【儀表網(wǎng) 行業(yè)上下游】中國核電產(chǎn)業(yè)布局僵硬,核心技術(shù)匱乏。在未來幾年核電投資預(yù)計達(dá)5000億,國家將大力發(fā)展核電產(chǎn)業(yè),加大自主研發(fā)技術(shù)的步伐,借“一帶一路”走出去。
一、在國內(nèi)建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)的三代核電工程圓滿實現(xiàn)制造強國戰(zhàn)略目標(biāo)。
二、積極“走出去”與美國、法國、日本、韓國等核電大國PK,與中國高鐵并肩打造中國裝備技術(shù)國家名片。
來自中國核能行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)參考
截至2015年4月,中國在役、在建及擬建的核電機組52臺,總裝機容量約53GW。其中,已經(jīng)投入運行的23臺,總裝機容量21.4GW;在建核電機組26臺,總裝機容量28.5GW;已經(jīng)核準(zhǔn)的3臺機組,總裝機容量3.3GW。核電機組分布在沿海8個省區(qū)、13個核電基地。預(yù)期2015年還會有4—6臺機組得到核準(zhǔn)。有4—6臺新機組投入運行,到2015年年底,運行機組的總裝機容量將達(dá)到30GW左右。
《中國制造2025》
《中國制造2025》制定了我國“三步走”實現(xiàn)制造強國的戰(zhàn)略目標(biāo):
電力裝備方面:推動大型超凈排放煤電機組產(chǎn)業(yè)化和示范應(yīng)用,進(jìn)一步提高超大容量水電機組、核電機組、重型燃?xì)廨啓C制造水平。推進(jìn)新能源和可再生能源裝備、先進(jìn)儲能裝置、智能電網(wǎng)用輸變電及用戶端設(shè)備發(fā)展。突破大功率電力電子器件、高溫超導(dǎo)材料等關(guān)鍵元器件和材料的制造及應(yīng)用技術(shù),形成產(chǎn)業(yè)化能力。
裝備方面:組織實施一批創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化專項、重大工程,到2020年在這些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自主研制及應(yīng)用;到2025年,自主知識產(chǎn)權(quán)裝備市場占有率大幅提升,核心技術(shù)對外依存度明顯下降,基礎(chǔ)配套能力顯著增強,重要領(lǐng)域裝備達(dá)到水平。
中國核能行業(yè)協(xié)會副秘書長徐玉明表示:
“2015年是核電重啟的關(guān)鍵之年,預(yù)計還將有4到6臺機組得到核準(zhǔn),有4到6臺投入運行。到年底,全國運行核電機組總裝機量將達(dá)到3000萬千瓦。屆時,我國的核電規(guī)模將在,核電總發(fā)電量將超過日本。未來我國核電產(chǎn)業(yè)將迎來大發(fā)展,根據(jù)核電發(fā)展規(guī)劃,2020年之前,我國至少還要新建3500萬千瓦的核電機組,平均每年開工5至6臺,每年新增投資要1000億元左右,其中核電裝備約占500億元。未來5年,我國核電投資總額將達(dá)5000億元。”
在徐玉明看來,未來核電技術(shù)自主化是我國核電產(chǎn)業(yè)做大做強的關(guān)鍵一環(huán),以“華龍一號”、CAP1400、AP1000為代表的三代核電技術(shù)將成為我國未來核電規(guī)模化發(fā)展的主流。
截至目前,我國擁有世界上大的核電裝備產(chǎn)能,每年可以生產(chǎn)10臺套以上成套核電主設(shè)備。設(shè)備國產(chǎn)化也取得重大進(jìn)展,二代改進(jìn)型及“華龍一號”的設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到85%,“華龍一號”批量化建設(shè)后設(shè)備國產(chǎn)化率不低于95%,CAP1400國產(chǎn)化率預(yù)計將超過80%,AP1000國產(chǎn)化率目標(biāo)是80%。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,目前我國已形成了上海、四川、黑龍江三大核電設(shè)備制造基地,建成上海、廣州、河北出海口重型裝備的制造基地,涌現(xiàn)出以東方-電氣、上海電氣、哈爾濱電氣、一重、二重為主的核電裝備制造。
中國核電產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)競爭格局
核電站的運營處于寡頭壟斷狀態(tài)。5月29日的重組之后,國家允許控股核電站的運營商只有中核,中廣核,國電投三家。中核與中廣核在國家能源局等有關(guān)部門指導(dǎo)下合作研發(fā)設(shè)計的自主三代核電技術(shù)“華龍一號”,已經(jīng)獲批在國內(nèi)落地,首批機組福建福清5、6號機組和廣西防城港二期3、4號機組。而國電投則依托國核技作為美國西屋AP1000引進(jìn)消化吸收平臺,主推AP1000以及在此基礎(chǔ)上創(chuàng)新的CAP1400技術(shù)。
核電站的設(shè)計主要參與者是中核旗下中國核動力院、中核工程;中廣核旗下中廣核工程;國電投旗下國核電力院和上海核工院。
施工方主要是中國核建、國核工程、廣東火電,其中中國核建占據(jù)了85%的市場份額。
核島設(shè)備供應(yīng)商主要是上海電氣,東方電氣,哈爾濱電氣三大企業(yè),以及中國一重等眾多供應(yīng)鏈企業(yè)。
核電站運行包括核燃料,核乏料的處理等,主要是中核集團(tuán),中廣核集團(tuán)旗下子公司。
中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)發(fā)布的《2014-2019年中國核能開發(fā)利用行業(yè)運營及投資預(yù)測報告》指出:
從產(chǎn)業(yè)鏈的利潤率看,部分國產(chǎn)化率低的零部件利潤率高(40%-50%),其次是電站運營(35%-40%),核島設(shè)備(30%-35%),施工建造(10%),常規(guī)島設(shè)備(5%-10%)。運營商,關(guān)鍵零部件是價值豐厚部分。
中國核電產(chǎn)業(yè)各產(chǎn)業(yè)鏈毛利率對比分析
從核電投資看,核島設(shè)備投資占比約30%-40%左右,常規(guī)島設(shè)備投資占比10%-15%,BOP設(shè)備投資占比約7%-10%。
從利潤率看,核島設(shè)備的毛利率有30%-35%,常規(guī)島毛利率僅5%-10%,常規(guī)島設(shè)備和BOP設(shè)備跟普通火電站差別不大,產(chǎn)品成熟,競爭激烈,因此我們主要考察核島設(shè)備情況。
從價值量看,9大主設(shè)備是核島主體,百萬千瓦機組的投資金額約11-17億,其他核島設(shè)備約15-20億。
主設(shè)備核島的關(guān)鍵,各設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈較短
核電主設(shè)備包括:主泵,反應(yīng)堆壓力容器,蒸汽發(fā)生器,堆內(nèi)構(gòu)件&控制棒驅(qū)動機構(gòu),主管道,穩(wěn)壓器,鋼制安全殼,堆芯補水箱9大設(shè)備,AP1000堆型還包括爆破閥。九大設(shè)備的作用如下:
主泵:被稱為核電站心臟。反應(yīng)堆壓力容器中的高溫高壓水,在蒸汽發(fā)生器內(nèi)通過熱交換傳給二回路中的水和蒸汽,通過主泵重新進(jìn)入反應(yīng)堆壓力容器。
反應(yīng)堆壓力容器:核反應(yīng)堆在壓力容器中反應(yīng);
蒸汽發(fā)生器:一二回路的樞紐,將反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量傳遞給二回路,產(chǎn)生蒸汽,從而驅(qū)動汽輪發(fā)電機發(fā)電;
堆內(nèi)構(gòu)件&控制棒驅(qū)動機構(gòu):堆內(nèi)構(gòu)件功能是支撐定位核燃料組件。控制棒驅(qū)動機構(gòu)是反應(yīng)堆動作部件,通過控制棒組件在堆芯上力變化,提供超壓和低壓保護(hù);
堆芯補水箱:主要作用是儲存冷卻水源;
爆破閥:AP1000核電站安全關(guān)鍵設(shè)備,當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重事故時,爆破閥迅速打開,冷卻劑將系統(tǒng)熱量排出從而保護(hù)核電站安全;
從供應(yīng)鏈的情況,核電主設(shè)備的供應(yīng)鏈都比較短,上游供應(yīng)鏈主要是鍛件,鑄件生產(chǎn)企業(yè),特種管材生產(chǎn)企業(yè)。
其他核島設(shè)備:泵閥等多種設(shè)備
其他核電設(shè)備種類較多。應(yīng)用在核島中的其他核島設(shè)備包括用在反應(yīng)堆中裝卸燃料的裝卸料機,環(huán)形吊車;用在核島安全系統(tǒng)中的核級電纜,核安全級柴油發(fā)電機組,安注水箱,安全級閥門等。
從產(chǎn)業(yè)鏈的角度來看,核電建設(shè)包括了燃料供給商、設(shè)備供應(yīng)商、電力輔業(yè)集團(tuán)、發(fā)電企業(yè)核輸配電企業(yè)等幾個環(huán)節(jié):一是上游環(huán)節(jié),包括核燃料、原材料生產(chǎn);二是中游環(huán)節(jié),包括核反應(yīng)堆、核電核心設(shè)備(不含核反應(yīng)堆)制造及核電輔助設(shè)備制造;三是下游環(huán)節(jié),主要包括核電站建設(shè)及運營維護(hù)。核燃料(主要是指鈾礦)屬于戰(zhàn)略資源,且分布不均,所以核燃料主要由幾個公司壟斷,利潤率高。中游的核電設(shè)備制造,由于壟斷程度高,技術(shù)壁壘高,在產(chǎn)業(yè)鏈條上處于有利的地位,定價能力強,同時,在其他輔助設(shè)備領(lǐng)域,由于核電產(chǎn)品屬于產(chǎn)品,毛利率也普遍較高。下游的核電企業(yè)由于政策傾向和巨大的市場需求,盈利能力也很強。
上游產(chǎn)業(yè)——核燃料呈現(xiàn)寡頭壟斷
上游產(chǎn)業(yè)是指核燃料和原材料生產(chǎn)。核燃料主要是指鈾礦,原材料是指耐高溫、耐腐蝕、耐磨的各種材料。鈾礦資源分布不均,其分布情的公司較少。
核燃料
鈾礦主產(chǎn)區(qū)的鈾礦都被幾家大型礦產(chǎn)公司壟斷,這些公司控制著鈾礦的開采、提煉、出口,掌握著定價權(quán)。中國的鈾礦儲量不豐富,核燃料進(jìn)口依賴性較強。國內(nèi)的核電公司正努力對外兼并或與外國鈾礦公司合作,獲得穩(wěn)定的核燃料來源。如中廣核鈾業(yè)發(fā)展公司收購了澳大利亞鈾礦出口商能源金屬公司(EnergyMetals)70%的股份,中核海外鈾業(yè)控股有限公司間接獲得加拿大WesternProspector公司的控股權(quán)。
原材料——技術(shù)門檻高,我國從事核電企業(yè)數(shù)量較少
原材料包括鋯的化合物及其合金、核級鈉、核石墨。其中氧化鋯具有驚人的抗腐蝕性能,極高的熔點,超高的硬度和強度等特性,在核反應(yīng)堆中被廣泛用做涂層材料;鋯合金在300~400℃的高溫高壓水和蒸汽中有良好的耐蝕性能、適中的力學(xué)性能、較低的原子熱中子吸收截面(鋯為0.18靶恩),對核燃料有良好的相容性,多用作水冷核反應(yīng)堆的堆芯結(jié)構(gòu)材料(燃料包殼、壓力管、支架和孔道管);核級鈉具有高于多數(shù)金屬的比熱和良好的導(dǎo)熱性能,能夠適應(yīng)反應(yīng)堆的特殊條件,是快中子反應(yīng)堆的必需冷卻劑;核石墨是高溫氣冷堆的慢化、反射和結(jié)構(gòu)材料。目前我國從事核電原材料的企業(yè)較少,具有較大生產(chǎn)規(guī)模的幾家企業(yè)都在滬深兩市上市。如生產(chǎn)鋯制品的升華拜克、東方鋯業(yè);生產(chǎn)核級鈉的蘭太實業(yè);生產(chǎn)核石墨的方大炭素和中鋼吉炭。
中游產(chǎn)業(yè)——核心技術(shù)由美歐掌握
中游產(chǎn)業(yè)主要是指核反應(yīng)堆制造、核電核心設(shè)備制造(不含核反應(yīng)堆)及核電輔助設(shè)備制造。
核反應(yīng)堆
核反應(yīng)堆是一個能維持和控制核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng),從而實現(xiàn)核能—熱能轉(zhuǎn)換的裝置,是核電廠的心臟,核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)在其中進(jìn)行。核反應(yīng)堆目前處于第三代技術(shù)和第四代技術(shù)過渡階段,但無論哪個階段,核反應(yīng)堆技術(shù)主要由美國(西屋AP1000系列核反應(yīng)堆20)、法國(阿?,m公司EPR系列核反應(yīng)堆21)、俄羅斯(VVER1000系列核反應(yīng)堆)等國掌握,我國通過引進(jìn)、消化、吸收、創(chuàng)新,也逐漸掌握相關(guān)技術(shù),并研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CNP系列和CPR1000核反應(yīng)堆22。
核電核心設(shè)備(不含核反應(yīng)堆)制造
核電的核心設(shè)備包括核島設(shè)備和常規(guī)島設(shè)備等。一般來說,核島設(shè)備約占設(shè)備投資的45%,常規(guī)島設(shè)備占比為30%,另外輔助設(shè)備占比約為25%。因此,根據(jù)2009~2020年設(shè)備投資約為4000億元計算,預(yù)計在此期間,核島設(shè)備市場容量約為1800億元,常規(guī)島設(shè)備市場容量約為1200億元,而其他輔助設(shè)備市場容量約為1000億元。
核電輔助設(shè)備制造
核電輔助設(shè)備包括核島堆內(nèi)構(gòu)件、壓力容器、核島起重設(shè)備、核島循環(huán)冷卻裝置、核級閥門、空冷設(shè)備、核電廠變壓器、其他設(shè)備及材料等。此環(huán)節(jié)是國內(nèi)企業(yè)進(jìn)入核電壁壘低的環(huán)節(jié),因此我國核電輔助設(shè)備的國產(chǎn)化較高,大多數(shù)具有實力的企業(yè)在滬深上市,如生產(chǎn)核島堆內(nèi)構(gòu)件的海陸重工;生產(chǎn)核島起重設(shè)備的上海機電、太原重工;生產(chǎn)核島循環(huán)冷卻裝置的的盾安環(huán)境;生產(chǎn)核級閥門的中核科技;生產(chǎn)空冷設(shè)備的企業(yè)有哈空調(diào)和上風(fēng)高科;生產(chǎn)核電廠變壓器的特變電工和天威保變等。
“一帶一路”沿線國家64個,有核電的國家19個,計劃發(fā)展核電的國家25個?,F(xiàn)有規(guī)劃核電機組140臺左右,總投資超過1.2萬億美元。
“一帶一路”與中國核電
總投資超過1.2萬億美元
據(jù)世界核能協(xié)會的估算,2015-2030年,新建核電站約160座,新增投資將達(dá)到15000億美元。
“一帶一路”的實施,也給我國核電設(shè)備企業(yè)帶來了的機遇。據(jù)統(tǒng)計,“一帶一路”沿線64個國家,有核電國家19個,計劃發(fā)展核電的國家25個,規(guī)劃核電機組現(xiàn)在有140臺左右,總投資規(guī)模超過1.2萬億美元。
巴基斯坦
2015年4月,中國問巴基斯坦期間,核電成為重要議題。在此期間,中核集團(tuán)與巴基斯坦原子能委員會簽訂的《關(guān)于在巴基斯坦新建ACP1000∕華龍一號核電機組的框架協(xié)議》,中核集團(tuán)計劃再向巴基斯坦出口5臺核電機組(分別為卡拉奇2號、3號、恰?,?號、穆扎法爾格爾1號、2號機組),機型均選擇為百萬千瓦級核電機組“華龍一號”,涉及金額為150億美元。其中,即將開工的卡拉奇核電站2號、3號機組很可能與日前獲國務(wù)院批準(zhǔn)的福清核電站二期5號、6號機組在工程進(jìn)度上保持一致。這是中國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)“華龍一號”(ACP1000)走出,正式落地巴基斯坦。
5月7日,我國自主三代核電技術(shù)“華龍一號”示范工程—中核集團(tuán)(中國核電母公司)福建福清5號核電機組正式開工建設(shè)。中核集團(tuán)表示,“華龍一號”示范工程的開工建設(shè)“也必將增強市場的信心”,有利于中國“推進(jìn)核電走出去戰(zhàn)略的實施”。目前,中核集團(tuán)正在建立海外市場開發(fā)體系,積極推動英國、阿根廷、埃及等近20個國家核電項目合作。按照中核集團(tuán)的布局,“華龍一號”從海上絲綢之路起點的福建,途經(jīng)南亞、波斯灣,終落地海上絲綢之路終點英國,是國家“一帶一路”戰(zhàn)略的路徑和佳實踐。
“中巴經(jīng)濟(jì)走廊”是“一帶一路”的重要組成部分,中國一直是巴基斯坦核電市場重要的參與者。巴基斯坦恰?,敽穗姽こ淌侵袊鴤€對外援建核電項目,也是中國核電企業(yè)目前出口的商用核電機組,被譽為“南南合作”的典范。自1991年以來,中國已向巴基斯坦出口6臺二代核電機組,其中恰?,?號、2號兩臺30萬千瓦壓水堆核電機組已分別于2000年和2011年投入運行,恰希瑪3號、4號和卡拉奇2號和3號機組正在建設(shè)中。
卡拉奇核電站2號、3號機組計劃建設(shè)兩臺百萬千瓦級ACP1000核電機組,總造價95.9億美元,是巴基斯坦國內(nèi)目前大的核電項目,廠址位于阿拉伯海沿岸、巴基斯坦卡拉奇市附近,距巴基斯坦首都
卡拉奇核電站2號、3號機組與國內(nèi)上半年即將開工的福清二期核電項目5、6號機組一樣,均采用“華龍一號”技術(shù),因而在工程進(jìn)度上也具有一定參考性。
阿根廷
2015年2月4日,在主席和克里斯蒂娜總統(tǒng)的共同見證下,國家能源局局長努爾·白克力與阿根廷聯(lián)邦計劃、公共投資與服務(wù)部部長胡里奧·德維多簽署了《中華人民共和國政府和阿根廷共和國政府關(guān)于在阿根廷合作建設(shè)壓水堆核電站的協(xié)議》。根據(jù)協(xié)議,中國核工業(yè)集團(tuán)公司與阿根廷核電公司作為雙方授權(quán)企業(yè)將負(fù)責(zé)協(xié)議的具體實施。該協(xié)議的簽訂,被譽為是“華龍一號出口拉丁美洲”的標(biāo)志。
英國
2014年10月上旬,歐盟批準(zhǔn)英國西南部辛克利角核電站建造計劃,以滿足英國未來的電力需求。按照計劃,這個有兩個核反應(yīng)堆組成的核電站雖然位于英國境內(nèi),但出錢的卻都是外國人。其建設(shè)將由法國電力集團(tuán)出資約一半,法國阿?,m公司出資10%,其余約四成將會由中國廣核集團(tuán)和中國核工業(yè)集團(tuán)公司聯(lián)合出資。
資料顯示,欣克利角核電站項目主要包括在英國西南部的欣克利角建設(shè)兩臺歐洲先進(jìn)壓水堆(EPR)核電機組,投資總額約260億美元。該項目由法國電力集團(tuán)控股,持股份額為45%至50%,中國核工業(yè)集團(tuán)和中國廣東核電集團(tuán)有限公司共同持股約30%至40%,法國阿?,m核電集團(tuán)持股10%。歐盟委員會已與2014年10月批準(zhǔn)了由法國電力集團(tuán)和中國核電企業(yè)聯(lián)合投資英國欣克利角核電站建設(shè)項目。
南非
2014年11月7日,國家能源局局長吳新雄與南非能源部長蒂娜·霍爾馬特·佩特森簽署了《中南政府間民用核能項目合作框架協(xié)議》,意味著中國獲得了南非核電市場的入場券。
盡管南非擁有豐富的鈾礦資源,也是非洲擁有核電站的國家,但利用核能發(fā)電量僅占該國總發(fā)電量的5%。南非目前的發(fā)電量主要來自火電,有限的電力供應(yīng)正在制約著南非經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。盡管南非擁有豐富的鈾礦資源,也是非洲擁有核電站的國家,但利用核能發(fā)電量僅占該國總發(fā)電量的5%。南非目前的發(fā)電量主要來自火電,有限的電力供應(yīng)正在制約著南非經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
根據(jù)南非政府的規(guī)劃,在2030之前,將斥資1萬億蘭特(約合5700億元人民幣),建造總裝機容量為960萬千瓦的三座核電站,這是南非的單筆采購項目,未來十年內(nèi),核電是南非未來能源的主要特點。
2014年2月25日至2月26日,國核技(現(xiàn)“國電投”)與中廣核分別和南非核能公司簽署協(xié)議,為南非提供核能技術(shù)培訓(xùn)項目。南非核電項目是國家核電和中廣核主要進(jìn)攻的海外市場之一。
據(jù)了解,南非還與俄羅斯、法國、美國、韓國、日本簽訂了類似的協(xié)議。這意味著中國的核電企業(yè)將有望和這些國家的核電企業(yè)一道,參與南非核電項目。
當(dāng)前,國內(nèi)三大核電公司的海外市場主攻方向各有側(cè)重。中廣核的目標(biāo)市場,除了英國、羅馬尼亞、烏克蘭,還包括泰國、越南等東南亞國家;中核的重點目標(biāo)市場則為阿根廷、非洲;國家核電技術(shù)公司的海外重點則是南非和巴西。但是目前仍然只有在巴基斯坦舉得了實際進(jìn)展,在其他國家的核電出口都處在前期合作階段。
土耳其
2014年11月24日,國家核電技術(shù)總公司、美國西屋公司和土耳其國有發(fā)電公司EUAS簽署合作備忘錄,啟動在土耳其開發(fā)建設(shè)4臺核電機組的排他性協(xié)商。這是土耳其第三核電項目,現(xiàn)在初步定的是兩個機組用AP1000技術(shù),另外兩個用CAP1400技術(shù)。
根據(jù)土耳其國家能源發(fā)展計劃,2020年前電力需求年增長率預(yù)計為6.7%—7.5%,2023年前總裝機容量將翻一番達(dá)到1億千瓦,投資需求超過1200億美元。