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2017年中国核电行业市场前景及发展趋势预测

2018-12-11 20:46admin中国电力时空网

核能又称为原子能,即原子核发生变化时释放的巨大能量,按照 变化的形式不同,可以进一步分为核裂变能和核聚变能两种。当一个 重原子核在吸收了一个能量适当的中子后形成一个复合核,这个核由 于内部不稳定而分裂成两个或多个质量较小的原子核,这种现象叫做 核裂变,所释放出的能量叫核裂变能。核聚变是两个轻原子核结合在 一起释放能量的反应,主要包括氢的同位素氘(2H,重氢)和氚(3H, 超重氢)聚合的反应,所释放出的能量叫核聚变能。

核能的分类和原理

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核电发展的 4 个阶段

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截至 2016 年 8 月,全球共有在役核反应堆 447 座分布在 31 个国 家,已运行 16,795 堆年,总装机容量约为 390,000MWe,占全球发电 量的 11%,同时还有 61 个核反应堆正在建设中。

全球历年新增和在役核反应堆数量(截至2015年末,单位:台)

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全球历年新增和总装机容量

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近 20 年来,核反应堆数量维持在 440 个左右,然而由于近年来 的核反应堆装机容量有所提高,核电总装机容量呈现出上升趋势。全球核电发电量在受全球经济增长放缓的影响,在近几年出现了回落。

主要核电国家已建成核反应堆数量(截至 2016 年 8 月)

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能源消费大国核电总量及占比(截至2015年12月)

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根据世界核能协会(World Nuclear Association)预测:按照低方案,2030 年的全球核电装机容量将达 602GW,为目前容量的 1.57 倍;而按照高方案,2030 年的全球核电装机容量将达 1350GW,为目前容 量的 3.52 倍。

上世纪 70 年代初至 90 年代末,我国大陆核电处于起步阶段。1984 年第一座自主设计和建造的核电站-秦山核电站破土动工,1991 年 12 月 15 日并网成功。期间,还分别建成了浙江秦山二期核电站、浙江 秦山三期核电站、广东大亚湾核电站、广东岭澳一期核电站和江苏田 湾一期核电站等。这一阶段我国核电站建造数量少,装机容量小,但 是这为我国核电事业积累了宝贵的经验与数据。 进入 21 世纪以来,我国核电行业步入了发展的快车道,核电发 电量呈加速增长趋势,并向着批量化和规模化发展。2015 年我国核电 发电量为1612亿千瓦时,同比增长30.21%,占全国发电总量的3.01%。 截至 2016 年 8 月,我国已并网运行的核电机组达到 35 台,另有 20 台正在建设当中,在建核电机组数量为世界第一,占全球在建核电机 组总数的 32.79%。同时,我国核电站设备的国产化率也在这三十多年 间得到了巨大的提升。

中国核电发电量(亿千瓦时)

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我国核电设备国产化率上升

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根据预测,到 2035 年,核能产量将以每年约 1.9%的速度 增长,中国、印度和俄罗斯总共占核电全球增长量的 96%。

2015 年 12 月 12 日,《联合国气候变化框架公约》近 200 个缔约 方一致同意通过《巴黎协议》。《巴黎协议》是针对全球气候变化的新 协议,它将为 2020 年后全球应对气候变化行动作出安排。协议共 29 条,主要包括目标、减缓、适应、损失损害、资金、技术、能力建设、 透明度、全球盘点等内容,例如:各方将加强对气候变化威胁的全球 应对,把全球平均气温较工业化前水平升高控制在 2 摄氏度之内,并 为把升温控制在 1.5 摄氏度之内而努力;全球将尽快实现温室气体排 放达峰,本世纪下半叶实现温室气体净零排放等。

2016 年 4 月 22 日,国家主席习近平特使、国务院副总理张高丽 代表中国签署了《巴黎协议》, 并在“国家自主贡献”中提出将于 2030 年左右使二氧化碳排放达到峰值并争取尽早实现,2030 年单位国内生 产总值二氧化碳排放比 2005 年下降 60%-65%,非化石能源占一次 能源消费比重达到 20%左右,森林蓄积量比 2005 年增加 45 亿立方米 左右。因此,发展零二氧化碳排放的非化石能源——核能,将有助于 我国履行《巴黎协议》中所作出的承诺。

2015 年全球主要能源消费大国一次能源消费结构和总量

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根据BP发布的《2015 年世界各国一次能源消费报告》,我国一次能源总消费量达到 3014Mtoe,较 2014 年增长 1.41%,虽然增速持 续多年放缓,但仍连续 3 年占据全球能源消费总量第一名,并连续 15 年占据能源消费增量第一的位置。美国以 2280.6Mtoe 排在第二,其他 国家能源消费总量远低于中美两国。2015 年,我国的原油和天然气消费占比(18.6%、5.9%)仍远远 低于其他能源消费大国,同时也低于世界平均水平(32.9%、23.8%)。 原煤消费占比虽然已从 1990 年的 76.2%降至 2015 年的 63.7%,但仍 远高于其他国家和世界平均水平(29.2%)。我国水电和其他可再生能 源消费占比分别略高、略低于世界平均水平。

核能虽然有着广泛的用途(发电、海水淡化、工业检测、医疗等), 但是当核能作为一种能源消费品种时,其主要的呈现形式为核电,此 时可以将核能约等同于核电。2015 年,我国核电消费占比(1.3%)还 不到世界核电消费占比(4.4%)的 30%。而法国核电消费占比高达 41.1%,是全球核电消费占比最高的国家。美国拥有 100 座在役核反 应堆,核电消费总量高达 189Mtoe,位于全球第一。日本虽已建成 42 座核反应堆,但是受 2011 年福岛核电站事故的影响,绝大部分的核 电站现仍处于关停状态,这导致了 2015 年日本核电消费占比仅有 0.2%(2010 年为 13%)。与发达国家相比,我国的核电消费占比仍有 相当大的发展空间。

能源消费始终是伴随经济发展的,由于全球经济不景气,2015 年 全球一次能源消费仅增加了 1.0%,低于 2014 年增长 1.1%的水平,更 低于 10 年间平均水平的 1.9%。用电量方面,受国内经济增长放缓、 产业结构调整和工业转型升级等因素影响,2015 年我国全社会用电量 55500 亿千瓦时,同比增长 0.5%,增速比上年回落 3.2 个百分点。

2007-2015 年我国用电量及增速

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2016 年 1-5 月份,全国火电发电量 17122 亿千瓦时, 同比下降 3.6%,降幅较上年同期扩大 0.5 个百分点;设备平均利用小 时 1635 小时,同比降低 178 小时,为近十年来同期最低水平。在传 统能源过剩的同时,经历了高速发展的新能源也面临着愈演愈烈的弃 光、弃风问题。国家能源局数据显示,2015 年全国风电弃风率达到 15%,成为有史以来弃风最严重的年份,2016 年一季度继续攀升至 26%。而全国一季度弃光限电约 19 亿千瓦时,甘肃和新疆弃光率分别 达到 39%和 52%,明显高于 2015 年底的 31%和 26%。核电设备的利 用率也在近 3 年逐步下滑,并在 2016 年上半年降至 76%,同比下降 5.2%。

我国目前各类发电方式优缺点比较

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2016 年上半年,全社会用电量同比增长 2.7%,增速同比提高 1.4 个百分点,用电形势比上年有所好转。按“十三五”年均用电增长 2.5% 测算,预计 2020 年全社会用电量约 6.28 万亿度(即 6.28 万亿千瓦时) , 较 2015 年的 5.55 万亿度新增 7300 亿度。按照非化石能源优先发展的 原则,这一部分新增的电力需求将由非化石能源优先填补。 国家发改委和国家能源局 2016 年发布的 6 号、 7 号文件已经明确 了“十三五”期间煤炭行业去产能的任务目标,按照前三年集中攻坚的要求,今年、明年、后年应完成大部分任务。从各地和中央企业确 定的进度安排看,2016 年力争淘汰落后煤炭落后产能 6000 万吨,未 来三年内暂停新建煤矿项目审批,并在 15 个省区暂缓建设尚未开工 的燃煤火电项目,超过 183GW 的火电装机将被暂停。虽然仍有一部 分在“十二五”末已规划审批的火电站会在今年开工建设,但这不会 改变火电占比负增长的趋势。

2015 年,我国火电发电量 40972 亿千瓦时,占全国发电量的 73.1%,比上年降低 2.2 个百分点,其中燃煤 发电量占火电发电量比重 91.9%,燃气发电量占火电发电量比重 4.0%;2015 年,核电、并网风电和太阳能发电量分别为 1695 亿千瓦 时、1851 亿千瓦时和 383 亿千瓦时,占全国发电量的比重分别为 3.02%、3.3%和 0.68%,比上年分别提高 0.6、0.4 和 0.3 个百分点。能 源结构持续向非化石能源倾斜。

2015 我国各类能源发电量(亿千瓦时)

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2015 我国各类能源发电装机容量(万千瓦)

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虽然近三年来核电设备的平均利用小时数在用电量消费增长放缓的压力下逐年下滑,但是核电在国 家电力政策(电网优先保证核电开工率,很少让核电站参与调峰)的 支持下,设备利用率远高于其它主流发电方式。

近五年我国各类能源平均利用小时数

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截至2016年9月,我国核电装机容量达到3131万千瓦,在建2050 万千瓦。国务院办公厅在 2014 年印发的《能源发展战略行动计划 (2014~2020 年)》中明确了 2020 年我国核电装机容量达到 5800 万千 瓦,在建容量达到 3000 万千瓦以上的目标。此外,由能源局牵头制 定的核电“十三五”规划初步方案中也涉及核电发展中长期展望,并 预计 2030 年我国核电装机规模将达到 1.2 亿~1.5 亿千瓦。

我国已并网核电站建设周期(黄色)及在建(红色)核电站开工日期(截至2016年1月)

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我国核电 站建设周期约为 5-6 年,由此假设截至 2016 年 9 月尚未开工建设 的核电站在 2020 年年底前无法实现并网发电,已开工建设的核电站 建设进度良好,在 2020 年年底前实现并网发电。因此 2020 年我国核电已建成装机容量约为 5200 万千瓦,在建 3000 万千瓦。由 于 2016 年 9 月及 2020 年年底的核电站在建容量分别为 2050 万千瓦 和 3000 万千瓦(预计),按照均值估算,预计“十三五”期间平 均在建容量约为 2525 万千瓦,考虑到我国核电站建设周期约为 5-6 年(按 5.5 计算), 即得出 2016-2020 年平均每年核电装机达 460 万千 瓦。从中长期角度综合考虑到未来用电量需求、能源结构调整、电力 结构调整、核电的优势以及国家核电中长期发展规划,预计 2030 年核电装机容量将达到 1.5 亿千瓦,即 2020-2030 年平均每年核电装 机达 830 万千瓦。

我国核电装机容量预测(万千瓦)

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三门一期(三代)与红沿河一期(二代半)造价对比(亿元)

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由于我国三代核电站即将开始批量建设;第四代核电站尚处于试 验阶段,预计投产时间为 2030 年。由此推断从今年到 2030 年期间建 设的绝大部分核电站为第三代。三门核电站一期工程是全球首个 AP1000 工程,其建成价约为 1.6 万元/千瓦。然而注意到,三门 核电站一期工程中有国外服务费及承包费用,共计 61 亿元,而这些 费用在拥有自主产权的红沿河一期(二代半核电站)建设中是不存在 的。同时,由于三门核电站一期工程是 AP1000 的首堆,建设周期较 长,因此,其建设期利息远高于二代半核电站。按照以往惯例,每种 堆型首堆的造价一般比之后的核反应堆造价高,随着对 AP1000 技术 的进一步消化吸收、国产化率的提高以及建设周期的缩短,预计未来 AP1000 的造价有望达到约 1.28 万元/千瓦,甚至更低,接近二代 半的价格。 因此,2016-2020 年间,预计我国国内核电站建设平均每年市场 可达 590 亿元,2020-2030 年间,年均市场达到 1062 亿元。 核电出口方面,我国核电技术输出已在巴基斯坦、英国、阿根廷、 埃及以及南非等国取得突破性进展,并有望在沙特阿拉伯、马来西亚、 苏丹、约旦、罗马尼亚、土耳其等国扩展相关核电合作。随着“一带 一路”的落实发展,我国核电的出口有望进一步的深化。据中广核统 计,中国“一带一路”沿线的 65 个国家中,有 28 个国家计划发展核 电,规划核电机组台数达到 126 台,装机总规模大约 1.5 亿千瓦,若 按 1.28 万元/千瓦计算,市场规模可达约 2 万亿元。

近年来我国核电出口情况概览

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来源:中国产业信息