核電報告：綠電基建大時代，核電迎再次騰飛

　　3 全球核電發(fā)展進入新時代

　　3.1 世界核電發(fā)展面臨的三大問題

　　核電從誕生至今經(jīng)歷了 70 多年歷程，過程波折但堅定前行，發(fā)展過程中有 3 個 無法回避、必須面對的問題，為了解決這些問題行業(yè)付諸了巨大努力：

　　1)核電安全性。歷史上發(fā)生過三次重大核事故，分別是 1979 年美國三哩島核 事故、1986 年蘇聯(lián)切爾諾貝利核事故、2011 年日本福島核事故，這三次事故對核電 行業(yè)產(chǎn)生了巨大沖擊，促使行業(yè)不斷提升核電站安全性，將事故概率降低到極低。針 對每次事故的經(jīng)驗和教訓，核電技術不斷提升，從二代一直進化到四代，目前仍在繼 續(xù)升級之中。

　　2)核電經(jīng)濟性。核電作為主力電源，對每個國家電力成本有著巨大的影響，而 早期由于核電設備制造復雜、工期長，核電未體現(xiàn)出經(jīng)濟性優(yōu)勢，制約了項目數(shù)量增 長。通過規(guī)模化，以及產(chǎn)業(yè)鏈培育，核電成熟度不斷提升，設備、施工造價持續(xù)下降， 相對其他電源也體現(xiàn)出了經(jīng)濟性優(yōu)勢，從而在多個國家和地區(qū)獲得快速推廣，成為全 球發(fā)電占比達到 11%的基荷能源。

　　3)乏燃料處置問題。核電站雖然擁有低碳、綠色屬性，但每臺百萬千瓦機組每 年仍會產(chǎn)生約 21 噸乏燃料，如何安全、清潔處理乏燃料，是每個有核國家面臨的難 題。全球已有法國阿格 1700 噸/年乏燃料后處理廠等設施建成運行，我國也已經(jīng)掌握 乏燃料后處理技術，正在建設乏燃料處理工業(yè)示范廠項目，未來處理能力將逐步增加， 以應對逐漸增長的乏燃料處置需求。

　　當前全球都處在能源轉(zhuǎn)型的重要時期，核電作為清潔基荷能源的屬性得到重視。 美國、法國、日本、俄羅斯等曾經(jīng)在歷史上暫緩核電建設甚至退核的國家，均開始重 啟核電建設，并制定實施一系列關于核能發(fā)展的戰(zhàn)略、措施和行動，紛紛提出更加積 極的發(fā)展目標。 目前全球核電裝機 393GW，規(guī)模排名前五的國家分別為美國(95GW)、法國 (61GW)、中國(57GW)、日本(32GW)、俄羅斯(28GW)，德國(4GW)作為 曾經(jīng)的核電大國目前正處于全面退核狀態(tài)，印度(7GW)隨著國際貿(mào)易環(huán)境改善占比 有望逐漸提高。

　　3.2 美國：核電安全與技術創(chuàng)新是未來重點

　　美國是世界上最大的核電生產(chǎn)國，占全球核電發(fā)電量的 30%以上。2022 年底美 國在運核電機組規(guī)模 94.7GW，同比減少 0.8%，在建 2.4GW。2021 年核電發(fā)電量 7780 億 kWh，同步下降 1.5%，占總發(fā)電量比例 19%，同比基本持平，占清潔能源 發(fā)電量比例 55%。 1967-1990 年是美國核電裝機快速增長時期，90 年代至今裝機規(guī)模基本保持穩(wěn) 定。1977-2013 年間沒有新機組開工，但得益于 1977 年前核準的 47 個待建項目， 此期間核電裝機仍在快速增長。

　　縱觀美國核電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，整體呈現(xiàn)出穩(wěn)定與波動并行、技術與市場并重的 特點。

　　核電發(fā)電量占比穩(wěn)定。在美國發(fā)電結構中，1990年以來核電一直維持在20% 左右水平。天然氣發(fā)電成本相對較低，21 世紀頁巖氣革命再度夯實天然氣 成本優(yōu)勢，天然氣發(fā)電比例快速增長。近年來天然氣價格波動明顯，以及電 源清潔型的重視程度提升，光伏風電成本的快速下降，其占比逐漸提升。

　　美國核電發(fā)展波動主要來自經(jīng)濟性和安全性兩方面。美國核電開工停滯時 期普遍認為天然氣發(fā)電經(jīng)濟性更具有優(yōu)勢，后來 1979 年三哩島核電站事故 又引起的公眾對核電的安全質(zhì)疑。2013 年核電重啟后，由于政策變動導致 需要額外建設成本、電力交易市場中缺乏競爭優(yōu)勢等原因，至今美國共有 11.1GW 核電站提前退役。

　　核電發(fā)電效率提升。1980-2000 年，電站容量系數(shù)由 1980 年的 60%，提升 到 1991 年的 70%，2000 年以后基本保持在 90%以上。同時停堆換料時間 大幅縮短，由 1990 年的 107 天下降至 2000 年的 40 天，目前平均為 30-35 天。

　　核電產(chǎn)業(yè)整合，規(guī)模效益凸顯。2000 年以后，由于核電規(guī)模效應逐漸顯現(xiàn) 以及電力市場化程度提升，美國核電產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了整合浪潮，運營商數(shù)量由 1995 年的 45 家下降到 2020 年的 30 家，集中度顯著提升。

　　安全監(jiān)察與科技創(chuàng)新并重，美國對核電重視程度提高。三哩島事故后安全性被放 到了更高的位置。美國成立核電運行研究所(INPO)，建立可以定期檢測每個電廠運 行表現(xiàn)的標準，通常每 18-24 個月進行一次檢查。1990 年，針對公眾對核電安全性、 經(jīng)濟性的疑慮，美國電力研究院制定《電力公司要求文件(utility requirement document，URD)》，對新建核電站的安全性、經(jīng)濟性和先進性做出明確量化要求。 2022 年 3 月，拜登政府在 2022 財年預算中撥付 18 億美元用于發(fā)展核能，同比 增加 50%，同年 4 月?lián)芨?60 億元用于援助面臨關停風險的核電站。美國能源部部長 格蘭霍姆表示，美國非?？春孟冗M核反應堆的前景，尤其重點發(fā)展新興的小型模塊化 反應堆技術。同年 11 月，美國能源部投入 1.5 億美元用于生產(chǎn)高純度低濃鈾燃料 (HALEU)，滿足美國先進反應堆的核燃料需求。

　　3.3 法國：能源安全推動核電大規(guī)模重啟

　　法國是世界上最大的電力凈出口國，核電對其形成綜合發(fā)電成本較低的優(yōu)勢功 不可沒。2022 年底法國在運核電機組規(guī)模 61.4GW，同比持平，在建 1.6GW。2021 年法國核電發(fā)電量 3794 億 kWh，占總發(fā)電量比例 68%，凈出口 45 億 kWh，主要出 口到英國和意大利。

　　法國約 70%電力來自核電，在法國能源獨立之路上發(fā)揮重要作用。法國大規(guī)模 發(fā)展核電之前，大部分年份都是電力凈進口狀態(tài)。1974 年第一次石油危機后，法國 決定引進西屋的核電技術，重點發(fā)展核電產(chǎn)業(yè)，以達到保障能源安全的長期政策目的。 隨著核電安全性和環(huán)境友好性引發(fā)公眾質(zhì)疑，以及光伏風電等可再生能源發(fā)電成本下 降，2014 年法國政府制定到 2025 年要將本國核能發(fā)電份額降至 50%的目標，后被 推遲至 2035 年實現(xiàn)。部分核電站開始陸續(xù)關停，核電發(fā)電比例有所下降。

　　法國核電立場兩極轉(zhuǎn)變，新政府重申核能重要性。隨著歐洲能源危機擴大，2021 年 11 月，馬克龍宣布法國將重啟核電。2022 年 2 月，馬克龍宣布了 2050 年前新建 6-14 座反應堆的計劃，其中 6 座第二代歐洲壓水反應堆(EPR2)為確定計劃，預計新建設的反應堆將于 2035-37 年開始投運;以及另外 8 座為其他技術方向，與“法 國 2030 投資計劃”相輔相成。該計劃于 2021 年啟動，總投資規(guī)模 300 億歐元，旨 在推動本國重要工業(yè)領域技術創(chuàng)新，其中提到的十大目標里包括模塊化小型核反應堆 (SMR)。同年 4 月馬克龍連任，確定未來三十年法國將重點發(fā)展核電。2023 年 1 月，法國議會通過法案，正式宣布取消 2035 年將核電比例下降至 50%的目標，替換 為直到 2050 年核電比例需保持在 50%以上。

　　3.4 德國：退核步伐暫緩但趨勢不改

　　在過去十年德國核電站大量退役。2022 年底德國在運核電機組規(guī)模 4.1GW，同 比持平，無在建機組。2021 年德國核電發(fā)電量 691 億 kWh，同比增長 7.4%，占總 發(fā)電量比例 12%。德國核電出口主要銷往奧地利、荷蘭、波蘭和捷克共和國，同時從 法國進口核電。

　　核事故安全問題引發(fā)民眾反對態(tài)度，德國核電走出倒 U 型曲線。同樣受到 1974 年能源危機影響，能源獨立問題受到關注，德國大力發(fā)展核電，直到 1989 年前德國 核電裝機都處于快速增長狀態(tài)。1986 年切爾諾貝利事故后，德國核電發(fā)展陷入停滯， 最后一座新核電站于 1989 年投入使用。 2011 年福島核事故后，德國走上了堅定退核的道路。到 2011 年初，德國 17 座 核電機組規(guī)模 21.5GW，占總電源裝機容量的 15%，核電發(fā)電量比例接近 30%。2011 年 12 月福島核電站事故后，德國多臺核電機組關停，2011 年底核電在運規(guī)模驟降至12.1GW，2022 年底僅余 3 臺機組。規(guī)模 4.1GW。受俄烏事件和北溪管道事故影響， 德國宣布暫緩核電退出計劃，推遲關停原定 2022 年內(nèi)退役的 3 座核電站。

　　3.5 日本：核電建設正在穩(wěn)步恢復

　　日本的一次能源需求約 90%依賴進口，核電是其能源安全戰(zhàn)略的重要組成。2022 年底日本在運核電機組規(guī)模 31.7GW，同比持平，在建 2.7GW。2021 年日本核電發(fā) 電量 708 億 kWh，同比增長 82.7%，占總發(fā)電量比例 7%。1973-2011 年，核電作為 日本能源安全戰(zhàn)略的重點，快速發(fā)展。

　　核事故后日本核電經(jīng)歷了短暫的滯緩階段，在本土能源短缺背景下核電快速重 啟。福島核事故后日本核電發(fā)展暫緩，2013-15 年是日本核電發(fā)電低點，在發(fā)電結構中占比僅 1%。

　　2011 年日本核電發(fā)電量約占其總發(fā)電量的 30%，按照原計劃 2017 年該比 例將達到 40%，2030 年達到 50%。然而福島核事故打亂了這一規(guī)劃，2011 年 12 月起日本陸續(xù)關停大量核電機組。截至 2018 年，日本核電站累計關 閉 17.1GW，此后至今沒有核電站關停。

　　2014 年日本發(fā)布第四次能源基本計劃，重新確立核電作為清潔基荷能源的 重要地位，將核電發(fā)電量占比目標調(diào)整為，通過新建和重啟停運機組，使該 比例于 2030 年達到 20%以上。

　　2022 年 6 月，日本首相岸田文雄發(fā)布日本新“清潔能源戰(zhàn)略”，其中提到要 最大限度地利用核能，并被列入岸田文雄的新資本主義行動計劃草案，并獲 得內(nèi)閣會議批準。

　　2022 年 11 月，日本政府正式啟動核能法規(guī)修訂，延長在運核電站的運行壽 命，并在原址進行擴建。同年 12 月，日本核管理局批準一項新法規(guī)草案， 允許核反應堆運行壽命超過目前的 60 年期限，并計劃到 2030 年重啟 27 座 反應堆，將核電發(fā)電量占比提升至 22%。

　　3.6 俄羅斯：核電產(chǎn)業(yè)海內(nèi)外同步穩(wěn)定發(fā)展

　　俄羅斯正處于核電的穩(wěn)步發(fā)展期，包括新技術研發(fā)以及產(chǎn)品出口。2022 年底俄 羅斯核電在運機組 27.7GW，同比持平，在建 2.7GW。2020 年俄羅斯核電發(fā)電量 2157 億 kWh，占總發(fā)電量比例 20%。除本土建設外，核電產(chǎn)品以及服務的出口是俄羅斯的重要政策和經(jīng)濟目標，20 多座核電反應堆已確認或計劃出口建設。

　　俄羅斯核電發(fā)電占比逐年穩(wěn)定攀升，目前是俄羅斯發(fā)電結構中占比最高的清潔 能源。1986 年切爾諾貝利核電站事故后，俄羅斯核電發(fā)展趨緩，蘇聯(lián)解體后核電相 關資金短缺，直到 1990 年代開始向中國、伊朗、印度等國出口反應堆，資金緊張情 況得到緩解，俄羅斯核電產(chǎn)業(yè)重新回到穩(wěn)定發(fā)展軌道。核電發(fā)電量占比由 1990 年的 11%，提升至 2020 年 20%。 2022 年 2 月，俄羅斯政府宣布將為新核能發(fā)展計劃撥款約 1000 億盧布(約 13 億美元)，用以建造小型核電廠、建立閉式燃料循環(huán)技術平臺、研發(fā)新型核燃料等。 同年 8 月，俄羅斯國家原子能公司 Rosatom 宣布計劃設計并建設一種新型高溫堆， 主要目的在于擴大制氫規(guī)模，計劃在 2030 年左右建成。

　　3.7 印度：核電之路道阻且長但方向堅定

　　印度核電產(chǎn)業(yè)具有起步早但發(fā)展較慢的特點。2022 年底印度在運核電機組 6.87GW，同比持平，在建 6.0GW。印度發(fā)展核電較早，但發(fā)展速度較為緩慢。由于 印度的武器計劃，沒有簽署《核不擴散條約》，因此長期以來被排除在國際核電站和 核材料貿(mào)易之外，嚴重阻礙本土核電發(fā)展。2006 年美國與印度簽訂《民用核能合作 協(xié)議》，受到國際社會長期孤立的局面被打破，可以公開從美國進口核燃料并引進核 技術，核電事業(yè)進入快速發(fā)展時期。

　　印度油氣資源短缺，能源結構以煤炭為主，機遇能源安全以及降碳減排目的，印 度將發(fā)展核電作為其重要戰(zhàn)略部署。2020 年印度核電發(fā)電量 430 億 kWh，占總發(fā)電 量比例 2.8%，由于近年來印度社會用電量快速增長，核電占比多年來基本保持穩(wěn)定。 印度煤炭資源豐富，但品質(zhì)相對較低，在可再生能源重視程度不斷提高的國際大背景 下，印度將核電作為未來重點發(fā)展領域，發(fā)電量占比有望提升。

　　印度政府將核電行業(yè)視作重點發(fā)展目標。為了推動核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展，印度政府向印 度核電公司(NPCIL)以外的國有企業(yè)開放核產(chǎn)業(yè)。2022 年 8 月，印度國家電力集 團(NTPC)計劃新建 4 臺反應堆。印度政府發(fā)布未來 10 年國內(nèi)核電站數(shù)量實現(xiàn)雙 倍增長的目標。2022 年 11 月，在第 27 屆聯(lián)合國氣候變化大會(COP27)上發(fā)布 “印度長期低排放發(fā)展戰(zhàn)略”(LT-LEDS)，計劃到 2032 年印度將核電裝機規(guī)模增加 至目前的 3 倍(即 20GW 以上)，可為印度提供約 3%的發(fā)電量，并將研究部署模塊 化小堆的可行性。