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核电5000亿元市场 核电装备约占500亿元

行业上下游中国仪表网2015年06月02日 09:25人气:11116

  【中国仪表网 行业上下游】中国核电产业布局僵硬,核心技术匮乏。在未来几年核电投资预计达5000亿,国家将大力发展核电产业,加大自主研发技术的步伐,借“一带一路”走出去。

  
 
  5月29日下午,中国电力投资集团公司(以下简称“中电投”)与国家核电技术公司(以下简称“国核技”)正式合并成为国家电力投资集团公司(以下简称“国电投”)。自此,中国核电“三分天下”已成定局。中国核电将面临的两大使命是:
  
  一、在国内建设高标准的三代核电工程圆满实现制造强国战略目标。
  
  二、积极“走出去”与美国、法国、日本、韩国等核电大国PK,与中国高铁并肩打造中国高端装备技术国家名片。
  
  来自中国核能行业协会的数据参考
  
  截至2015年4月,中国在役、在建及拟建的核电机组52台,总装机容量约53GW。其中,已经投入运行的23台,总装机容量21.4GW;在建核电机组26台,总装机容量28.5GW;已经核准的3台机组,总装机容量3.3GW。核电机组分布在沿海8个省区、13个核电基地。预期2015年还会有4—6台机组得到核准。有4—6台新机组投入运行,到2015年年底,运行机组的总装机容量将达到30GW左右。
  
  《中国制造2025》
  
  《中国制造2025》制定了我国“三步走”实现制造强国的战略目标:
  
  电力装备方面:推动大型高效超净排放煤电机组产业化和示范应用,进一步提高超大容量水电机组、核电机组、重型燃气轮机制造水平。推进新能源和可再生能源装备、先进储能装置、智能电网用输变电及用户端设备发展。突破大功率电力电子器件、高温超导材料等关键元器件和材料的制造及应用技术,形成产业化能力。
  
  高端装备方面:组织实施一批创新和产业化专项、重大工程,到2020年在这些领域实现自主研制及应用;到2025年,自主知识产权高端装备市场占有率大幅提升,核心技术对外依存度明显下降,基础配套能力显著增强,重要领域装备达到国际领先水平。
  
  中国核能行业协会副秘书长徐玉明表示:
  
  “2015年是核电重启的关键之年,预计还将有4到6台机组得到核准,有4到6台投入运行。到年底,全国运行核电机组总装机量将达到3000万千瓦。届时,我国的核电规模将在全球排名第四,核电总发电量将超过日本。未来我国核电产业将迎来大发展,根据核电发展规划,2020年之前,我国至少还要新建3500万千瓦的核电机组,平均每年开工5至6台,每年新增投资要1000亿元左右,其中核电装备约占500亿元。未来5年,我国核电投资总额将达5000亿元。”
  
  在徐玉明看来,未来核电技术自主化是我国核电产业做大做强的关键一环,以“华龙一号”、CAP1400、AP1000为代表的三代核电技术将成为我国未来核电规模化发展的主流。
  
  截至目前,我国拥有世界上最大的核电装备产能,每年可以生产10台套以上成套核电主设备。设备国产化也取得重大进展,二代改进型及“华龙一号”的设备国产化率达到85%,“华龙一号”批量化建设后设备国产化率不低于95%,CAP1400国产化率预计将超过80%,AP1000国产化率目标是80%。
  
  业内人士认为,目前我国已形成了上海、四川、黑龙江三大核电设备制造基地,建成上海、广州、河北出海口重型装备的制造基地,涌现出以东方-电气、上海电气、哈尔滨电气、一重、二重为主的核电装备制造龙头企业。
  
  中国核电产业链现状及产业竞争格局
  
  核电站的运营处于寡头垄断状态。5月29日的重组之后,国家允许控股核电站的运营商只有中核,中广核,国电投三家。中核与中广核在国家能源局等有关部门指导下合作研发设计的自主三代核电技术“华龙一号”,已经获批在国内落地,首批机组福建福清5、6号机组和广西防城港二期3、4号机组。而国电投则依托国核技作为美国西屋AP1000引进消化吸收平台,主推AP1000以及在此基础上创新的CAP1400技术。
  
  核电站的设计主要参与者是中核旗下中国核动力院、中核工程;中广核旗下中广核工程;国电投旗下国核电力院和上海核工院。
  
  施工方主要是中国核建、国核工程、广东火电,其中中国核建占据了85%的市场份额。
  
  核岛设备供应商主要是上海电气,东方电气,哈尔滨电气三大企业,以及中国一重等众多供应链企业。
  
  核电站运行包括核燃料,核乏料的处理等,主要是中核集团,中广核集团旗下子公司。
  
  中国产业信息网发布的《2014-2019年中国核能开发利用行业运营及投资预测报告》指出:
  
  从产业链的利润率看,部分国产化率低的零部件利润率最高(40%-50%),其次是电站运营(35%-40%),核岛设备(30%-35%),施工建造(10%),常规岛设备(5%-10%)。运营商,关键零部件是价值最丰厚部分。
  
  中国核电产业各产业链毛利率对比分析
  
  从核电投资看,核岛设备投资占比约30%-40%左右,常规岛设备投资占比10%-15%,BOP设备投资占比约7%-10%。
  
  从利润率看,核岛设备的毛利率有30%-35%,常规岛毛利率仅5%-10%,常规岛设备和BOP设备跟普通火电站差别不大,产品成熟,竞争激烈,因此我们主要考察核岛设备情况。
  
  从价值量看,9大主设备是核岛主体,百万千瓦机组的投资金额约11-17亿,其他核岛设备约15-20亿。
  
  主设备核岛的关键,各设备产业链较短
  
  核电主设备包括:主泵,反应堆压力容器,蒸汽发生器,堆内构件&控制棒驱动机构,主管道,稳压器,钢制安全壳,堆芯补水箱9大设备,AP1000堆型还包括爆破阀。九大设备的作用如下:
  
  主泵:被称为核电站心脏。反应堆压力容器中的高温高压水,在蒸汽发生器内通过热交换传给二回路中的水和蒸汽,通过主泵重新进入反应堆压力容器。
  
  反应堆压力容器:核反应堆在压力容器中反应;
  
  蒸汽发生器:一二回路的枢纽,将反应堆产生的热量传递给二回路,产生蒸汽,从而驱动汽轮发电机发电;
  
  堆内构件&控制棒驱动机构:堆内构件功能是支撑定位核燃料组件。控制棒驱动机构是反应堆动作部件,通过控制棒组件在堆芯上下抽插,实现反应堆启动,功率调节等;
  
  主管道:被称为核电站主动脉。连接反应堆压力容器,主泵和蒸汽发生器;
  
  稳压器:主要功能是控制核岛中水的压力变化,提供超压和低压保护;
  
  堆芯补水箱:主要作用是储存冷却水源;
  
  爆破阀:AP1000核电站安全关键设备,当发生严重事故时,爆破阀迅速打开,冷却剂将系统热量排出从而保护核电站安全;
  
  从供应链的情况,核电主设备的供应链都比较短,上游供应链主要是锻件,铸件生产企业,特种管材生产企业。
  
  其他核岛设备:泵阀等多种设备
  
  其他核电设备种类较多。应用在核岛中的其他核岛设备包括用在反应堆中装卸燃料的装卸料机,环形吊车;用在核岛安全系统中的核级电缆,核安全级柴油发电机组,安注水箱,安全级阀门等。
  
  从产业链的角度来看,核电建设包括了燃料供给商、设备供应商、电力辅业集团、发电企业核输配电企业等几个环节:一是上游环节,包括核燃料、原材料生产;二是中游环节,包括核反应堆、核电核心设备(不含核反应堆)制造及核电辅助设备制造;三是下游环节,主要包括核电站建设及运营维护。核燃料(主要是指铀矿)属于战略资源,且分布不均,所以核燃料主要由几个公司垄断,利润率高。中游的核电设备制造,由于垄断程度高,技术壁垒高,在产业链条上处于有利的地位,定价能力强,同时,在其他辅助设备领域,由于核电产品属于高端产品,毛利率也普遍较高。下游的核电企业由于政策倾向和巨大的市场需求,盈利能力也很强。
  
  上游产业——核燃料呈现寡头垄断
  
  上游产业是指核燃料和原材料生产。核燃料主要是指铀矿,原材料是指耐高温、耐腐蚀、耐磨的各种材料。铀矿资源分布不均,其分布情况如图2所示。世界铀矿主要集中在澳大利亚、哈萨克斯坦、加拿大和南非,中国铀矿探明储量居世界第10位之后。原材料包括锆的化合物及其合金、核级钠、核石墨,由于技术门槛较高,生产这些原材料的公司较少。
  
  核燃料
  
  铀矿主产区的铀矿都被几家大型矿产公司垄断,这些公司控制着铀矿的开采、提炼、出口,掌握着定价权。中国的铀矿储量不丰富,核燃料进口依赖性较强。国内的核电公司正努力对外兼并或与外国铀矿公司合作,获得稳定的核燃料来源。如中广核铀业发展公司收购了澳大利亚铀矿出口商能源金属公司(EnergyMetals)70%的股份,中核海外铀业控股有限公司间接获得加拿大WesternProspector公司的控股权。
  
  原材料——技术门槛高,我国从事核电企业数量较少
  
  原材料包括锆的化合物及其合金、核级钠、核石墨。其中氧化锆具有惊人的抗腐蚀性能,极高的熔点,超高的硬度和强度等特性,在核反应堆中被广泛用做涂层材料;锆合金在300~400℃的高温高压水和蒸汽中有良好的耐蚀性能、适中的力学性能、较低的原子热中子吸收截面(锆为0.18靶恩),对核燃料有良好的相容性,多用作水冷核反应堆的堆芯结构材料(燃料包壳、压力管、支架和孔道管);核级钠具有高于多数金属的比热和良好的导热性能,能够适应反应堆的特殊条件,是快中子反应堆的必需冷却剂;核石墨是高温气冷堆的慢化、反射和结构材料。目前我国从事核电原材料的企业较少,具有较大生产规模的几家企业都在沪深两市上市。如生产锆制品的升华拜克、东方锆业;生产核级钠的兰太实业;生产核石墨的方大炭素和中钢吉炭。
  
  中游产业——核心技术由美欧掌握
  
  中游产业主要是指核反应堆制造、核电核心设备制造(不含核反应堆)及核电辅助设备制造。
  
  核反应堆
  
  核反应堆是一个能维持和控制核裂变链式反应,从而实现核能—热能转换的装置,是核电厂的心脏,核裂变链式反应在其中进行。核反应堆目前处于第三代技术和第四代技术过渡阶段,但无论哪个阶段,核反应堆技术主要由美国(西屋AP1000系列核反应堆20)、法国(阿海珐公司EPR系列核反应堆21)、俄罗斯(VVER1000系列核反应堆)等国掌握,我国通过引进、消化、吸收、创新,也逐渐掌握相关技术,并研制出具有自主知识产权的CNP系列和CPR1000核反应堆22。
  
  核电核心设备(不含核反应堆)制造
  
  核电的核心设备包括核岛设备和常规岛设备等。一般来说,核岛设备约占设备投资的45%,常规岛设备占比为30%,另外辅助设备占比约为25%。因此,根据2009~2020年设备投资约为4000亿元计算,预计在此期间,核岛设备市场容量约为1800亿元,常规岛设备市场容量约为1200亿元,而其他辅助设备市场容量约为1000亿元。
  
  核电辅助设备制造
  
  核电辅助设备包括核岛堆内构件、压力容器、核岛起重设备、核岛循环冷却装置、核级阀门、空冷设备、核电厂变压器、其他设备及材料等。此环节是国内企业进入核电壁垒最低的环节,因此我国核电辅助设备的国产化较高,大多数具有实力的企业在沪深上市,如生产核岛堆内构件的海陆重工;生产核岛起重设备的上海机电、太原重工;生产核岛循环冷却装置的的盾安环境;生产核级阀门的中核科技;生产空冷设备的企业有哈空调和上风高科;生产核电厂变压器的特变电工和天威保变等。
  
  “一带一路”沿线国家64个,有核电的国家19个,计划发展核电的国家25个。现有规划核电机组140台左右,总投资超过1.2万亿美元。
  
  “一带一路”与中国核电
  
  总投资超过1.2万亿美元
  
  据世界核能协会的估算,2015-2030年,全球新建核电站约160座,新增投资将达到15000亿美元。
  
  “一带一路”的实施,也给我国核电设备企业带来了绝佳的机遇。据统计,“一带一路”沿线64个国家,有核电国家19个,计划发展核电的国家25个,规划核电机组现在有140台左右,总投资规模超过1.2万亿美元。
  
  巴基斯坦
  
  2015年4月,中国国家主席习近平访问巴基斯坦期间,核电成为重要议题。在此期间,中核集团与巴基斯坦原子能委员会签订的《关于在巴基斯坦新建ACP1000∕华龙一号核电机组的框架协议》,中核集团计划再向巴基斯坦出口5台核电机组(分别为卡拉奇2号、3号、恰希玛5号、穆扎法尔格尔1号、2号机组),机型均选择为百万千瓦级核电机组“华龙一号”,涉及金额为150亿美元。其中,即将开工的卡拉奇核电站2号、3号机组很可能与日前获国务院批准的福清核电站二期5号、6号机组在工程进度上保持一致。这是中国具有自主知识产权的三代核电技术“华龙一号”(ACP1000)首次走出国门,正式落地巴基斯坦。
  
  5月7日,我国自主三代核电技术“华龙一号”示范工程—中核集团(中国核电母公司)福建福清5号核电机组正式开工建设。中核集团表示,“华龙一号”示范工程的开工建设“也必将增强国际市场的信心”,有利于中国“推进核电走出去战略的实施”。目前,中核集团正在建立海外市场开发体系,积极推动英国、阿根廷、埃及等近20个国家核电项目合作。按照中核集团的布局,“华龙一号”从海上丝绸之路起点的福建,途经南亚、波斯湾,最终落地海上丝绸之路终点英国,是国家“一带一路”战略的完美路径和最佳实践。
  
  “中巴经济走廊”是“一带一路”的重要组成部分,中国一直是巴基斯坦核电市场最重要的参与者。巴基斯坦恰希玛核电工程是中国第一个对外援建核电项目,也是中国核电企业目前唯一出口的商用核电机组,被誉为“南南合作”的典范。自1991年以来,中国已向巴基斯坦出口6台二代核电机组,其中恰希玛1号、2号两台30万千瓦压水堆核电机组已分别于2000年和2011年投入运行,恰希玛3号、4号和卡拉奇2号和3号机组正在建设中。
  
  卡拉奇核电站2号、3号机组计划建设两台百万千瓦级ACP1000核电机组,总造价95.9亿美元,是巴基斯坦国内目前最大的核电项目,厂址位于阿拉伯海沿岸、巴基斯坦卡拉奇市附近,距巴基斯坦首都伊斯兰堡约900公里。
  
  卡拉奇核电站2号、3号机组与国内上半年即将开工的福清二期核电项目5、6号机组一样,均采用“华龙一号”技术,因而在工程进度上也具有一定参考性。
  
  阿根廷
  
  2015年2月4日,在习近平主席和克里斯蒂娜总统的共同见证下,国家能源局局长努尔·白克力与阿根廷联邦计划、公共投资与服务部部长胡里奥·德维多签署了《中华人民共和国政府和阿根廷共和国政府关于在阿根廷合作建设压水堆核电站的协议》。根据协议,中国核工业集团公司与阿根廷核电公司作为双方授权企业将负责协议的具体实施。该协议的签订,被誉为是“华龙一号出口拉丁美洲”的标志。
  
  英国
  
  2014年10月上旬,欧盟批准英国西南部辛克利角核电站建造计划,以满足英国未来的电力需求。按照计划,这个有两个核反应堆组成的核电站虽然位于英国境内,但出钱的却都是外国人。其建设将由法国电力集团出资约一半,法国阿海珐公司出资10%,其余约四成将会由中国广核集团和中国核工业集团公司联合出资。
  
  资料显示,欣克利角核电站项目主要包括在英国西南部的欣克利角建设两台欧洲先进压水堆(EPR)核电机组,投资总额约260亿美元。该项目由法国电力集团控股,持股份额为45%至50%,中国核工业集团和中国广东核电集团有限公司共同持股约30%至40%,法国阿海珐核电集团持股10%。欧盟委员会已与2014年10月批准了由法国电力集团和中国核电企业联合投资英国欣克利角核电站建设项目。
  
  南非
  
  2014年11月7日,国家能源局局长吴新雄与南非能源部长蒂娜·霍尔马特·佩特森签署了《中南政府间民用核能项目合作框架协议》,意味着中国获得了南非核电市场的入场券。
  
  尽管南非拥有丰富的铀矿资源,也是非洲唯一拥有核电站的国家,但利用核能发电量仅占该国总发电量的5%。南非目前的发电量主要来自火电,有限的电力供应正在制约着南非经济的发展。尽管南非拥有丰富的铀矿资源,也是非洲唯一拥有核电站的国家,但利用核能发电量仅占该国总发电量的5%。南非目前的发电量主要来自火电,有限的电力供应正在制约着南非经济的发展。
  
  根据南非政府的规划,在2030之前,将斥资1万亿兰特(约合5700亿元人民币),建造总装机容量为960万千瓦的三座核电站,这是南非史上最大的单笔采购项目,未来十年内,核电是南非未来能源的主要特点。
  
  2014年2月25日至2月26日,国核技(现“国电投”)与中广核分别和南非核能公司签署协议,为南非提供核能技术培训项目。南非核电项目是国家核电和中广核主要进攻的海外市场之一。
  
  据了解,南非还与俄罗斯、法国、美国、韩国、日本签订了类似的协议。这意味着中国的核电企业将有望和这些国家的核电企业一道,参与南非核电项目。
  
  当前,国内三大核电公司的海外市场主攻方向各有侧重。中广核的目标市场,除了英国、罗马尼亚、乌克兰,还包括泰国、越南等东南亚国家;中核的重点目标市场则为阿根廷、非洲;国家核电技术公司的海外重点则是南非和巴西。但是目前仍然只有在巴基斯坦举得了实际进展,在其他国家的核电出口都处在前期合作阶段。
  
  土耳其
  
  2014年11月24日,国家核电技术总公司、美国西屋公司和土耳其国有发电公司EUAS签署合作备忘录,启动在土耳其开发建设4台核电机组的排他性协商。这是土耳其第三核电项目,现在初步定的是两个机组用AP1000技术,另外两个用CAP1400技术。
  
  根据土耳其国家能源发展计划,2020年前电力需求年增长率预计为6.7%—7.5%,2023年前总装机容量将翻一番达到1亿千瓦,投资需求超过1200亿美元。
(本文来源:凤凰一能说会道 转载请注明出处
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