乏燃料是核反应堆使用过的核燃料,它不仅放射性强、毒性大,而且半衰期长,基本上以万年为单位。 乏燃料并不等于核废料,其中含有许多有用的物质,如没有“烧净”的铀235,以及新生的俘获产物 和裂变产物等。在俘获产物中,有钚的各种同位素;在裂变产物中,有锶、铯、锝、钷等,都是可利 用的同位素。此外还有大量的铀238等。
乏燃料的两种处理方式
2007年,我国确定了符合国情的闭式燃料循环路线。乏燃料后处理属于高精尖技术,处理厂建设需耗时10 年。目前,法国、日本、印度等国乏燃料后处理产能已可覆盖最新年产生量,而我国仅有中核四0四有限 公司于2010年投产的中试厂产能为50tHM/年。 随着压水堆装机容量快速增长,我国乏燃料的总量也将迅速增长。当前,我国乏燃料后处理基础研究与俄 罗斯、美国、法国等国仍存差距,后处理关键设备如剪切机、溶解器等仍有待进一步研发,尚未建成商用 后处理厂且不具备相应的运行经验。
乏燃料后处理产能不足
根据中国核能行业协会数据,截至 2022 年 6 月 30 日,我国在运核电机组共 54 台(不含台湾地区), 在建核电机组 23 台,在运装机容量为 55805.74MWe(额定装机容量)。根据《bp Energy Outlook:2020 edition》的相关数据分析,中国核电的年均 增速为 5.4%至 6.0%,按 5.4%的增速对乏燃料产出做保守 估算,预计到 2035 年最少将产生乏燃料 2764 吨,而以中值估算的话,这一数字是 3040 吨。
假设乏燃料的产量与乏燃料后处理厂建设完成后的处理能力达到平衡,则到 2035 年国内应该具备年 处 理 2760 吨乏燃料能力。按照中法两国商谈中的 800 吨/年后处理厂的处理能力,假设一个后处理厂 的处理能力为 800 吨/年,则估算我国需要建设 3—4 个后处理厂。
根据景业智能公司招股说明书引用资料,中法合作的 800 吨/年后处理厂投资规模约为 1500 亿元,由 此推测 2035 年前我国乏燃料后处理厂建设投资总规模将达 4500~6000 亿元。根据《The Cost of Reprocessing in China》,一座乏燃料后处理厂的设备投资占总投资比例约为 39.84%。根据上述测算, 2021 年至 2035 年中国乏燃料后处理领域智能装备投资额预计为 418 亿元至 1182 亿元,按直线法简单 均摊,每年投资额约 28 亿 元至 79 亿元。
04 核电发展正当时,未来可期
核电行业政策加持
核电产业发展在国家政策的推动和引导之下,技术进入第三、四代领域,在接下来政策的指引下,核电行 业将迎来大规模发展。
核电产业发展正当时
根据机械工业发电设备中心统计,2022年全国发电 设备生产完成13564.5万千瓦(按发电机计,不包含 光伏设备),同比增长0.8%。其中核电机组220万千 瓦,占1.6%,同比增长57.1%,增速远超火电、风 电和水电。机械工业发电设备中心分析称,随着“双碳”战略目 标的推进,我国核电项目审批提速,2022年核电机 组核准数量达到10台。核电项目开工和设备招标明 显提速。核电设备制造企业新接订单增加,企业产能 得到释放,经营压力有所缓解,经营质量效益稳步提 升。多数核电设备企业营业收入、净利润实现双增长, 核电行业景气度向好。2022年主要发电企业电源工 程完成核电投资677亿元,同比增长25.7%,创近10 年新高。
据中国核能行业协会发布的2022年能源产品产量统计数 据显示,中国核能发电量仅占总发电量的4.98% ,低于 中亚和东亚平均值6.3%相比于北美的 18.8% ,北欧、西 欧和南欧的 24.2% ,东欧的 22.1% ,中国核电在低碳政 策背景下的发展潜力非常大。 此外,无论是国内大规模上马核电项目还是核电走向国 际市场,其经济效益十分显著。在国内,核电项目被称 为印钞机,在双碳减排的驱动下,以前还受到电网调峰 要求的各核电站,近两年来已经是应发尽发,机组有效 利用小时数纷纷创出新高,电厂效益节节攀升。核电项 目投资也受到各地方政府和各大银行的大力支持和追捧。 作为一个政策导向型显著的行业,近年来迎来了密集的 政策利好,可以预见我国核电行业将迎来一个高质量发 展的黄金期。
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报告来源:未来智库
报告出品方:华安证券 作者:张帆