2024年中国核电行业技术历程、产业链及趋势研判：数字化转型赋能核电未来，中国核电迈向低碳高效新纪元[图]

内容概况：随着经济的蓬勃发展与人民生活品质的显著提升，电力需求如同雨后春笋般持续增长，为核电产业的蓬勃发展开辟了前所未有的市场空间。核电，以其独特的灵活性，能够敏锐捕捉市场动态，根据电力需求的波动迅速调整发电量，有效满足电力市场的弹性需求，确保能源供应的稳定与高效。更为重要的是，核电作为一种清洁、高效的可再生能源，在推动能源结构绿色转型、助力实现“碳达峰、碳中和”目标的宏伟蓝图中，占据了举足轻重的地位。它不仅能够减少温室气体排放，对抗全球气候变化，还促进了能源安全与可持续发展的双重目标。为此，国家发展政策高瞻远瞩，明确将核电发展置于战略高度，通过一系列强有力的政策措施，如加大科技创新力度、优化营商环境、促进资金投入、拓展市场应用等，为核电行业的快速发展提供了坚实的政策支撑与导向。政府层面的高度重视与积极引导，为核电行业注入了强大的动力与信心，确保了其在能源领域中的稳步前行。2023年，中国核电工程投资完成额为949亿元，同比增长40.18%。

关键词：核电、核能、铀资源、核岛

一、三代成熟应用，四代引领未来

核电是指利用原子核的裂变或聚变过程中释放出的能量来产生电能的发电方式。目前，全球的核电站主要利用核裂变产生的能量来发电，而核聚变技术仍处于研发阶段。核电站的工作原理是核燃料在反应堆中通过核裂变产生的热量加热水，产生的高温高压蒸汽随后推动汽轮机转动，从而带动发电机发电，将核能转换为电能。全球核电站按照堆型分类可以分为压水堆、沸水堆、重水堆、石墨气冷堆、石墨水冷堆、快中子增殖堆核电站等。

全球核电技术经历了四代演变。20世纪50-60年代的第一代核电技术，基于军用核反应堆技术，美国、苏联、加拿大、英国等国家设计、开发、建造的首批原型堆或示范电站。当时开发了一批天然铀石墨反应堆核电站。核电机组附加安全设计少，存在安全隐患。

20世纪70-90年代的第二代核电技术，各国对经验证的机型实施了标准化、系列化、批量化建设，至今全球仍在商运的核电厂绝大部分属于第二代或二代改进型技术，这一时期是商用核电厂大发展的时期。这一代的核电机组类型主要包括美国压水堆机型（PWR，System80）和沸水堆机型（BWR）、法国的压水堆机型（P4、M310)、俄罗斯的轻水堆核电机型（VVER），以及加拿大设计的重水堆核电机型（CANDU）等。

20世纪90年代至今的第三代核电技术，三代核电派生于二代技术，其反应堆设计原理相同，但吸取了过去几十年的运行经验，进一步采用经开发验证且可行的新技术，旨在提高安全性，满足URD（美国核电用户要求）和EUR（欧洲核电用户要求）。三代核电的开发始于20世纪90年代，主要机型有美国西屋电气公司的AP1000、法国阿海珐公司EPR、美国通用电气公司的ABWR和ESBWR、日本三菱公司的APWR、韩国电力工程公司的APR1400及我国自主设计的“华龙一号”等。

20世纪90年代末至今的第四代核电技术，未来新一代先进核能系统，无论是在反应堆还是在燃料循环方面都有重大的革新和发展。第四代核能系统的发展目标是增强能源的可持续性，核电厂的经济竞争性、安全和可靠性，以及防扩散和外部侵犯能力。

整体看，历代核电技术的更新迭代不外乎围绕安全性、经济性两个主题。全球核电技术当前处于“坐三望四”阶段，全球三代核电技术已经较为成熟，四代核电技术可能将成为大国竞争的下一重点，核电强国积极布局四代核能系统研发应用。

二、从铀资源到发电，创新驱动绿色发展

核电行业产业链上游主要包括核电设备和核燃料核材料的供应，具体包括核电站所需的关键设备和材料，如核反应堆压力容器、蒸汽发生器、核燃料组件、汽轮机、冷凝器、空冷设备等。中游主要包括核电站的建设和运营。下游则包括发电、维修和后处理市场。

相关报告：智研咨询发布的《中国核电行业市场发展规模及投资机会分析报告》

核燃料端，以铀资源为例，全球铀资源分布相对集中，主要集中在少数几个国家。根据世界核协会（WNA）的数据显示，澳大利亚、哈萨克斯坦和加拿大是全球铀资源储量最大的三个国家，它们合计占据了全球铀资源总储量的50%以上。其中，中国已查明铀资源量位居全球第九，铀资源对外依存度较高，基本在80%左右水平。

一方面，我国也在加大铀矿勘探开发，提升勘探技术，投资收购海外铀矿等。另一方面也在持续推进钠冷快堆、钍基熔盐堆等四代核电技术。根据世界核协会数据显示，2022年我国铀矿山产量为1700吨U，同比增长6.25%。同时，我国铀矿产产量分布相对集中，主要集中在一些具有丰富铀矿资源的地区。同时，一些大型国有企业如中核集团、中广核集团等在我国铀矿产开采和加工领域占据主导地位。这些企业通过技术创新和规模化经营，不断提升我国铀矿产的开采效率和产量。

以目前占比最多的压水堆为例，压水堆核电站由核岛、常规岛和辅助设备构成。核岛由核反应堆厂房和核辅助厂房构成，核电站安全壳内的核反应堆及与反应堆有关的各个系统的统称。核岛的主要功能是利用核裂变能产生蒸汽，其设备包括反应堆压力壳、蒸汽发生器、主泵等。

常规岛是核电厂的汽轮发电机组及其配套设施和所在厂房的统称，常规岛的主要功能是将核岛产生的蒸汽的热能转换成汽轮机的机械能，再通过发电机转变成电能，其设备包括汽轮机、发电机、除氧器等。核岛是整个核电站的核心，负责将核能转化为热能，是核电站所有设备中工艺最复杂、投入成本最高的部分。

随着经济的蓬勃发展与人民生活品质的显著提升，电力需求如同雨后春笋般持续增长，为核电产业的蓬勃发展开辟了前所未有的市场空间。核电，以其独特的灵活性，能够敏锐捕捉市场动态，根据电力需求的波动迅速调整发电量，有效满足电力市场的弹性需求，确保能源供应的稳定与高效。更为重要的是，核电作为一种清洁、高效的可再生能源，在推动能源结构绿色转型、助力实现“碳达峰、碳中和”目标的宏伟蓝图中，占据了举足轻重的地位。它不仅能够减少温室气体排放，对抗全球气候变化，还促进了能源安全与可持续发展的双重目标。为此，国家发展政策高瞻远瞩，明确将核电发展置于战略高度，通过一系列强有力的政策措施，如加大科技创新力度、优化营商环境、促进资金投入、拓展市场应用等，为核电行业的快速发展提供了坚实的政策支撑与导向。政府层面的高度重视与积极引导，为核电行业注入了强大的动力与信心，确保了其在能源领域中的稳步前行。2023年，中国核电工程投资完成额为949亿元，同比增长40.18%。

历经数年，中国在核能发电领域积累了丰富的经验和技术，从核电站的设计、建设到运营都展现出了高度的成熟性和专业性。同时，新技术的不断涌现，如小型模块化反应堆、熔盐反应堆等，为核电行业的进一步发展提供了新的机遇。2024年上半年，中国核能发电量为2121.5亿千瓦时，同比增长0.12%。

三、数字化转型赋能核电未来，中国核电迈向低碳高效新纪元

随着全球对清洁能源需求的不断增长和“双碳”目标的提出，中国核电作为低碳、高效、稳定的能源形式，其未来发展前景广阔且充满潜力。近年来，中国核电行业在政策引导、技术创新、市场需求等多方面因素的推动下，正步入一个快速发展的新阶段。

在政策层面，中国政府明确提出“积极安全有序发展核电”的方针，为核电行业的发展提供了坚实的政策保障。从“十四五”规划到更长远的发展规划，国家对核电行业的支持力度不断加大，政策导向涵盖了技术合作、安全生产、完善法律法规、数字化转型、国际合作等多个方面。这些政策的出台，不仅为核电行业提供了良好的发展环境，也为其指明了前进的方向。

在技术创新方面，中国核电技术不断取得突破，形成了具有自主知识产权的三代压水堆技术“华龙一号”和“国和一号”，以及四代特征的高温气冷堆、快堆和多用途小型堆等先进核电技术。这些技术的研发和应用，不仅提升了核电的安全性、效率和经济性，还增强了中国核电在国际市场上的竞争力。同时，核电设备国产化率的提高，也进一步降低了建设成本，为核电的批量化建设提供了有力支持。

市场需求方面，随着能源结构的不断优化和清洁能源比重的提升，核电作为基荷能源的重要角色日益凸显。核电发电平稳、利用时长远优于其他电源，能够稳定可靠地供应电力，与水电、火电形成互补效应。此外，核电在减少碳排放、保障能源安全等方面也具有不可替代的作用。因此，未来核电市场需求将持续增长，为核电行业的发展提供广阔的空间。

在数字化转型方面，中国核电积极响应党和政府的号召，深入贯彻落实党的二十大精神，推动新一代数字技术与核电发展深度融合。通过数字化、信息化、智能化手段提升核电产业链供应链的安全、高效、经济、绿色水平，构建现代化能源体系。这一举措不仅有助于提升核电行业的整体竞争力，还将为核电行业的可持续发展提供新的动力。

展望未来，中国核电行业将迎来更加广阔的发展空间。在政策的持续支持下，技术创新和市场需求将共同推动核电行业的快速发展。预计到2035年，中国核电在运和在建装机容量将达到2亿千瓦左右，核电发电量占比有望达到10%左右。到2060年，核电装机规模预计可达到约4亿千瓦，发电量占比18%左右，核能碳减排贡献度有望达到1/4左右。

以上数据及信息可参考智研咨询（www.chyxx.com）发布的《中国核电行业市场发展规模及投资机会分析报告》。智研咨询是中国领先产业咨询机构，提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【智研咨询】公众号，每天及时掌握更多行业动态。