2018年中国核燃料行业市场现状与发展前景分析 闭式循环是我国的最终选择

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20 卢正源 • 2019-09-12 15:00:44  来源:前瞻产业研究院 E4832G0

目前我国后处理技术与国际先进水平尚有显著差距,不具备自主建造大型商用后处理厂的实力。在《核电中长期发展规划(2005-2020年)》中,我国再次重申了核燃料闭式循环和乏燃料后处理的政策。

乏燃料市场处于早期发展阶段

乏燃料含有大量放射性物质,必须妥善处理。核燃料在堆内经中子轰击发生核反应后产生乏燃料,其铀含量降低,无法继续维持核反应,经一定时间从堆内卸出。

近年来乏燃料处理技术不断实现突破。2010年12月,由我国自主设计与建造的动力堆乏燃料中间试验厂热调成功,标志着我国初步掌握了后处理核心技术。2013年,中核集团与法国阿海珐(原属于法国法玛通)签署了年处理量800吨的乏燃料商业处理-再循环工厂合作项目,预计于2030年投产。2015年9月,中国原子能科学研究院核燃料后处理放化综合实验设施首次热实验顺利完成,成功获得铀钚产品,为后续技术提升提供了重要保障。

后处理市场处于早期发展阶段。2010年我国建立了核电站乏燃料处理处置基金制度。2014年国家原子能机构印发了《核电站乏燃料处理处置基金项目管理办法》,对运行5年以上核电的上网电价征收0.026元后处理处置基金。虽然获得资金支持,但目前我国后处理技术与国际先进水平尚有显著差距,不具备自主建造大型商用后处理厂的实力。

图表1:世界主要国家后处理设施

闭式循环是我国的最终选择

目前世界上的核燃料循环主要存在两种技术方向:1)一次通过式:直接将乏燃料作为放射性废物进行管理,经过包装后,直接进行深地质处置。瑞典、加拿大、西班牙和美国采取这种路线。

2)闭式循环:闭式核燃料循环是指回收乏燃料中的铀、钚等易裂变材料以及可以利用的次锕系元素等,易裂变材料再加工制造成核燃料元件,其他放射性核素作为废物最终处置。中国、法国、英国、俄罗斯、日本、印度采取该技术路线。在《核电中长期发展规划(2005-2020年)》中,我国再次重申了核燃料闭式循环和乏燃料后处理的政策。

图表2:闭式核燃料循环图

目前世界上大多数乏燃料并没有采取循环而是采取暂时储存的方式。一般核电站都配有乏燃料贮存水池,随着机组运行周期增加,水池会达到存放上限,因此离堆贮存是保证核电站连续运行的重要环节。

目前,我国仅有年处理能力约50吨的乏燃料中试厂,中法合建的800吨/年后处理大厂预计到2030年才能实现投运,闭式循环的处理能力仍然很低,暂时储存是目前主要解决方式。

 图表3:乏燃料的处理方式

贮存压力日益增长,离堆储存市场体量庞大。核电站的服役年限一般在40至60年,在堆贮存水池的设计容量一般按10至20年乏燃料卸出量考虑,乏燃料在堆贮存5年后可以外运、离堆贮存和后处理。一个百万千瓦级压水堆每年产生乏燃料约18.8吨,按照2020年5800万千瓦容量计算,卸出乏燃料将超过1000吨,累计贮存量超过万吨。

图表4:我国乏燃料累计增长情况(单位:吨)

我国政府高度重视核废料的妥善处置,目前核电后处理已被明确列入“十三五”规划纲要,上升至国家战略地位。《核安全法》草案也再次强调核废料处理问题,同时相关产业政策的落地,也将助力产业链的崛起。乏燃料市场主要包涵设计、设备、运输储存环节。

图表5:乏燃料市场关注设计、设备、运输储存领域

以上数据来源于前瞻产业研究院发布的《中国核电行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

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