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2018年我国核电小堆行业市场概况及发展前景预测分析

发布时间: 2018-05-25 12:29:29   作者:本站编辑   来源:中国产业信息  

       国际原子能机构(IAEA)将“小型先进模块化多用途反应堆(小堆)”定义为30万千瓦以下的反应堆,相对于大型核电站具备三大特点:高安全性、模块化设计、用途广泛。

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       小堆功率输出的减小可导致反应堆在事故中热源、放射性物质源的减少。此外,小型堆整体结构紧凑,大多采用全埋式安全壳,上层建筑矮小,具有先天的抗撞、抗震性能。因此,先进小堆安全性比第三代压水堆有2个数量级的提高:堆芯熔化概率约为10-8,大规模放射性释放概率约为10-9。


       各模块独立运行,单模块机组离线换料/检修时,其他机组可正常在线运行。一体化、模块化的设计方式结合高安全性特点,使得小堆具有很好的环境适应性以及选址优势:可以建立在人口密集地区周边,靠近用户,大型堆则不能实现。

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        小堆可以热电联供,通过发电机满足电力需求以及通过反应堆汽轮机内蒸汽进行直接供热/汽/水,因此相对于大型反应堆,小堆一方面可以提高核能利用效率(小型堆为50%,大型核电站为30%~35%);另一方面可以满足多种能源需求,包括中小型电网(如偏远山区/岛屿/工业园区)供电;城市供热供电、工业供热、供汽;海水淡化或内陆苦咸水治理;海洋石油平台/核动力船舶供电等。


       大型核电站4~5年的建造周期致使发电前的要承受巨大的债务负担和融资成本,这对于大部分发展中国家和私有电力企业的融资能力是严峻的考验。例如,很多美国电力公司在80年代因为核电站项目进展不力而引发财务危机,最终导致被收购或宣布破产。小堆的工期比现有大型压水堆缩短25%~40%,可以采用连续建造或分阶段建造的方式,实现边建造边运行,以电养建。

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▲先进小型压水堆和大型压水堆的建造成本比较


       小堆的发展作为新兴的商业热点被许多国家和核工业巨头所关注,目前全球共有11个国家正在开展小堆研究,已公布的设计共有约50种:2种首堆已启动建设(阿根廷CAREM-25和俄罗斯KLT-40S),将在未来几年内投入运行;另有超过20种设计方案准备在未来10年内建设首堆。


       据预测,到2030年全球小型堆核电机组装机容量将达到8.8GWe,2040年达到22.1GWe。美国芝加哥大学等国际研究机构预测,到2050年,模块式小型堆将占核电总装机容量的25%。继续研发设计小型反应堆,提高堆型的安全性、多应用性,是未来核电发展一个重要选择。2035年全球小堆市场空间为5280亿美元。小堆将成为核电发展的新蓝海,市场前景非常广阔。


       我国小堆发展进程引领全球,仅海上堆便可带来百亿级核电装备市场空间我国陆续推出政策将核电小堆纳入相关规划。根据我国《电力发展“十三五”规划》,开展小型智能堆的自主创新,已被列为电力发展“十三五”中的重点任务。《核电中长期发展规划(2005-2020年)》明确指出要适时开展小型堆核电示范项目建设。《能源技术创新“十三五”规划》也已将小型堆核电纳入规划。

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       海上小堆可以为海上油气田开采、海岛开发等供给能源,未来也可以拓展到核动力破冰船、核动力商船上。根据中国船舶工业经济研究中心预测,未来10年我国将建设不少于20余座海上核动力浮动平台,按照每座造价20亿~30亿元造价,20座总造价大约为400亿~600亿元。按照小堆核电装备占总成本比50%进行计算,仅考虑20座海上小堆,预计可带来200~300亿元的核电装备市场空间。


       2016年我国城市供热面积已达到73.87亿平方米,且持续保持快速增长。其中近五年来平均每年增长5.30亿平方米。我国目前城市供热结构以集中供热为主,约占城市供热的70%,其中采用热电联供和锅炉供热约各占集中供热的一半。

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▲我国北方城镇以集中供热为主


       热电联供因为具有较高的能源转换效率而受到大范围的推广,其转换效率通常能达到70%-90%,是目前几种供热形式中能源利用率最高的。燃煤锅炉供热占较大比例的原因在于其有较低成本的优势,但由于大气污染防治任务的日益严峻,其低效率和高污染的特点已经受到应用限制。考虑小型堆在热电联供上的优势以及对燃煤锅炉的限制,假设到2020年供热存量中3%由小堆替代,即2.2亿平方米;在每年供热增量中10%由小堆提供即每年0.5亿平方米;则到2020年合计有3.7亿平方米的供热需求。据中核新能源公司总经理钱天林称,一个ACP100核电小堆可以为500万平方米的建筑面积、10万人供暖,相当于减少燃煤60万吨。因此,到2020年用于热电连供的陆基小堆装机容量需求将达7.4GW,相当于74个ACP100小堆。