核电项目规划及核电产业链梳理20240830

1. 核电项目规划与发展•从2022 年开始，中国每年核准10 台核电机组，2024 年为10 台加1 台高温气冷堆。业内乐观估计每年8 到10 台机组的核准速度将持续至2035年，目标是将核电发电量占比从目前的5%提升至2030 年到2035 年的10%。与世界主要核能国家20%的核电占比相比，中国核电仍有较大增长空间。 •目前核电项目主要集中在沿海地区，未来十年内厂址储备充足。内陆核电项目如湖南桃花江、江西彭泽、湖北咸宁等因安全性考虑暂未启动，但未来仍有可 2. 核电技术与安全性•三代和四代核电技术在安全性上有显著提升。三代核电如AP1000和华龙一号采用双层安全壳和非能动冷却系统，四代堆如高温气冷堆和钠冷快堆在安全系数和选址要求上更具优势。四代堆的小型化和灵活布置使其在特定场合经济性更好。 •高温气冷堆在设计上与传统压水堆有显著不同，具有较高的蒸汽出口温度，适合应用于海水淡化和石化产业。其燃料球设计使其本质安全性高，不会发生熔 堆事故，运行压力较低，适合更多非电领域的应用。 3. 核电出海与国际合作•中国在核电出海方面已有成功案例，如巴基斯坦的多个项目。尽管政治因素影响了部分项目进展，但中国的核电技术和设备制造能力在国际市场上具有竞争力。未来中东、非洲和东欧等地区被视为潜在市场。 •中核集团与阿根廷签署的阿图查三号机组项目虽进展缓慢，但显示出中国在国际核电市场的承包能力。尽管政治地缘因素是主要挑战，中国在核电设备的国 产化率已达到95%以上，具备较强的国际竞争力。 4. 核电站造价与设备供应•三代压水堆如华龙一号单台机组造价约200 亿人民币，其中设备占比55%到60%。核岛设备是主要成本，核岛内的一回路设备如反应堆压力容器、蒸汽发生器等是最昂贵的部分。 •核电设备供应商主要为国有企业，市场竞争格局稳定。压力容器由一重、上核重和东方电气主导，蒸汽发生器由哈电重装、上核重和东重供应。主泵技术虽 未完全国产化，但已达到90%以上的国产化水平。 5. 核电技术迭代与未来展望•核电技术的迭代速度较慢，主要集中在安全性和可靠性方面的提升。三代堆的机械设备更新不快，但四代堆在数字化和辅助系统方面可能会有更快的迭代。 •高温气冷堆因其灵活的模块化设计和较高的蒸汽温度，在海水淡化和石化产业中具有广泛应用潜力。 交流环节Q&A Q：在核电项目的核准和未来规划方面，目前的进展如何？A：从2022 年开始，中国每年批准的核电机组数量在8 到10 台之间。今年批准了11 台，其中包括一台高温气冷堆。我们预计到2035 年，每年至少会有8 台机组获批。目前，核电的发电量占全国总发电量的约5%，目标是在2030 年至2035 年间提升到10%。与国际上主要使用核能的国家相比，这一比例仍有较大增长空间。Q：沿海地区核电站的发展是否会面临厂址短缺的问题？A：目前来看，未来十年内的核电厂址是充足的。我们已经有多个储备项目，比如招远、莱阳、昌江和徐闻等地，这些项目都规划了多个机组。即使在沿海地区，我们也有足够的储备场址来支持每年8 台机组的建设节奏。此外，内陆地区如湖南的桃花江、江西的彭泽和湖北的咸宁也规划了三代压水堆核电机组，尽管这些项目因安全性考虑暂未启动，但未来仍可能用于核电建设。 Q：未来核电技术的发展方向是什么？A：未来核电技术的发展可能会向四代堆倾斜。四代堆在选址条件上比三代堆宽松，适合在人口密度较高的地区建设。美国正在建设的先进反应堆，如钠冷快堆，显示了四代堆的潜力。它们不仅安全性更高，而且在电力需求高峰期可以提供更大的输出功率。美国的核电复兴计划也表明，未来核电将与AI 等高耗电行业结合，利用退役火电厂址改造成先进反应堆厂址，以满足不断增长的电力需求。 Q：内陆核电站与沿海核电站在建设上有什么区别？A：内陆核电站与沿海核电站的主要区别在于冷却方式。沿海核电站通常使用海水直接冷却，而内陆核电站则需要建造冷却塔来进行冷却。技术上，两者都是可行的，安全性也没有太大差别。国家在内陆核电站的建设上可能更多考虑公众的接受程度，而非技术难度。 Q：核电站的安全性和稳定性如何？A：核电站的安全性随着代际的提升而不断提高。从一代到四代核电，安全性是最主要的改进指标。三代和四代核电站在安全性方面做了很多改进，例如双层安全壳、抗大飞机撞击、非能动和能动相结合的冷却系统等。此外，华龙一号特有的堆芯设计也降低了线性功率密度，提高了安全性。总体而言，代际越高，安全性和经济性越好。 Q：内陆核电站带冷却塔的造价相比沿海核电站有何变化？A：内陆核电站由于需要建造冷却塔，相较于沿海核电站会增加一些造价。具体来说，冷却塔和相关管线的费用是主要的增项。虽然没有具体的造价概算，但可以参考大型火电厂的冷却塔造价，并加上约20%的余量，应该与火电百万千瓦的冷却塔造价区别不大。 Q：为什么徐闻核电厂的建设批复如此迅速？A：徐闻核电厂的建设是为了与连云港的万亿级石化产业基地进行耦合，利用核能提供蒸汽以减少碳排放。下游对蒸汽的需求巨大，因此项目批复迅速。 Q：高温气冷堆与其他核电项目有何不同？A：高温气冷堆与其他核电项目的主要区别在于其用途和技术参数。荣成项目主要用于发电，而高温气冷堆则兼具发电和高品质蒸汽供应的功能。高温气冷堆的蒸汽出口温度较高，可达四五百度，甚至六七百度，适合石化产业基地对蒸汽品质的高要求。此外，高温气冷堆采用燃料球，安全性高，不会发生熔堆事故，运行压力较低，约为8.几兆帕。其结构和工艺参 数与传统压水堆不同，适用于海水淡化和制氢等非电领域应用。 Q：四代堆是否仅指高温气冷堆？三代堆和四代堆之间有哪些区别？A：四代堆不仅包括高温气冷堆，还包括其他形式，如霞浦的钠冷快堆和甘肃的土铀熔盐堆。四代堆与三代堆的主要区别在于安全系数更高、选址要求更低、功率偏小型化、布置灵活、建造成本低、建设周期短。在特定场合下，四代堆的经济性可能优于三代堆。然而，从供电发电角度来看，三代堆的单机功率较大，经济性更好。具体的经济性需根据应用场景评估。 Q：未来核电站是否存在升级改造的空间？A：肯定存在升级改造的空间。以秦山一期为例，其设计寿命为30 年，已经成功延寿10 年。大亚湾核电站的M310 机组也将进行延寿。核电厂的设计寿命平均可以延寿20 年，这比新建电厂的经济效益要高很多。国外电厂延寿已经很流行，国内的秦山一期、二期和 田湾一期等核电站在达到40 年寿命后也会进行延寿，预计延寿到60 年。Q：核电站在延寿过程中会进行哪些升级改造？A：延寿过程中会进行升级改造。例如，控制系统将从模拟系统升级为全数字化仪控系统（DCS），蒸发器在20 或30 年后需要更换，主泵的主要部件也会更换。反应堆压力容器和内部构件通常不更换，但辅助设施如汽机、发电机等需要维护和升级。尽管延寿需要花费一定代价，但整体成本仍比新建电厂低。 Q：不同堆型之间的燃料利用率和转化效率差别大吗？A：三代堆比二代堆在转化效率上有所提升，热效率更高。华龙一号的原型是从M310 改进而来，通过工艺改造提升了功率。四代堆中的钠冷快堆对燃料利用率的提升是颠覆性的， 因为它可以利用U238，而U238 在自然界中的占比远高于U235。国家提出压水堆和钠冷快堆进行燃料闭式循环，进一步提高燃料利用率。 Q：我国在海外核电项目上的承接能力和合作情况如何？未来哪些国家或地区有较大潜力？A：我国中核集团旗下的中核中原主要负责对外出口核电项目。目前在巴基斯坦已成功出口6 台机组，第七台正在建设中。我们在采购、调试、设计等方面具有很强的竞争力。与阿根廷签署了阿图查三号机组的交钥匙 工程，但进展缓慢。未来有机会的国家包括中东的沙特、阿联酋，以及非洲的南非、埃及和东欧的一些国家。 Q：核电站的总造价水平及各环节的占比情况如何？A：以三代压水堆华龙为例，单台机组的造价约为200 亿人民币。其中设备占比55%到60%，土建及其他部分占比约40%。 Q：核岛设备中哪些是最主要的？不同堆型的设备数量有何不同？A：核岛设备中，最主要的是一回路设备，包括反应堆压力容器（RPV）、蒸汽发生器（SG）、主管道、主泵、稳压器、波动管等。这些设备的总价在15 到20 亿元左右。DCS 仪控系统的价格为八九亿元。不同堆型的设备数量有所不同，例如CAP1000 使用两台大型蒸汽发生器，而华龙一号使用三台。常规岛设备中，汽 轮机、发电机和汽水分离器是最昂贵的，总价约四五亿元。 Q：华龙一号与CAP1000 之间的主要区别是什么？A：华龙一号来源于法国的M310，并在其基础上进行了改进，包括双重安全壳和177 燃料组件。与CAP1000 相比，华龙一号在设备和管道数量上更多，而CAP1000 采用了减法设计。两者均有双层安全壳，功率上AP1000 为125 万千瓦，华龙一号为120 万千瓦。建造标准不同，CAP1000 按照美国ASME 标准建造，华龙一号按法国RCC-M 标准建造。 Q：CAP1400 与CAP1000 的区别是什么？A：CAP1400 的功率更大，为140 万千瓦，拥有完全自主知识产权，可以出口。CAP1000 的功率为125 万千瓦，仅限于中国境内建造。CAP1400 的设备尺寸和运行参数相应放大，但整体理念如模块化制造和双层安全壳与CAP1000 一致。 Q：国际上其他三代核电机组的情况如何？A：国际上有EPR1000 和俄罗斯的VVER1200 等三代机组。EPR1000 在中国的台山一二号机组运营不佳，已升级为EPR2。俄罗斯的VVER1200 在功率和安全性上有显著提升，性价比高，出口量占全球的三分之一。中国的华龙一号在国际市场上也具有竞争力。 Q：华龙一号综合版与广核版有什么区别？A：华龙一号综合版与广核版的主要区别在于燃料组件、能动加非能动的概念和仪控系统。综合版采用177 燃料组件，广核版沿用157 燃料组件。两者的仪控系统不同，广核版使用龙鳞系统，中核版使用中核动力院的控制系统。融合后的华龙一号标准化建设已统一。 Q：CAP1000 与华龙一号的造价水平有何差异？A：CAP1000 的造价比华龙一号稍贵，贵约10%到15%。虽然CAP1000 的设备数量少，但单台设备价格较高，因引进西屋技术投入了大量研发费用。例如，CAP1000 的主泵价格曾高达2 亿至3 亿元，而华龙一号的主泵价格为1 亿多元。总体来看，一个CAP1000 堆的造价可能达到220 亿元。 Q：为什么有些项目选择CAP1000，而另一些项目选择华龙一号？A：国核选择CAP1000系列是因为其拥有美国西屋的三代CAP1000 技术，并且在技术掌握和建设自主权上有优势。 此，各集团选择不同技术路线是基于历史技术积累和项目准备情况。 Q：未来新审批的核电项目中，国家电投和中核、广核的技术选择会是什么样的趋势？A：可以理解为未来国家电投可能会大概率选择CAP1000 或其他堆型，而中核和广核可能会选择华龙一号。 Q：核电站的造价是上升还是下降的趋势？A：与过去购买法国和俄罗斯技术相比，核电站造价有所下降。但最近十年，华龙一号的造价较二代加CPR 略有上涨，主要由于更高的安全性要求和增加的安 全系统。不过，涨幅不大，因为核 电供应链相对平稳，持证单位和制造能力的门槛使得利润稳定，不会有太大波动。Q：目前核电项目中的主要零部件，如阀门和压力容器的资质获取情况和主要供应商有哪些？A：压力容器（RPV）在国内有资质的供应商包括一重、上海电气上海核电设备制造有限公司（上核重）和东方电气东方重型机械有限公司。一重在压力容器领域占据主导地位，市场份额约为60%-70%。蒸汽发生器方面，有资质的供应商有四家：一重、上核重、东方重型机械有限公司和哈电秦皇岛重型机械厂（哈电重装）。其中，蒸汽发生器主要由哈电重装、上核重和东重生产。Q：核电项目中主要工程公司的采购偏好是什么？A：目前主要有三家工程公司：中核、中广核和国核。中广核倾向于采购东方重型机械和上核重的产品，偶尔也采购哈电的产品。中核则偏好上核重和哈