中国核电研究报告：核能双寡头“风光”势更盛.docx

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1、1 .核电：化石能源的最佳替代品之一1.1. 供电稳定，碳排放极少从理论上来看，核电的两项天然属性使其成为了化石能源的最佳替代品之一：一方面，核电的供应非常稳定。相较于存在间歇性现象的各类新能源发电，核甩厂可以实现全天满负荷运行，电量供应有保障；另一方面，核电的碳排放量极少。即便从全产业链的视角来看，核甩在生命周期内的温室气体排放量(每千瓦时排放11.9g)远低于煤甩(1072.4g),即便与光伏(73.1g)、风甩(17.3g)等新能源相比都具备一定优势。2：核电链的碳排放极少2.1.第三代核电技术成功落地平均每千瓦时发电的核排放量(g)1072.473.117.311.96.8X风核阳电电

2、S1.2. 核电普及已在部分发达国家实现从实践应用上来看，核电普及也已在美国、法国等部分发达国家成功实现。2020年核能发电量已占到世界总发电量的10%左右，而在发达国家中的占比更是普遍超过20%,虽 从总量方面来看，我国现已是世界第二大核能国家，但核电占我国总发电量的比重仅为5%,相较于世界平均水平以及其他主要核能国家仍然有较大差距。1.3. 从美法经验看核电普及1.3.1. 美国美国核电的普及可以分为三个阶段：萌芽期(19571968),此时的核电产业仍处于技术实验与商业化探索期，核电占美国总 发电量的比例不足1%。成长期(1969-1988),核电技术被证明可行后，美国在初代实验机的基础

3、上开发出第二代可商用核电站,并在第一次石油危机(1973)发生后加速推广建造，核电渗透率迅速从1%升至19.5%。平台期(1989至今)，受到美国三里岛核泄露事件(1979)以及切尔诺贝利核电站爆炸(1986)的影响，社会上反对核电的呼声愈发浩大，美国政府停止审批新核电项目，后续的发电增长均来源于旧电厂的升级改造。法国核电的普及进程与美国基本一致，但也具备着自身的特点:法国核电的普及程度更深，基本实现了对化石能源的替代。缘由有两点：第一，法国是一个能源资源异常匮乏的国家，极高的对外能源依赖迫使其必须通过彻底转型而实现能源 独立；第二，法国的核电业由国企垄断，这使得核电建设的行政成本更低、执行力

4、较其他国家更优。法国核电技术师从美国，后经过独立研发实现弯道超车。通过引入美国西屋公司的核电技术，法国充分掌握了第二代核电站的建造方法，并在原技术基础上独立研发出第三代核电站EPR,实现向核技术出口国的转变。7： 19702020年法国核能发电量情况装机容量(左轴，GW) 年发电量(右轴，TWh)9 9 97 7 7。3 69 9 9 9 9 98 8 8 9 9 92 5 8 一 4 72 2 2。k X k88S880604020013.3.总结从美法两国的核电普及经验中可以发现:第一，核电作为一种稳定的低碳能源，可以通过大规模普及来实现对化石能源的替代。第二，技术升级与能源转型是推动核电

5、普及的两大动力。技术的进步不断优化着核电的经济性与安全性,进而为核电的商业化推广提供了基本要素；而各国能源转型需求的增强则为核电的大规模普及提供了发展契机。第三，核安全问题是悬在核电业头上的达摩克利斯之剑。上世纪70-80年代的欧美核能浪潮最后皆终结于核事故引发的安全问题，而核安全问题也成为了核电在新世纪进一步普及运用的最大障碍。1.4. 我国核电业当前仍处于成长初期我国核电起步较晚，错过第一轮普及浪潮。受制于技术壁垒，我国第一台核电站“秦山核电站”在1991年才正式建成投运，而此时世界核能普及热潮已逐渐接近尾声，核安全 逐渐成为了世界争议性话题，各国政府对于核能发展的态度愈发谨慎。从历史上看

6、，我国核电产业也曾有过激进发展期，但最终仍因核安全问题而归于沉寂。2007年，我国通过了核电中长期发展规划(2005-2020),规划中首次将“适度发展核电”修改为“积极发展核电，核能发展自此进入快车道；然而，福岛核电站事故(2011)的发生则使得我国政府对于新核电项目的核准态度骤然转冷，中国核电产业进入发展停滞期；2015年虽有短暂重启，但后续政府出于对第三代核电站（三门AP1000华龙一号）的实用性考察而再次暂停。9： 2007-2010年我国核电发展进入激进期核电站审批核准数量（座）T一核电站在建数量（座）35302520151050环境变化不改行业成长属性，我国核能发电规模保持稳健增长

7、，渗透率加速提升。2012-2021年，我国核电装机容量CAGR为17.40%,核能发电量CAGR为17.24%,大幅超出总装机容量与总发电量的增速情况（8.49%/5.96%）,新核电站的大量建成投产使得我国核电渗透率自2013年来加速提升。受前期审批暂停的影响，我国核能发电规模将在2022-2024年进入短暂的低增长期。我国核电站的建设周期一般为6年左右，由2016-2018年的核电“零审批”产生的负面影 响将会在2022-2024年逐步兑现,届时社会核能发电规模将进入短暂的平台期。从长视角来看，我国核能发电的潜在提升空间较大，目前仍处于成长初期。与世界各主要核能国家相比,通过对核电站数量

8、、核能发电量、核能发电占比等多项因素进行衡量，我国核电产业当前仍具有较大的成长空间，其中核电的渗透比例严重过低，仅距离世界平均水平都存在翻倍空间。当前核电审批已回归常态化，未来普及或将加速。2019-2021年我国核电新核准项目分别为4、4、5座,核电审批已经重新回归常态化；而受技术跨代升级、能源转型诉求提高等核心要素变化的影响，中国核电普及将在未来加速，核电产业或将迎来新发展时代裳2： 2020年美国、法国、中国核电发黑情况对比国初地区美国法国中国世界核电站敢965850448核能发电（TWh）7893403452617核能发电占比19.7% j70.6%5.0%9,76%核电技术情况掌握第

9、三代核电技术（AP1000）球第三代核电技术掌握第三代核电技术(EPR2)“华龙一号）发电给福情况多电源并举核电主导电主导化石砧料主导2 .行业：多因素催化，发展将提速以经济性、安全性作为衡量依据，核电站可以被划分为四代：第一代核甩站也称实验站，主要目的是为了通过试验示范形式来验证其核甩在工程实施上的可行性。第二代核甩站是指自20世纪70年代之后实现商业化运营的核电站，是当今世界核甩体系中的核心组成部分。第三代核甩站是指满足美国URD、欧洲EUR中的安全与设计技术要求的新型核电站，它在二代站的基础上采用非能动安全系统等应急设计，进而在很大程度上的消除了放射性物质大量外泄的风险，此外还具备更好的

10、经济性。第四代核甩站则是指能够同时满足安全、经济、可持续发展等多项严苛要求的概念站；目前，具有第四代核电特征的石岛湾高温气冷堆核电站示范工程1号已于2021年12月20日首次实现并网发电。（报告来源：未来智库）注：URD,即美国电力公司要求文件；EUR,即欧洲电力公司要求文件。二者分别为切尔诺贝利事件后由美国电力研究协会（EPRI）、欧洲联盟编制的针对第三代核电站技术设计的规范要求。批第三代核电站已在我国成功并网商运。与美国西屋公司合作的我国首批第三代核电站 三门1、2号机组已于2018年9月、11月成功并网商运，上网电价设定为0.4203元/千瓦时，2020-2021年实现年发电量189.1

11、3/199.80亿千瓦时，机组设计寿命长达60年，经济性、实用性已得到初步验证。国产第三代核电技术取得实质突破，新核电机组密集审批。搭载着由中核、中广核集团共同研发，具备完全自主知识产权的第三代核电技术的“华龙一号核电机组（福清5号机 组）已于2021年1月30日成功投入商业运行，这标志着我国的第三代核电技术已走向成熟；随着第三代核电技术实现国产化，我国核甩项目开始密集落地，自2019年重启审批以来的13座新核电机组全部搭载第三代核电技术，其中8座为“华龙一号设计。表3： 20】12021年我国审批核电站故、类集、运智福情况Hffi-年份核准核电站数三代站数,三代站类型三代站运号商201100

12、技术携索201230一一政策频2013-201400一2015822座“华龙f示苑性核电玩组中国咳电2016-201800一2019444座华龙T”旗电机组中梭2座,中广梭2座技术突破2020444座华尼f核电机组中核2座,中广核2座政策放开2021554座“俄国WER-12OCT核电机田1座.玲珑T小型栩反应场中A爹电2.1. 核安全系数大幅上升复盘20世纪60年代后的三次重大核事故，可以发现人为操作不当与核电站的安全设计缺陷是事故的主要诱因。2.2.1.美三里岛核事故1979年美国三里岛核事故的起因是工人在维修除盐器时意外造成了主给水泵和汽轮机的脱扣，进而导致热力系统的给水功能丧失、冷凝停

13、止；而在紧急冷却系统自动开启的背景下，事故本不会继续恶化，但受操作员一连串的判断失误与设备故障影响，才最终造成反应堆失控、事态紧急升级：1979年3月28 口 00时00分00秒04时00分36秒：此时二号反应堆保持97%的满功率正常运行。04时00分36秒：工人维修失误导致热力系统的给水功能丧失，系统的热导出效率 大幅下滑，反应堆内温度大幅上升，堆内压力急速升高。04时00分39秒：堆内压力达到临界值，稳压器释放阀开启并触发紧急停堆，堆内压力持续下降，紧急冷却系统开始为反应堆补充冷凝剂。但释放阀由于故障而未能自动回座，造成堆内压力过低而产生汽腔。04时04分30秒：稳压器水位受堆内汽腔挤压而

14、被动上升，操作员误以为反应堆内给水过量而选择关闭补水泵，系统失水量持续多于补水量，反应堆内水位持续下降，堆芯开始裸露、熔化，事态迅速升级。S 13： 1979年英国三里郎根故夏盘(19793 28)此时二号反应塔保持97%的M功率正常运行(2)I人母除失以被峥力枭长的哈尔功他也久.凝子的好号出方3大幅下看.反鹿城内2度大风上升,塔为战力&速升易.埴内序力达到俗界塔行尔片SJ赠开启并也发兴急停推.净内以力持境下兑,二%冷却品烧开始为反应事扑克总董剂,色再放网由于故R向米修门动的片,瑞成堆内环力避低而尸勺:诙安任沁水位戈雄内汽旌搭压百身升.8件以为校N埔内哈水过T而沆持大诩扑水泉 ,容次关小甲持续多于补水市,反应城内水位持”S海，用芯开绘裸久泥化)卜$迅升限.00800041)0 442.1.1. 苏联切尔诺贝利核事故1986年的切尔诺贝利事件则是一场由实验测试引发的“人为灾难”：1986年4月26日，苏联政府为测试反应堆的涡轮发电能力，从而对切尔诺贝利4号反应堆展开了模拟实验。为了实验能够顺利进行，操作人员首先断开了反应堆的紧急堆芯冷却系统(ECCS),以确保反应堆能够顺利下降至700-1 OOOMWt实验功率；而由于操作失误，反应堆 功率意外下