核反应堆堆芯关键材料行业发展概况及发展趋势
思瀚产业研究院 西诺稀贵    2023-09-06

（1）核电行业概况和发展趋势

核能是一种清洁非化石能源，在新能源发电中具有技术成熟、无污染、能量密度高、综合成本低、无供电间隙等优势。自 1957 年世界上第一座商用核电站——美国希平港核电站投产运营以来，核电在全球范围内得到快速发展。

根据国际原子能机构（IAEA）公布的数据，截至 2022 年 6 月末，全球已有 30 多个国家或地区建有核电站，在运行核电站共有 440 座，总装机容量约为 3.94 亿千瓦。核电行业上游包括核材料、核设备和反应堆用非核材料；中游包括核电站的建设和运营；下游包括核电发电、维修和乏燃料后处理市场。

在我国，核电亦是国家能源体系的重要组成部分。从 1984 年我国第一座核电站——秦山核电站开工建设到 2021 年“华龙一号”全球首堆福清 5 号机组试运行，我国核电事业经历了从技术引进到完全自主化的发展历程，核电产业已经成为我国具备核心自主技术和成本优势的高端制造产业，是代表中国高端制造的新名片之一。同时，在“双碳”目标和国家能源体系的战略规划的驱动下，我国核电行业将迎来重要发展机遇。

1）核电在我国能源体系中的重要性不断提升

近年来，国家出台多项支持政策推进核电高质量发展。2017 年，我国颁布《核安全法》，为在安全的前提下发展核电事业提供了法律保障。2021 年《政府工作报告》正式提出要“在确保安全的前提下积极有序发展核电”。

同时，《国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》明确提出构建现代能源体系，安全稳妥推动沿海核电建设，建成华龙一号、国和一号、高温气冷堆示范工程，积极有序推进沿海三代核电建设，要求“十四五”末核电运行装机容量达到 7,000 万千瓦，为核电发展明确了量化目标。

随着 2022 年 9 月 13 日国务院常务会议（下称“国常会”）核准福建漳州二期和广东廉江一期共计 4 台核电机组，2022 年核准数量达到 10 台，为近年来核准数量最多的年份。2023 年 7月 31 日国常会核准山东石岛湾、福建宁德、辽宁徐大堡项目共计 6 台核电机组，核准数量维持在较高水平。

在国家政策的大力支持下，核电在我国能源体系中的重要性不断提升，建设数量、装机总量和发电量逐年增长。根据中国核能行业协会统计数据，截至 2023年 7 月底，我国大陆地区拥有商运核电机组 55 台，总装机容量 5,699 万千瓦，位列全球第三；根据《中国核能发展报告 2023》，截至 2023 年 4 月中国大陆在建核电机组 24 台，总装机容量 2,681 万千瓦，在建核电机组规模继续保持全球第一，且具有同时建设 40 余台核电机组的工程能力。

2022 年，中国核电总装机容量占全国电力装机总量的 2.2%，发电量为 4,177.8 亿度，同比增加 2.5%，约占全国总发电量的 4.7%，核能发电量达到世界第二。2023 年 1-6 月，全国运行核电机组累计发电量为 2,118.84 亿千瓦时，比 2022 年同期上升 7.01%；累计上网电量为 1,989.23 亿千瓦时，比 2022 年同期上升 7.16%。

根据《中国核能发展报告（2022）》，预计“十四五”期间，我国将保持每年 6-8 台核电机组的核准开工节奏，核电装机规模将进一步加快扩大，发电量将大幅增加。预计到 2035 年，我国核电在运和在建装机容量将达到 2 亿千瓦左右，核能发电量在我国电力结构中的占比将从 4.7%提升到 10%左右。根据国际原子能机构（IAEA）统计，截至 2022 年 6 月底，全球在建核电机组共 53 台，装机容量约 5,437.7 万千瓦，在建机组规模前三分别为中国、印度、俄罗斯，可见，核电在我国能源体系中的重要性显著提高。

2）先进核电技术取得重要突破

我国核电技术的发展可概括为“压水堆—快堆—聚变堆”三步走战略，目前，通过全面核电自主创新，我国核电技术显著提升，形成了具有自主知识产权的“华龙一号”、“国和一号”第三代核电技术和具有四代特征的高温气冷堆、快堆以及小型模块化反应堆等先进核电技术。2021 年以来，“华龙一号”堆型机组在国内外相继投入商业化运行，标志着我国自主掌握了第三代核电技术。

同时，山东荣成“国和一号”示范工程顺利推进，预计于 2023 年底建成投运。2021 年 12月，石岛湾高温气冷堆核电站示范工程成功并网发电，成为全球首个并网发电的球床模块式高温气冷堆。此外，多功能模块化小型堆“玲龙一号”示范工程、陆上小型压水堆及海洋核动力平台等国家重大专项均在持续开展。

3）自主化、国产化水平显著提高

我国三代核电技术经历了从引进到消化吸收再到自主创新的发展历程。从引进 AP1000 技术开始，国内核电产业相关企业在设备国产化、工程建设理念和运行管理方面持续消化吸收，提升我国核电产业技术水平。经过一系列重大专项的实施，以“华龙一号”、“国和一号”为代表的三代核电技术成功打破了多项技术垄断，主泵、爆破阀、压力容器、蒸汽发生器、堆内构件、控制棒及驱动机构、大锻件、核级焊材、690U 型管等关键设备、关键材料全部实现自主化设计和国产化制造，设备整体国产化率达到 90%以上，标志着我国核电的核心技术和材料、装备不再受国外制约。

2023 年 5 月 5 日，我国自主三代核电技术“华龙一号”全球首堆示范工程——中核集团福清核电 5、6 号机组通过竣工验收，为我国形成了一套完整的、自主的三代核电型号标准体系，大幅提升了我国核电的全球竞争力，也为“华龙一号”后续批量化建设项目提供了良好借鉴。

4）核电“走出去”战略取得初步成效

以“华龙一号”、“国和一号”为代表的我国自主三代核电技术以及以高温气冷堆为代表的我国四代核电技术已走在世界前列，核电技术成为我国新的国家名片。随着“一带一路”倡议等重大政策的实施，核电“走出去”已上升为国家战略。

据统计，国际主流的第三代压水堆核电技术中，美国 AP1000 和法国 EPR堆型的单位造价约为 6,000-7,000 美元/千瓦，俄罗斯 VVER 堆型约为 4,000 美元/千瓦，而我国“华龙一号”堆型预算造价不到 2,500 美元/千瓦，具有显著的竞争优势。目前，我国核电企业已与巴基斯坦、沙特阿拉伯、阿根廷、巴西等 20 多个国家和地区形成核电项目合作意向。

2021 年 3 月，“华龙一号”海外示范工程——巴基斯坦卡拉奇 K2 核电站成功并网发电，标志着核电“走出去”战略迈出第一步，为我国核电产业链起到良好示范作用。根据中核集团统计，“华龙一号”每台机组包含 6 万余台套设备，直接带动装备出口超过 120 亿元，项目全寿命周期可持续带动中国的核燃料、核电站建设、运行维护、乏料处理等全产业链直接创造经济收入超过 1,000 亿元。