核燃料是核電的“糧倉”，核燃料產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展將為核電的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(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)勢主要體現(xiàn)在二氧化碳及其污染物的排放接近零，具有長期成本競爭力和工業(yè)、人力資本效益。這些優(yōu)勢深深吸引著本土資源匱乏的發(fā)展中國家和需要引進可持續(xù)能源來保持電網(wǎng)穩(wěn)定的發(fā)達國家。隨著核電的發(fā)展，為核電提供持續(xù)、穩(wěn)定、具有經(jīng)濟性的核燃料對核電而言具有重要的意義，核燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展是核電國家特別關(guān)注的產(chǎn)業(yè)。
全國核電發(fā)展基本情況
當(dāng)前全球有420個核電機組在運行，裝機容量為374845MWe，56個核電機組在建，裝機容量為58595MWe。根據(jù)國際原子能機構(gòu)2050年能源、電力和核電評估，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年裝機容量增加23%(479GWe);按最低情形預(yù)估，2030年裝機容量下降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年以后日本和德國減少了核能發(fā)電，核電發(fā)展放緩，亞洲新建核電促進了核能發(fā)電的發(fā)展。
核能在發(fā)達國家中具有較高占比，美國核電占比19.7%，法國占比70.6%，英國占比14.5%，俄羅斯占比20.6%，加拿大占比14.6%，西班牙占比22.2%，韓國占比10.1%。美國核能占清潔能源的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%，這三個國家鈾資源儲量位居前三。
根據(jù)核燃料報告評估，2030年對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)市場供應(yīng)總體過剩，目前鈾轉(zhuǎn)化的年生產(chǎn)量遠低于鈾轉(zhuǎn)化的年需求量，由此可見過剩的鈾轉(zhuǎn)化庫存已經(jīng)被消化掉。中期看，轉(zhuǎn)化生產(chǎn)商需要增加生產(chǎn)能力，長期看，全球鈾轉(zhuǎn)化市場需要在現(xiàn)有設(shè)施進一步擴展能力或新建轉(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。俄羅斯一直是鈾濃縮市場主要的參與者。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，包括美國、歐洲、亞洲和其他地方。俄羅斯四個濃縮廠總裝機容量約占世界總量的45%。歐洲Urenco的絕大部分分離功已經(jīng)在公開市場銷售，特別是在歐盟和美國，少量銷往中國。據(jù)美國咨詢公司(UxC)評估，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銷售。但考慮到機損率和轉(zhuǎn)化市場供應(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，美國咨詢公司(UxC)評估這一產(chǎn)能到2035年前不會變化。這個產(chǎn)能包含美國貿(mào)易商(Centrus)與法國Orano簽訂的2026~2030年每年800噸分離功以及供應(yīng)臺山核電的量。法國Orano多年來也是一直貧料再濃縮，UxC評估有500~1000噸分離功，2030年后分離功達到7500噸。少數(shù)貿(mào)易商、小的濃縮供應(yīng)商、庫存以及氧化物的供應(yīng)較高水平約5000～6000噸分離功，隨時間推移到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年俄羅斯市場供應(yīng)減少后公開市場供應(yīng)商份額的變化
中國核燃料產(chǎn)業(yè)的機遇和挑戰(zhàn)
受地緣政治的影響，俄供核燃料因其運輸成本和履約風(fēng)險等影響，其市場份額將受到一定的影響，核燃料市場未來將面臨供應(yīng)不平衡。核燃料市場的波動和震蕩將給核燃料制造商帶來機會和挑戰(zhàn)，供應(yīng)的不平衡直接影響的是核燃料的價格。核燃料的安全、穩(wěn)定供應(yīng)促使核電站業(yè)主的采購更加多元化，目的是平衡采購的風(fēng)險。核燃料生產(chǎn)商通過調(diào)節(jié)產(chǎn)能適應(yīng)市場的需求和變化。
而中國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。中國燃料組件呈多元化，這與中國引進核電技術(shù)多元化有關(guān)。中國的核燃料生產(chǎn)和加工能力除可以滿足國內(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。隨著中國核電機組的增加，中國的核燃料生產(chǎn)商對建立可持續(xù)的、健康的核燃料產(chǎn)業(yè)將發(fā)揮重要的作用。
中國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的CF3燃料組件
對我國核燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考與建議
受地緣政治的影響，核燃料市場的變化會達成新的平衡。根據(jù)世界核燃料評估，全球有足夠的鈾資源滿足未來的需求，鈾資源生產(chǎn)商需要等到市場再平衡時開始再次投資新的、閑置以及關(guān)閉的項目。需要建立理性的市場運營模式，根據(jù)市場供需情況理智投產(chǎn)，理智采購。
做好鈾資源儲備，實現(xiàn)經(jīng)濟利益最大化。全球鈾資源地理分布不均，通過投資并購可以規(guī)避資源分布不均的風(fēng)險，為未來鈾資源的可持續(xù)發(fā)展提前產(chǎn)業(yè)布局。鈾資源的合理儲備，根據(jù)市場變化調(diào)節(jié)庫存，將會為鈾資源持有者帶來經(jīng)濟利益最大化。
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。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)避市場風(fēng)險，或者說是用來定價的，但實際上是用于獲取情報，炒作市場，左右礦石價格漲跌的。相對于黃金、石油而言，鈾產(chǎn)品市場的參與者少，一旦徹底金融化，將會影響全球鈾產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈。盡早研究鈾產(chǎn)品金融化，尋找應(yīng)對措施是鈾產(chǎn)品市場當(dāng)前工作的重中之重。(摘編自《中國核工業(yè)》雜志2023年第8期)
高溫氣冷堆核燃料元件
