核燃料是核電的“糧倉(cāng)”，核燃料產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展將為核電的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)前全球核電占總發(fā)電量的10%，核電還有很大的提升空間。核能發(fā)電的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在二氧化碳及其污染物的排放接近零，具有長(zhǎng)期成本競(jìng)爭(zhēng)力和工業(yè)、人力資本效益。這些優(yōu)勢(shì)深深吸引著本土資源匱乏的發(fā)展中國(guó)家和需要引進(jìn)可持續(xù)能源來保持電網(wǎng)穩(wěn)定的發(fā)達(dá)國(guó)家。隨著核電的發(fā)展，為核電提供持續(xù)、穩(wěn)定、具有經(jīng)濟(jì)性的核燃料對(duì)核電而言具有重要的意義，核燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展是核電國(guó)家特別關(guān)注的產(chǎn)業(yè)。
全國(guó)核電發(fā)展基本情況
當(dāng)前全球有420個(gè)核電機(jī)組在運(yùn)行，裝機(jī)容量為374845MWe，56個(gè)核電機(jī)組在建，裝機(jī)容量為58595MWe。根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)2050年能源、電力和核電評(píng)估，2050年用電量將是現(xiàn)在的2倍，電力占能源消耗份額的29.8%：按最高情形預(yù)估，到2030年裝機(jī)容量增加23%(479GWe);按最低情形預(yù)估，2030年裝機(jī)容量下降2.4%，回到2021年的水平(404GWe)。
自1980年以來核電發(fā)展很快，受福島核事故影響，2011年以后日本和德國(guó)減少了核能發(fā)電，核電發(fā)展放緩，亞洲新建核電促進(jìn)了核能發(fā)電的發(fā)展。
核能在發(fā)達(dá)國(guó)家中具有較高占比，美國(guó)核電占比19.7%，法國(guó)占比70.6%，英國(guó)占比14.5%，俄羅斯占比20.6%，加拿大占比14.6%，西班牙占比22.2%，韓國(guó)占比10.1%。美國(guó)核能占清潔能源的52%，歐盟核能占清潔能源的43%。
全球核燃料基本情況
全球鈾資源主要分布在澳大利亞、哈薩克斯坦、加拿大、俄羅斯、納米比亞、尼日爾等國(guó)家。其中澳大利亞鈾資源占總量的25%，哈薩克斯坦占12%，加拿大占11%，這三個(gè)國(guó)家鈾資源儲(chǔ)量位居前三。
根據(jù)核燃料報(bào)告評(píng)估，2030年對(duì)鈾的需求量將上升到7.9萬噸鈾，到2040年將上升到112.3萬噸鈾。
2008~2018年，全球六氟化鈾(UF6)市場(chǎng)供應(yīng)總體過剩，目前鈾轉(zhuǎn)化的年生產(chǎn)量遠(yuǎn)低于鈾轉(zhuǎn)化的年需求量，由此可見過剩的鈾轉(zhuǎn)化庫(kù)存已經(jīng)被消化掉。中期看，轉(zhuǎn)化生產(chǎn)商需要增加生產(chǎn)能力，長(zhǎng)期看，全球鈾轉(zhuǎn)化市場(chǎng)需要在現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)一步擴(kuò)展能力或新建轉(zhuǎn)化廠。
俄烏沖突前，俄羅斯是世界上最大的鈾濃縮供應(yīng)國(guó)。俄羅斯一直是鈾濃縮市場(chǎng)主要的參與者。俄羅斯的分離功/濃縮鈾產(chǎn)品穩(wěn)定地銷往全球主要市場(chǎng)，包括美國(guó)、歐洲、亞洲和其他地方。俄羅斯四個(gè)濃縮廠總裝機(jī)容量約占世界總量的45%。歐洲Urenco的絕大部分分離功已經(jīng)在公開市場(chǎng)銷售，特別是在歐盟和美國(guó)，少量銷往中國(guó)。據(jù)美國(guó)咨詢公司(UxC)評(píng)估，目前Urenco每年2500~3000噸分離功貧料產(chǎn)能已通過定期合同預(yù)售。如果Urenco轉(zhuǎn)為正常的濃縮生產(chǎn)，約1.8萬噸分離功可供公開市場(chǎng)銷售。但考慮到機(jī)損率和轉(zhuǎn)化市場(chǎng)供應(yīng)不足情況，未考慮額外新增產(chǎn)能的情況下，到2035年Urenco可供應(yīng)的分離功為1.68萬噸。法國(guó)歐安諾(Orano)濃縮廠(Georges Besse II)額定產(chǎn)能是7500噸分離功，不考慮額外新產(chǎn)能情況下，美國(guó)咨詢公司(UxC)評(píng)估這一產(chǎn)能到2035年前不會(huì)變化。這個(gè)產(chǎn)能包含美國(guó)貿(mào)易商(Centrus)與法國(guó)Orano簽訂的2026~2030年每年800噸分離功以及供應(yīng)臺(tái)山核電的量。法國(guó)Orano多年來也是一直貧料再濃縮，UxC評(píng)估有500~1000噸分離功，2030年后分離功達(dá)到7500噸。少數(shù)貿(mào)易商、小的濃縮供應(yīng)商、庫(kù)存以及氧化物的供應(yīng)較高水平約5000～6000噸分離功，隨時(shí)間推移到2035年僅約每年1000～1500噸分離功。2030年Urenco和Orano將占公開市場(chǎng)總供應(yīng)量的76%左右，俄羅斯的供應(yīng)量份額由18%降到12%。
2022年與2030年俄羅斯市場(chǎng)供應(yīng)減少后公開市場(chǎng)供應(yīng)商份額的變化
中國(guó)核燃料產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)
受地緣政治的影響，俄供核燃料因其運(yùn)輸成本和履約風(fēng)險(xiǎn)等影響，其市場(chǎng)份額將受到一定的影響，核燃料市場(chǎng)未來將面臨供應(yīng)不平衡。核燃料市場(chǎng)的波動(dòng)和震蕩將給核燃料制造商帶來機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)，供應(yīng)的不平衡直接影響的是核燃料的價(jià)格。核燃料的安全、穩(wěn)定供應(yīng)促使核電站業(yè)主的采購(gòu)更加多元化，目的是平衡采購(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)。核燃料生產(chǎn)商通過調(diào)節(jié)產(chǎn)能適應(yīng)市場(chǎng)的需求和變化。
而中國(guó)有完整的核燃料循環(huán)體系，從鈾礦開采、純化轉(zhuǎn)化、濃縮到燃料組件制造。中國(guó)燃料組件呈多元化，這與中國(guó)引進(jìn)核電技術(shù)多元化有關(guān)。中國(guó)的核燃料生產(chǎn)和加工能力除可以滿足國(guó)內(nèi)核電站燃料需求外，還出口燃料組件及其加工服務(wù)到海外市場(chǎng)。隨著中國(guó)核電機(jī)組的增加，中國(guó)的核燃料生產(chǎn)商對(duì)建立可持續(xù)的、健康的核燃料產(chǎn)業(yè)將發(fā)揮重要的作用。
中國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CF3燃料組件
對(duì)我國(guó)核燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考與建議
受地緣政治的影響，核燃料市場(chǎng)的變化會(huì)達(dá)成新的平衡。根據(jù)世界核燃料評(píng)估，全球有足夠的鈾資源滿足未來的需求，鈾資源生產(chǎn)商需要等到市場(chǎng)再平衡時(shí)開始再次投資新的、閑置以及關(guān)閉的項(xiàng)目。需要建立理性的市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)模式，根據(jù)市場(chǎng)供需情況理智投產(chǎn)，理智采購(gòu)。
做好鈾資源儲(chǔ)備，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益最大化。全球鈾資源地理分布不均，通過投資并購(gòu)可以規(guī)避資源分布不均的風(fēng)險(xiǎn)，為未來鈾資源的可持續(xù)發(fā)展提前產(chǎn)業(yè)布局。鈾資源的合理儲(chǔ)備，根據(jù)市場(chǎng)變化調(diào)節(jié)庫(kù)存，將會(huì)為鈾資源持有者帶來經(jīng)濟(jì)利益最大化。
提升燃料制造的技術(shù)，降低生產(chǎn)和管理成本。加快燃料制造的數(shù)字化建設(shè)，提升燃料性能。以快堆為例，開發(fā)高致密度先進(jìn)快堆燃料，如金屬燃料(U-Pu-Zr)、氮化物燃料、碳化物燃料，提高增殖和嬗變性能等。梳理核燃料供銷商業(yè)模式，創(chuàng)新管理模式，降低生產(chǎn)和管理成本。
在具備一定能力和條件的情況下，參與鈾產(chǎn)品金融市場(chǎng)。鈾產(chǎn)品屬于礦產(chǎn)資源，它和其他礦產(chǎn)品具有相似的屬性。鈾產(chǎn)品的金融化，表面上是用來規(guī)避市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)，或者說是用來定價(jià)的，但實(shí)際上是用于獲取情報(bào)，炒作市場(chǎng)，左右礦石價(jià)格漲跌的。相對(duì)于黃金、石油而言，鈾產(chǎn)品市場(chǎng)的參與者少，一旦徹底金融化，將會(huì)影響全球鈾產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈。盡早研究鈾產(chǎn)品金融化，尋找應(yīng)對(duì)措施是鈾產(chǎn)品市場(chǎng)當(dāng)前工作的重中之重。(摘編自《中國(guó)核工業(yè)》雜志2023年第8期)
高溫氣冷堆核燃料元件
