第一情报 ---能源与环境

中国核电市场情况研究

供稿人:肖巧琳  供稿时间:2018-12-13   关键字:核电  三代技术  消纳  

截止2018年8月,我国核电装机达到38台,总装机量37GW,约占全国电力总装机容量的2.13%。根据“十三五”规划目标,2020年核电规模需达到运行58GW,在建30GW,而截至8月实际运行37GW,在建21.5GW,实际进展与规划要求存在差距。为达成“十三五”目标,在2020年前,需核批开工建设约24座三代核电站,平均每年8台。与其他发电方式相比,核电是温室气体排放最少的发电方式,直接排放量接近于0,间接排放量是煤电的约2%。在低碳约束下,按照2030年非化石能源发电量占全部发电量的比重力争达到50%的要求,核电装机缺口将达到1.3-1.8亿千瓦。

我国核电行业发展过程并非一帆风顺,总体可分为三个阶段:起步阶段(1970年代初〜1993年):开工并建设完成了我国第一座核电站秦山核电站,以及从法国引进的大亚湾核电站。适度发展阶段(1994年〜2005年):由于切尔诺贝利核电站事故的影响,以及电力供应相对充足,国家将核电定位为补充能源,谨慎发展。积极快速发展阶段(2006年至今):由于电力需求增加以及清洁能源比重需要提升,国家提出积极推进核电建设,自此核电进入快速发展阶段。期间2011年福岛核事故,以及AP1000首堆机组建设不顺利造成了行业发展阶段性降速。

与海外相比,我国核电仍有较大发展空间。根据世界核能协会(WNA)的统计数据,2017年全球共有30个国家有核电运营,在运装机容量达到392GW,较2016年增加2GW。分地区看,美国及法国在运容量占比接近50%,中国在运容量位列全球第三,占比约10%,与日本相当,但与美国、法国等全球领先国家还有较大提升空间。

根据中国核能行业协会的数据,2017年1-12月国内商运核电机组累计发电量2474.7亿千瓦时,约占全国累计发电量的3.9%。而《BP世界能源统计年鉴2018》的数据显示,2017年全球核能发电量达到26356亿千瓦时,占全球发电总量的比例为10.3%。从全球各国看,30个核电运营国家中,中国核能总发电量排名全球第三位,仅次于美国和法国,但核能发电量占国内发电量的比重排名靠后,仅领先日本、印度、荷兰、巴西、伊朗等国家,与法国、乌克兰、斯洛伐克、美国等欧美国家相比有相当大的差距,提升空间广阔。

同时,我国核电设备国产化进程迅速,1987年开工建设的大亚湾核电站的核电设备国产化率仅为1%;2015年12月,“华龙一号”示范工程防城港二期项目开工,设备国产化率已提升至86.7%,核岛及常规岛主设备全面立足国内采购,核级泵100%实现国产化,我国自主知识产权的数字化仪控系统也实现中国制造。目前,除CAP1400的反应堆冷却主泵尚未实现完全国产化外,其余关键设备均可以由国内供货商自主设计生产。预计国内新增核电机组可为国内核电设备制造商带来668亿元的市场空间。按照单位造价1.6万元/千瓦、每年开工8台机组、单台机组容量100万千瓦计算,未来每年新增核电投资规模将达到1280亿元。其中设备及建筑成本分别占60%和25%,测算未来每年新增核电可释放的设备市场空间约768亿元。核岛设备投资占据一半的设备投资金额。核岛设备、常规岛设备和辅助设备分别占设备投资的52%、28%、20%,预计国内新增核电机组每年增加的核岛、常规岛及辅助设备投资空间分别为400、215和154亿元。

国家积极出台各项政策,助力我国核电快速发展

2018年4月,中国核能行业协会提出《我国三代核电发展战略价值研究》,指出中国三代核电发展优势基本形成,中国已成为全球三代核电发展产业中心。

2018年4月,中国核能行业协会发布《中国核能发展报告(2018)》,指出截至2017年年底,我国在运核电机组达到37台,装机规模3581万千瓦,位列世界第四;发电量2474.69亿千瓦时,占全国总发电量3.94%。

2018年3月,国家能源局发布《2018能源工作指导意见》,提出积极推进已开工核电项目建设,年内计划建成三门1号、海阳1号、台山1号、田湾3号和阳江5号机组,合计新增核电装机约600万千瓦。积极推进具备条件项目的核准建设,年内计划开工6~8台机组。扎实推进一批厂址条件成熟、公众基础好的沿海核电项目前期论证工作。

2017年9月,全国人大常委会发布《核安全法》,规定核安全管理基本制度的顶层法律,将我国30年来的核电发展经验制度化法律化 

2017年3月,国家能源局发布《保障核电安全消纳暂行办法》,要求电网企业应尽量减少安排核电机组调峰,鼓励核电多发。

2017年3月,国家能源局发布《2017能源工作指导意见》,要求积极推进已开工核电项目建设,年内计划建成三门1号机组、福清4号机组、阳江4号机组、海阳1号机组、台山1号机组等项目,新增装机规模641万千瓦。年内计划开工8台机组。扎实推进三门3、4号机组,宁德5、6号机组,漳州1、2号机组,惠州1、2号机组等项目前期工作,项目规模986万千瓦。

2016年3月,国家能源局发布《2016能源工作指导意见》,提出安全发展核电。继续推进AP1000依托项目建设,抓紧开工大型先进压水堆CAP1400示范工程,适时启动后续沿海AP1000新项目建设。推进核电“走出去”。

我国三代核电技术实现突破性进展

我国核电技术发展经历过短暂的完全自主设计阶段,后总体呈现“引进-消化吸收-合作创新”的发展路径,对世界主流核电技术的引进与再创新促进我国自主知识产权核电技术发展迅速。总体来看,目前三代核电技术主要以引进并创新、消化吸收法国、美国、俄罗斯技术为主。

法国技术:从大亚湾核电站由法国引进PWR-M310堆型(压水堆)开始,中核、中广核等国内核电公司不断研发,形成CP1000和CPR1000的二代改进型机组及ACP1000和ACPR1000的三代核电技术,在此基础上通过技术融合,最终形成我国具有自主知识产权的三代核电技术“华龙一号”。

美国技术:2007年7月,我国引进美国西屋公司AP1000核电机组,启动三门及海阳两个第三代核电项目的核岛建设,完成对AP1000技术的消化和吸收,通过再创新,开发出具有我国自主知识产权、功率更大的非能动大型先进压水堆核电机组CAP1400。AP1000充分利用“做减法”的非能动安全体系,使得阀门、泵、安全级管道、电缆、抗震厂房容积等大大减少,但价值量基本不变。相比于传统的二代技术,AP1000既提高了核电安全性,也显著降低机组建设及长期运营成本。AP1000在国内的目标项目包括三门核电厂1-2号机组和海阳核电厂1-2号四个核电机组,以及五个有望核准的核电项目。2018年6月30日,三门核电1号机已并网发电,意味着全球首台AP1000核电机组即将投入运行。

俄罗斯技术:2018年6月,中俄签署核能合作项目,中俄两国将在田湾和徐大堡合作建设4台VVER-1200型三代核电机组,项目的建设和落地将有利于我国三代核电技术的再创新与再优化。

2012年10月,国务院通过《核安全与放射性污染防治十二五规划及2020年远景目标》,要求我国核电新项目采用运营周期更长、堆芯融化概率更低的第三代反应堆,三代核电项目进入建设及落地阶段。2017年5月,福建福清核电站5号机组“华龙一号”核岛封顶;2018年6月29日,全球首台EPR三代核电机组台山核电1号机组成功并网;2018年6月30日-8月24日,采用AP1000三代核电技术的三门1号机组、海阳1号机组、三门2号机组成功并网,其中三门1号机组在8月14日达到100%满功率运行,成为全球首个投入商运的AP1000三代核电机组。2018年9月21日,中国核电发布公告,三门1号机组有望完成168小时满功率连续运行考核,具备商业运行条件。国内三代核电机组推进取得的重大突破,将有望验证三代机组的安全性及经济性,核电规模化发展具备基础。

全球在建三代核电机组多采用俄罗斯技术。目前,全球在建核电机组共有56台,其中在建三代核电机组共有43台,俄罗斯三代核电技术出口占比最高。全球第三代核电技术主要有俄罗斯VVER、法国EPR、美国AP1000、中国华龙一号和CAP1400、韩国APR1400及日本三代沸水堆技术ABWR。截止目前,全球在建三代核电机组采用俄罗斯三代技术共13台,除本国以外机组8台;采用韩国APR1400机组共8台,除本国以外机组4台;采用美国AP1000机组共6台,除本国以外机组4台;采用法国EPR机组共4台,除本国以外机组3台;采用日本ABWR沸水堆的共2台,均为日本国内机组。采用中国华龙一号(包含ACPR1000,ACP1000)机组共10台,其中国外机组2台,其余8台均为国内在建核电。

我国核电充电现象严重,国家要求保障核电安全消纳

2016年,全国核电机组按发电能力可生产2428亿度电,但由于各种因素限制,实际完成的计划电量1829亿度,参与市场交易消纳137亿度,总计损失电量462亿度,弃核率达19%,相当于近7台核电机组全年停运。国家发改委和能源局于2017年3月1日联合印发《保障核电安全消纳暂行办法》,对核电的保障性收购做出了较为详尽的规定:

1、核电企业的优先发电权计划由电网企业保障性收购,保障收购电量原则上执行核电机组标杆上网电价(即全国统一0.43元/千瓦时)。优先发电权机化按照所在地区6,000千瓦及以上电厂发电设备上一年平均利用小时数的一定倍数确定,倍数的公式如下:全国前三年核电平均利用小时数/全国前三年6,000千瓦及以上发电设备平均利用小时数。同时各地可根据实际情况适当调整倍数范围。

2、对于承担核电技术引进、自主创新和重大专项设备国产化任务的首台(批)核电机组或示范工程,原则上安排机组满发。

3、核电机组保障外电量,通过电力直接交易等市场化方式消纳。

通过积极参与市场化交易实现核电多发。在2018年7月国家发展改革委和国家能源局下发的《关于积极推进电力市场化交易,进一步完善交易机制的通知》中指出“在保证安全的情况下,稳妥有序推进核电机组进入市场,在保障优先发电计划外,鼓励核电机组通过参与交易实现多发”,这一政策有望继续提高核电利用小时数,提高核电机组的发电效率。虽然市场化交易电价要低于核电标杆上网电价(0.43元/度),但核电运营商有望通过以价换量来获取更大收益,利好核电运营商业绩。

截至2018年6月,根据现有数据统计,沿海厂址待建机组数至少有86台。按现有规划的目标,厂址可满足2018~2027年年均8台新建机组建设需求。预计2018年下半年至少获批6台核电机组,包括宁德5、6号机组、惠州1、2号机组、漳州1、2号机组、昌江3、4号机组等采用华龙一号的8台核电机组及石岛湾1、2号机组等2台采用CAP1400技术的核电机组获批的可能性较大。

我国核电“走出去”已取得丰硕成果。中核、中广核以及国电投三大国内核电公司在国外积极投标核电项目,已经在巴基斯坦、阿根廷、英国、土耳其、罗马尼亚等国开展实质性项目建设。目前中核集团承建巴基斯坦核电机组7台,其中恰希玛1号机组为中国首个海外核电项目,已安全运行18年;而卡拉奇项目是中国三代核电技术华龙一号的首个落地项目;与此同时,中核与阿根廷核电公司签署了阿查图3、4号两台机组合同,至此中核集团出口核电机组数量增加至9台。此外中核还与沙特签订高温气冷堆可行性研究协议,与伊朗签订重水堆改造协议。中广核集团与法国阿海珐合作承建了6台英国机组,开启了中国在发达国家投建核电站的先例,其中后续布拉德威尔B项目将采用华龙一号技术,,2021年有望落地;国电投则与美国西屋公司合作共同承建土耳其Igneada核电项目,该项目为中国第三代核电技术CAP1400首个海外项目。

 

参考资料

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