2022-2026年中国新型核能行业预测分析

来源:中投网 2022-08-05 11:06中投网 A-A+

  新型核能典型特征分析

  中投产业研究院发布的《2022-2026年中国新型核能行业深度调研及投资前景预测报告》指出,风电和光伏具有不稳定性,利用率低,综合成本较高等特点,考虑到中国能源安全、碳中和效率、全球能源供应等因素,中国对核电具有刚性需求。长期来看,在未来碳中和场景下,新型核能将成为中国支柱能源之一。其突出特征包括:

  -安全性(总能量低、常压运行、无核泄漏、精准控制)

  -经济性(结构设备简化、可工业化批量生产、建造成本较现有核电下降30%、度电成本下降70%可低于0.1元)

  -小型化(全系统仅为集装箱大小,便于移动和部署,可用于偏远地区/海岛、工业园区、船舶动力等场景)

图表 传统核能与新型核能典型特征对比分析

资料来源:中投产业研究院

  新型核能行业变革方向

  中投产业研究院发布的《2022-2026年中国新型核能行业深度调研及投资前景预测报告》指出,核能与其他能源的最大差别就在核安全问题上,而解决公众接受性的根本方案就是让公众适应这个问题,把注意力放在“能”而非“核”上。传统核反应堆虽然结构复杂,但是用途相对较为单一。新型核能系统应该进一步强化应用场景,在电网、工业生产、交通运输等多维领域进行碳中和部署。

  核能要进一步发展为各类大型设备的能量来源,或者进入普通家庭,最为重要的就是要把握与其他行业或领域的“接入”和“嵌套”技术。如果新一代核能系统能够与其他行业进行深度融合,形成“核能+”的模式,那么公众的关注的将是如何利用核能,开发核能的巨大潜力,而不再是如何远离核风险,这将是核能公众接受性提升的关键一步。

  一、从“孤立间接供能”到“多源联合供能”

  长期以来,核能系统在实际供能过程并没有直接接入用户需求端,而是“单一”地向大型电网供电,核能供给只能先通过电网进行转换和分配,才能进一步来满足用户的多元能源需求。用于供热等非电领域的核能尚且不到1%,由此可以得知,核能效率受到极大的限制,成为一种远离消费终端的“孤立供能模式”。同时,核能的“孤立供能模式”也体现在难以与其他类型的能源形成相互配合、相互补充的综合能源系统。传统大型堆核电站往往以基荷能源进行供能,此种形式基本上无法参与电网中的调峰填谷活动,因为这种方式不仅不安全,而且不经济,这就在很大程度上导致了核能产业的发展走向了死板固化。

  除此之外,新兴经济体国家电力需求急速扩张但能源网络相对偏小,GW量级的新建堆型难以适配这些国家中小型的能源网络及其广阔的非电应用市场。可以看出,“孤立供能模式”已经不能完全适应未来对于核能的需求,从“孤立”走向“联合”,是未来核能发展的必由之路。

  随着可再生能源份额的不断上升,电网不稳定性问题愈发显著。未来核能应该利用自身优势与其他清洁能源形成一个相互促进、互为补充的共生网络,通过与其他低碳能源的联合,共同向大型电网进行传输,以此满足较大区域的稳定供电需求。同时,在能源供给路径中,核能也要逐步向用户端靠近,简化能源传输和分配路径,实现直接参与用户供给,减少对于化学能的依赖。

  为了实现能源清洁化的目标,以及强化能源供给安全稳定性,打造一个包含新型核能在内的多元共生能源系统尤为重要。结合核能清洁、稳定、高功率密度的优势,产生了小型模块化堆为代表的新路径。小型模块化堆提出了非能动安全、模块化建造、单堆功率限制与多堆组合等创新思路,不仅能够降低能源传输中的损耗,还能够近乎完美的实现不同能源系统之间的以及能源供给方和需求方的多元共生。

图表 传统核能和新一代核能在能源结构中的作用

资料来源:中投产业研究院

  二、从“高端装备制造”到“规模化生产制造”

  参考部分国家核电发展经验可以发现,核电产业具有明显的反规模经济效益,即反应堆功率越大,建设周期越长,单位成本越高。针对极小概率发生的严重事故及其产生的核泄漏、核污染问题,不断叠加一系列多层次、多冗余的安全应急技术在反应堆和核电站中,不可避免的造成单堆机组体积越来越大,建设成本越来越高。同时,核电项目的决策、监管审核、许可取证、建造交付的周期也因此越来越长,如果装备和部件的需求受到抑制,那么核电供应链各个环节的成本都会随之上升。高额的成本抵消了核心功能系统(反应堆与能量转化系统)的动力工程规模效益,而以现场施工为主的核电站建造方式加剧了成本上升问题。

  如何兼顾安全性和经济性是核电事业要重点解决的问题,而该问题能否被解决也决定了民用核能未来的发展前景。坚持安全至上的标准不断弥补核电技术和设计上的缺陷会不可避免地降低核电的整体经济性。只有不断提高核能技术的竞争力,降低风险感知和外溢,才能使得核能的推广和使用得到政府和社会的广泛接受和支持。这需要我们把民用核能的功能目标和设计原则明确分离出来,按市场需求和准则重新定位。

  与传统能源不同,核电遵循一种自身的发展规律。相同的技术路线,随着时间的推移,核电建设的周期和成本都会随之减少。核电站首堆建设往往会遭遇设计变更、关键技术难以突破、相关设备缺失、建设窝工返工等一系列困难。而受到学习效应的影响,后续的施工能够总结之前的经验教训,整体的施工规划更加合理和规范,整体的建设工期得到大大的节约。而且同种技术的工程设计也会逐步实现标准化,设备制造和工程建设的技术成熟度增加,建设经验得到积累和及时反馈应用。

  中投产业研究院发布的《2022-2026年中国新型核能行业深度调研及投资前景预测报告》指出,目前绝大多数发电技术已经可以通过标准化、模块化、系列化的生产制造工艺来降低成本。而核电的建设周期及成本等特有的发展问题同样也能够在核电的大规模建设中得以解决。借助国内强大的制造业基础,再叠加学习效应,未来模块化小型堆在批量生产后将产生巨大的规模经济。

  中投产业研究院发布的《2022-2026年中国新型核能行业深度调研及投资前景预测报告》指出,在乐观情况下,当核能系统制造型范式从单机规模经济转向制造规模经济后,以小型模块化反应堆为代表的新型核能技术的工期和成本都将大幅度下降,而核电产业也将从高端装备制造业逐步过渡为规模化制造业。

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