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          未來5年中國第四代核電行業的預測分析

          來源:中投網 2022-12-06 14:53中投網 A-A+

            2022年中國核電機組建設情況

            中投產業研究院發布的《2022-2026年中國第四代核電行業深度調研及投資前景預測報告》指出,國家能源局印發的《2022年能源工作指導意見》提出要加快能源綠色低碳轉型,針對核電領域,有:有序推進水電核電重大工程建設。推動雅魯藏布江下游水電開發前期工作,建成投產白鶴灘、兩河口水電站全部機組,加快推動雅礱江孟底溝、黃河羊曲水電站建設,推進旭龍水電站核準,水電裝機達到4.1億千瓦。建成投運福清6號、紅沿河6號、防城港3號和高溫氣冷堆示范工程等核電機組,在確保安全的前提下,積極有序推動新的沿海核電項目核準建設。

            截至2022年2月28日,我國所有在運(以首次并網為準)、在建(以澆灌第一罐混凝土為準)核電機組均為沿海核電站,在運的核電機組共53臺,裝機容量約5465萬千瓦,在建核電機組共19臺(包括快堆2臺、小堆1臺),總裝機容量約2148萬千瓦。其中,在建機組中有一半以上采用的是華龍一號。此外,徐大堡4號機組已獲得核準,暫時還未澆灌第一罐混凝土(FCD)。

          圖表 1998-2022年在運、在建和新建機組情況

          數據來源:中國核能行業協會、國際原子能機構IAEA

          圖表 2022年國內在運、在建機組示意圖

          資料來源:中國核能行業協會、國際原子能機構IAEA(截至2022年2月)

          圖表 2022年在建機組情況

          資料來源:中國核能行業協會、國際原子能機構IAEA(截至2022年2月)

            2020年全球第四代核電建設情況

            中投產業研究院發布的《2022-2026年中國第四代核電行業深度調研及投資前景預測報告》指出,從全球核電站技術演變來看,主要可劃分四代核電技術。其中,第一代是實驗性的核電站,目前已經基本全部退役;第二代是以壓水堆/沸水堆為主標準化、系列化和批量化建設的商業堆,是目前在運機組的主力;第三代是安全性更高的核電站,是目前在建機組的主力,處于加速推廣期;第四代核電站強化了防止核擴散等方面的要求,在安全性和經濟性將更加優越,目前全球第四代核能首個商業化示范項目--華能石島灣高溫氣冷堆核電站已商運;第一座商業化運營的釷基熔鹽堆已完成安裝,即將試運行。

          圖表 全球核電技術發展歷程

          資料來源:中廣核電力招股說明書

            中投產業研究院發布的《2022-2026年中國第四代核電行業深度調研及投資前景預測報告》指出,鈉冷快堆和高溫氣冷堆是目前全球第四代核能系統技術研發最為成熟的技術。俄羅斯已經建成具備第四代核能系統特征的BN-600、BN-800鈉冷快堆。中國正在建設的霞浦60萬千瓦的示范快堆,以及正式開工建設的2號機組也具備第四代核能系統特征。第四代核能系統發展現狀如下表所示。

          圖表 全球第四代核能系統發展現狀

          堆型
          用途
          發展現狀
          鈉冷快堆
          發電
          俄羅斯投運BN-800,BN-1200完成方案設計;出于經濟等原因已將BN-1200快堆建設項目推遲至2035年以后;印度建成PFBR;日本J-SFR正在開展研究。
          超高溫氣冷堆
          制氫發電供熱
          日本建成HTTR,研究GTHTR300/C概念;美國NGNP由制氫調整為熱/電聯產;韓國開展核能制氫演示項目(NHDD);歐洲啟動核能熱電聯產項目(NC2I)。
          超臨界水冷堆
          發電
          總體處于概念設計和試驗論證階段;歐盟、日本、韓國、加拿大(重水堆)、俄羅斯(快堆)。
          鉛冷快堆
          發電制氫ADS
          俄羅斯完成SVBR-75/100設計,開展建堆前期工作;BREST-300計劃將在2019年12月獲得建造許可證,并最終于2026年完工。其他項目有美國SSTAR、歐盟ELSY、日本LSPR、瑞典SEALER等。中科院ADS系統進入建堆階段;中廣核提出在惠州建設鉛鉍堆;國家電投完成BB堆概念設計。
          熔鹽堆
          發電制氫
          歐洲MSFR開展一系列專項研究;日、印、韓也開展相應研究;美國先進高溫熱堆AHTR進入工程研究階段;中科院完成液、固燃料實驗堆設計。
          氣冷快堆
          發電制氫
          法國、日本、瑞典轉向其他研究;目前僅歐盟在研究。

          資料來源:《2020年世界核能發展》

            2021年中國第四代核電發展進度分析

            中投產業研究院發布的《2022-2026年中國第四代核電行業深度調研及投資前景預測報告》指出,中國第四代核電在高溫氣冷堆、快堆及熔鹽堆建設均處于世界先進水平。2011年7月,中國原子能研發的中國實驗快堆成功并網發電,其熱功率為65MW,電功率20MW采用鈉——鈉——水三回路設計,一回路為一體化池式結構,該項目是我國第一座快堆,該項目也使得中國成為世界第8個掌握快堆技術的國家;2012年12月9日,山東石島灣高溫氣冷堆開始建設,該項目是國內第一座高溫氣冷堆示范電站,也是世界上第一座具有第四代核能系統安全特征的20萬千瓦級高溫氣冷堆核電站,2021年12月,石島灣高溫氣冷堆正式商運。2017年12月,示范快堆工程霞浦1#機組在福建霞浦開工建設,2021年2月,霞浦2#機組開工建設。此外,中國中科院已系統掌握了釷基熔鹽堆的系列關鍵技術,2018年9月,位于甘肅威武的釷基熔鹽堆核能系統項目開工建設,2021年5月主體工程基本完工,8月底完成機電安裝,9月啟動調試。

            目前我國已掌握高溫氣冷堆的全部關鍵技術,高溫氣冷堆設備國產化率達93.4%。高溫氣冷堆具有固有安全性、多功能用途、模塊化建造的特點和優勢。核心設備包括壓力容器、蒸汽發生器、主氦風機等。其中主氦風機是新增設備,功能是在反應堆啟動、功率運行和停堆等工況時,提供足夠流量的氦氣通過一回路系統,將反應堆芯產品的熱量帶走,類似三代核電主泵,目前主要供應商為佳電股份。

          圖表 中國第四代反應堆發展階段

          注:資料截止時間為2021年11月。

          資料來源:《中國核能科技“三步走”發展戰略的思考》,國家能源局,中國核電

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