处理以及电力应用环节，主要负责电力生产后维护、传输以及销售。[6] 核能发电行业产业链主要有以下核心研究观点：[6] 中国高端阀门市场展现出鲜明的“高进低出”特征。 中国阀门产量保持上升趋势，但高端阀门仍依赖进口。2022年，中国阀门产量669.8万吨，同比增长6.2%。同年，中国是阀门的主要出口地区为美国、韩国、日本、意大利等。其中，2022年中国向美国出口的阀门零件高达117,618.1吨，金额达64.3亿元，其占出口比重最高。值得关注的是，高端阀门市场的主导权主要掌握在欧洲、美国及日本等知名厂商手中。2022年，中国进口阀门在市场中占比基本约为20%，且进口阀门及其类似装 置的规模达到82.6亿美元。然而这表明，中国高端阀门进口替代市场空间广阔。 中国在运核电站均布局在沿海城市，同时在建核电站呈现往内陆地区建设的趋势。 目前，中国的核电站主要分布在东部沿海的八个省份，自北向南依次为辽宁、山东、江苏、浙江、福建、广东、广西以及海南。截至2023年9月底，中国共有55台在运行核电机组，且装机容量达56,993.34MWe。值得关注的是，经过初步可行性研究报告的审查，中国共有43个项目核电得到确认。其中，内陆核电项目占据30个，且主要分布在辽宁、吉林、安徽、河南、四川以及重庆等八个省市，而剩余的项目则位于沿海省市。内陆核电项目的布局不仅拓宽中国的能源供应渠道，同时为当地经济发展注入新的动力，更是构建中国核电发展的多元化格局。 [6] 生产制造端 核燃料及核设备供应商 上游厂商 江西铜业股份有限公司 查看全部 中核苏阀科技实业股份有限公司 金堆城钼业股份有限公司 产业链上游说明 受宏观因素影响，天然铀价格波动较大。 铀作为有色金属，具有较强的金融工具属性，其价格容易受到多种宏观因素的影响。2022年第一季度，受到俄乌冲突和美国制裁俄罗斯铀产品的影响，铀价迅速上涨，从年初的42.5美元/磅上涨至4月 上 产业链上游 中 中旬的63.8美元/磅，上涨幅度达50.1%。随后受到美联储加息影响，短期金融市场包括铀市场的融资 能力下降，这使得铀价格在5月跌至45美元/磅。虽然在第二季度中，铀价格整体保持稳定，但随第三季度美联储再一次加息，铀价格重新下跌。在第四季度中，投资者对市场保持乐观态度，进而铀价格 小幅度上涨并稳定在合理区间。可见，核能发电生产商面临采购成本波动的风险。 中国高端阀门市场展现出鲜明的“高进低出”特征。 中国阀门产量保持上升趋势，但高端阀门仍依赖进口。2022年，中国阀门产量669.8万吨，同比增长6.2%。同年，中国是阀门的主要出口地区为美国、韩国、日本、意大利等。其中，2022年中国向美国出口的阀门零件高达117,618.1吨，金额达64.3亿元，其占出口比重最高。值得关注的是，高端阀门市场的主导权主要掌握在欧洲、美国及日本等知名厂商手中。2022年，中国进口阀门在市场中占比基本约为20%，且进口阀门及其类似装置的规模达到82.6亿美元。然而这表明，中国高端阀门进口替 代市场空间广阔。 品牌端 核能发电生产商 中游厂商 福建福能股份有限公司 查看全部 华能国际电力股份有限公司 大唐国际发电股份有限公司 产业链中游 产业链中游说明 钠冷快堆核电站将成为核能发电行业的新技术之一。 由于钠冷快堆核是一种更先进、更高效、更安全的核能利用方式，已被国际认作为第四代核能的堆型。液态金属钠作为冷却剂的钠冷快堆能够将天然铀资源的利用率提高至60%以上，远高于目前约1%的水冷反应堆。这意味着钠冷快堆核电站将成为未来核电站的发展趋势。目前，中国已成功建成钠冷快中子实验堆，并正在着重建设600MWe（CFR600）的钠冷快中子示范核电站。可见，未来将有更多钠冷快堆核电站应用于核能发电的使用中。