隨著中廣核三澳核電1號機組在2020年12月31日澆灌第一罐混凝土，中國核電的“十三五”以新機組開工而收官。
至此，中國核電“十三五”的成績單定格在在運機組49臺，總裝機容量約5103萬；在建機組16臺，總裝機容量約1738萬千瓦；另有3臺機組（總裝機361萬千瓦）獲得國務(wù)院核準后尚未開工。在運、在建及核準機組總?cè)萘窟_到7202萬千瓦。
這一數(shù)字顯著低于此前的規(guī)劃目標。2012年10月，福島核事故后核電重啟時國務(wù)院常務(wù)會議討論通過《核電中長期發(fā)展規(guī)劃（2011-2020）》，該規(guī)劃設(shè)定的目標是到2020年末投運5800萬千瓦，在建3000萬千瓦，總規(guī)模達到8800萬千瓦。當前即便計入核準未開工機組，總規(guī)模依然比規(guī)劃目標低了約1600萬千瓦。
對中國核電而言，過去的五年是長期蟄伏到緩慢復蘇的過程，并不順利。2016年到2018年，連續(xù)三年未有常規(guī)商業(yè)核電站獲批開工，斷檔嚴重。2019年到2020年，先后共有5個項目10臺機組獲批，其中有3個項目是新開辟的廠址。
在“十四五”開局之年，核電是繼續(xù)坎坷還是穩(wěn)定復蘇沒有定論，覆蓋核電未來5到10年的官方中長期規(guī)劃還未出臺，不確定性甚至高于“十三五”時期。但另一方面，2020年新的氣候變化承諾下，不產(chǎn)生碳排放、發(fā)電能力穩(wěn)定的核電，又迎來了新的政策機遇。
01、伏筆
以五年為時間尺度來回顧核電是一個合適的周期。一般而言，成熟的核電項目從開工到投運也大約是五年時間。當前的果，是五年前的因。當前的因，也決定了五年后的果。
而“十二五”收尾的兩個核電事件，的確給“十三五”中國核電留下了伏筆。
其一是華龍公司的成立。2015年12月30日，中核、中廣核同時發(fā)布消息，雙方合資成立華龍國際核電技術(shù)公司。這一公司當年在高層關(guān)照下火線成立，為促進當時貌合神離的“華龍一號”技術(shù)進一步融合而成立。只是這一公司成立之后的成果，又要等待三年才落地。
其二是AP1000的標志性進展，同樣是2015年12月30日，歷經(jīng)波折的AP1000首兩臺主泵當日運抵三門核電現(xiàn)場。三門1號機組是AP1000技術(shù)首堆，但建設(shè)歷經(jīng)坎坷，其中核心設(shè)備之一屏蔽主泵的制造拖期是項目拖期的重要原因。
回顧來看，AP1000首堆的拖期，事實上給了華龍一號追趕的時間，改變了中國核電的技術(shù)版圖，中美貿(mào)易摩擦導致對核電技術(shù)出口管制也是不可忽視的外因。最終“十三五”核準的5個新項目中，4個采用了進一步融合后的華龍一號技術(shù)。
過去的5年里，前3年核電的停滯，對核電安全的政治爭議和技術(shù)路線的懸而未決是主要原因，現(xiàn)在這兩個問題都逐漸有了答案。連續(xù)兩年10臺機組獲批，并且從2019年的“冷處理”到2020年的第一時間官宣，政治決斷似已有結(jié)果。
在技術(shù)路線方面，過去兩年核準的5個核電項目某種程度上也是未來中國核電產(chǎn)業(yè)和技術(shù)版圖的縮影。這5個項目里，華能通過昌江二期成為第四家核電業(yè)主，并采用華龍一號技術(shù)。中核、中廣核開發(fā)的另外三個項目也都采用華龍一號技術(shù)，并且連續(xù)開辟了三個新的核電廠址（漳州、太平嶺、三澳）。此外，最先開工的是早就具備開工條件的國家電投“國和一號”示范項目，這一技術(shù)路線基于引進AP1000技術(shù)自主研發(fā)而來，未來預計也將只由國家電投主導開發(fā)。
四家開發(fā)商，兩條技術(shù)路線，華龍一號數(shù)量上占優(yōu)，國家電投繼續(xù)開發(fā)“國和一號”，將是未來一段時間中國核電發(fā)展的主要圖景。
如果把視角放回到2020年，除了新項目的獲批，過去的1年也是整個“十三五”期間核電技術(shù)進展亮點最多的一年。
華龍一號的相關(guān)機組在過去一年里取得了多項突破，首堆福清5號機組順利并網(wǎng)，是全球三代核電中唯一一個首堆不拖期的工程；海外華龍一號首堆巴基斯坦卡拉奇2號也完成裝料節(jié)點。華龍一號的順利進展，是“十四五”中國核電發(fā)展的基本盤。
國家電投在2020年9月正式對外發(fā)布了“國和一號”，同時將國家核電遷至上海與上海核工院“兩塊牌子，一個本部”，成為國家電投子公司。某種程度上，這是三代核電持續(xù)十年技術(shù)路線的最終落幕。對于“國和一號”的未來，國家電投希望在在“國和一號”示范項目開始冷試時國家能夠部署批量化建設(shè)。
面向未來的下一代核電技術(shù)的進展也多點開花。華能主導開發(fā)的高溫氣冷堆是福島核事故后2012年首個開工的機組之一，作為具備四代核電技術(shù)特征的新機組，其設(shè)備制造面臨許多“第一”，2020年12月30日，該項目兩個反應(yīng)堆開始進行熱試，距離并網(wǎng)發(fā)電更進一步。
快堆是中國核電“三步走”（熱堆——快堆——聚變堆）戰(zhàn)略的第二步，過去一年也有新進展。2020年12月27日，中核霞浦快堆示范工程2號機組開工，該項目的首臺機組開工于2017年12月，首堆計劃2023年投產(chǎn)。
第三步聚變堆的研究在同步推進。2020年7月28日，中國參與的國際聚變實驗堆（ITER）在法國舉行安裝啟動儀式，國家主席習近平致賀信。這個項目凝聚了人類對核聚變終極能源的探索，由歐盟、中國、美國、俄羅斯、日本、韓國、印度七方共同參與，在安裝儀式前的5月，中核集團牽頭的中方聯(lián)合體在法國完成了杜瓦底座吊裝，拉開了ITER主設(shè)備安裝的序幕。在國內(nèi)，12月4日，中核集團西南物理研究院設(shè)計的聚變研究裝置環(huán)流2號M裝置（HL-2M）在成都建成并完成首次放電。
02、空間
核聚變裝置被稱作“人造太陽”，ITER項目是為掌握核聚變能力而建立的實驗裝置，本身并不是一個常規(guī)運行的核聚變電站。即便是樂觀的預計里，核聚變能夠成為可控、穩(wěn)定的電源也要在本世紀中葉之后了。
這是核電利用的一個縮影：技術(shù)含量高、周期長，需要盡早布局。
核電建設(shè)周期約為5年，當前總的約7200萬千瓦的在運、在建和核準的核電規(guī)模，基本約等于“十四五”末核電的總裝機規(guī)模。而未來的懸念在于，“十四五”期間能夠新增多少核電，這將決定2030年核電的裝機規(guī)模。
2020年中國新的氣候變化承諾，是決定這一懸念的重要變量，其中最直接相關(guān)的是非化石能源占一次能源消費比重。2020年12月12日的聯(lián)合國氣候雄心峰會上，國家最高領(lǐng)導人在發(fā)言中承諾，到2030年，非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右。
權(quán)威機構(gòu)對2030年中國一次能源消費總量的估算一般在60億噸標煤左右，以此為基準結(jié)合各類非化石能源的發(fā)展空間，可以估算出核電潛在的發(fā)展規(guī)模。以25%的占比計算，意味著非化石能源總量在2030年約為15億噸標煤。
非化石能源的主體是風電、光伏、核電和水電，其主要的利用方式是發(fā)電。若以度電300克煤耗來估算（我國一次能源需求統(tǒng)計采用發(fā)電煤耗法），意味著2030年約有4.5萬億度電由這四類能源發(fā)出。
裝機容量方面，水電資源開發(fā)最為充分，目前已經(jīng)達到3.7億千瓦，預計2030年可增至4億千瓦左右。風電、光伏裝機容量存在不確定性，中國最新的承諾是2030年合計達到12億千瓦以上，但主流機構(gòu)的預測一般高于此數(shù)，普遍預計年均新增約1億千瓦，樂觀預計屆時裝機達到15億千瓦。剩下的，就是核電裝機容量的空間。
一年8760小時里，各類電源的年利用小時數(shù)不同，核電最高，平均約為7300小時，水電其次，約為3600小時，風電約為2100小時，光伏約為1200小時。
綜合來看，以2030年風電、光伏、水電裝機分別達到5.5億千瓦、9.5億千瓦、4億千瓦估算，風電、光伏、水電合計提供約3.73萬億度電量，核電需要提供約7700億度電量。
結(jié)合核電的年平均利用小時數(shù)約為7300小時，2030年核電裝機容量需達到約1.07億千瓦，相比當前需要增加約3500萬千瓦。考慮到核電五年左右的建設(shè)周期，這些機組需要在“十四五”期間全部開工，意味著未來5年需要新增約30到35臺百萬千瓦機組，年均新增6至7臺機組。
顯然，要實現(xiàn)氣候變化的承諾，“十三五”核電斷檔三年的歷史不能再重演。而風電、光伏的發(fā)展速度，是未來核電發(fā)展空間的最重要影響因素。但即便在前述風電、光伏合計達到15億千瓦的樂觀預計下，核電依然有不小的空間。
第三方機構(gòu)預測中，彭博新能源在2020年12月15日發(fā)布的報告中預計，2030年25%的非化石能源大概需要4.6萬億度零碳電力，預計2030年核電裝機可達到9800萬千瓦，并預計風電、光伏裝機將明顯超過12億千瓦。
咨詢機構(gòu)伍德麥肯錫的預計是2030年中國核電裝機將超過1億千瓦。此外，在其碳中和情景的預測中，2060年中國核電裝機將達到6.2億千瓦。這大約是當前中國核電裝機容量的12倍。
行業(yè)內(nèi)的預計方面，核能行業(yè)協(xié)會副理事長陳樺在2020年9月曾表示，協(xié)會在2020年年初向國家主管部門呈報的報告中建議，到2025年，核電在運規(guī)?？蛇_7000萬千瓦以上，裝機容量約占全國總裝機3%，發(fā)電量約占全國發(fā)電量6%，在建規(guī)模接近4000萬千瓦；到2035年，爭取核電在運規(guī)模達到1.8億千瓦左右，裝機占比約5%，發(fā)電量占比約10%。
中電聯(lián)的最新數(shù)據(jù)是，截止2020年11月，在總共21.2億千瓦的裝機中，核電裝機占比大約為2.4%。
截至2020年11月中國電源結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)來源：中電聯(lián)
綜合來看，到2030年裝機1億至1.1億千瓦，是業(yè)內(nèi)外對核電規(guī)模的普遍預測。這意味著未來5年3000萬到4000萬千瓦的新機組開工規(guī)模，年均約為6至8臺。
放眼“十四五”，中國將依然是全球最大的核電市場。在海外的主要核電國家中，俄羅斯依然強勢，以一體化的俄羅斯原子能公司在國內(nèi)外建設(shè)核電站。其出口土耳其的首個機組預計在2023年投運，并獲得了3號機組的開工許可，出口白俄羅斯的首個海外VVER-1200機組在2020年并網(wǎng)。此外，俄羅斯的首個核動力破冰船“北極號”在2020年下線。核電和核工業(yè)力量是俄羅斯外交、軍事的重要手段。
受福島核事故影響的日本還未徹底拋棄核電。福島核事故之后，日本一度停止了所有核電機組運營，但在能源需求之下，核電在緩慢恢復，從2015年開始，日本至今有9個核電機組獲批重啟，有18個核電機組在重啟運行的審查過程之中，但目前在運的機組只有3臺。目前，重啟的堆型都是壓水堆，與福島核事故電站采用相同技術(shù)路線的沸水堆還未有機組獲批重啟。
日本核電站啟?，F(xiàn)狀圖
值得一提的是，今年冬季的寒潮影響下，日本面臨嚴重的電力短缺，多個區(qū)域電網(wǎng)負荷率超過90%，日本LNG現(xiàn)貨價格最高接近40美元/mmBtu，而以往價格在5美元-10美元左右波動。電力市場日前價格和日內(nèi)價格在1月11日達到了154.57日元/千瓦時和222.3元/千瓦時，即約9.58元/度和13.78元/度，日本電力行業(yè)呼吁公眾節(jié)電。在此背景下，關(guān)西電力公司大阪核電站4號機組將在1月15日夜間起重新啟動，預計17日開始出力，應(yīng)對電力供應(yīng)緊張的局面。
美國的新核電機組在項目拖期、西屋經(jīng)歷破產(chǎn)重組風波之后受到影響，原來的四臺新建AP1000機組中有兩臺停工，另外兩臺預計在2021年和2022年投產(chǎn)。對美國在運核電機組而言，受到廉價天然氣和新能源的沖擊，在電力市場放開的區(qū)域競爭處于劣勢，美國2018年以來已有4臺機組關(guān)停退役，未來5年計劃退役機組預計將達到930萬千瓦。值得一提的是，退役機組主要集中在電力市場放開的州，而電力市場管制州的核電機組仍在繼續(xù)提交延壽申請。
此外，美國依然將對先進核能技術(shù)研發(fā)進行投入，保持核能技術(shù)領(lǐng)先。2020年7月和9月，美國參眾兩院通過了《核能領(lǐng)導法案》（NELA），該法案要求美國能源部為新的先進反應(yīng)堆研發(fā)建設(shè)提供支持，提供核燃料供應(yīng)、發(fā)展核能人才，支持聯(lián)邦機構(gòu)簽署長期購電協(xié)議為新反應(yīng)堆創(chuàng)造商業(yè)環(huán)境。
德國是主要核電國家中最明確棄核的國家。在2011年3月之前，德國有17個核電機組提供了大約四分之一的電力，福島核事故后，德國立刻關(guān)閉了8個老的核電機組，目前還剩下6個核電機組運營。德國計劃在2022年底前關(guān)閉全部核電站。德國是歐洲主要國家里新能源的領(lǐng)導者，2020年上半年，新能源提供了約42%的電力，核電占比下降到12.3%，風電已經(jīng)是德國最大的電力來源。此外，歐洲堅強的電網(wǎng)和統(tǒng)一的電力市場是德國新能源發(fā)展的重要條件。
歐洲老牌核電國家法國依然是全球核電占比最高的國家，目前有56臺核電機組在運，提供法國大約70%的電力供應(yīng)，另有一臺EPR機組在建，最新的進度是預計2022年裝料。根據(jù)法國2015年發(fā)布的《能源轉(zhuǎn)型綠色增長法案》，法國計劃到2035年將核電比例降至50%，可再生能源在2030年提供40%的電力需求。這意味著未來法國新建核電將減少，已有機組逐步退役之后，將由可再生能源替代，但并不意味著會提前大量關(guān)閉核電機組。
此外，一個值得注意的趨勢是主要核電國家都在加強對小堆（SMR）的研發(fā)和投入。美國能源部近年來持續(xù)對小堆研發(fā)提供援助，前述美國《核能領(lǐng)導法案》也著重關(guān)注了對幾種小堆技術(shù)的研發(fā)支持。2020年10月，英國與加拿大的監(jiān)管機構(gòu)在2020年10月宣布將SMR方面開展合作。俄羅斯的全球首個浮動堆“羅蒙諾索夫院士號”已經(jīng)在2020年全面投入運行，這個裝載在駁船上的核電站可以運行到不同地區(qū)為當?shù)毓╇姽?。日本計劃?050年實現(xiàn)碳中和，經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省發(fā)布的路線圖中，計劃到2030年成為SMR主要供應(yīng)商。
03、挑戰(zhàn)
國內(nèi)核電的增量空間有了，下一個問題是核電產(chǎn)業(yè)自身是否有能力支撐這一發(fā)展空間。
供應(yīng)鏈的角度來看，要滿足年均6至8臺的新增機組對中國的電力裝備企業(yè)并不困難。過往的“十一五”、“十二五”新增核電規(guī)模迅速的年份，其實際產(chǎn)能都大于此數(shù)，主要的主設(shè)備年產(chǎn)能在“十二五”期間就達到了12套左右，產(chǎn)能長期相對過剩。
廠址資源方面，哪怕僅考慮當前已經(jīng)開工和確定開發(fā)的廠址，以每個廠址開發(fā)6臺機組來估算，滿足這一目標也綽綽有余。當前已核準廠址中，三門（4）、海陽（4）、寧德（2）、臺山（4）、防城港（2）、石島灣（4）、漳州（4）、太平嶺（4）、三澳（4）就可以提供超過30臺核電機組的建設(shè)廠址，還有徐大堡、白龍等儲備已久的廠址等待開發(fā)。
鈾資源方面，中國核電的鈾資源主要通過國內(nèi)開采、海外開發(fā)和海外采購三種途徑共同來滿足。除國內(nèi)的開采能力之外，中廣核、中核在非洲、澳大利亞、中亞多年來投資確保了相當數(shù)量的鈾資源。而國際市場上，天然鈾的長協(xié)和現(xiàn)貨價格在2011年之后就一路下滑，最近五年都在20至40美元每磅的低位徘徊，在國際市場上買鈾既不難也不貴。
過去10年天然鈾長協(xié)及現(xiàn)貨價格 來源：加拿大鈾資源公司Cameco
此外，盡管在能源品種上，核電與新能源的發(fā)展空間彼此有競爭關(guān)系。但從開發(fā)主體來看，其實并無矛盾。四大核電業(yè)主，都是積極的新能源開發(fā)者。因此，如何把控不同清潔能源的建設(shè)節(jié)奏和規(guī)模，更多是企業(yè)內(nèi)部的戰(zhàn)略決策，二者并非你死我活的競爭關(guān)系。
國家電投是傳統(tǒng)電力央企中唯一可再生能源占比超過50%的企業(yè)，清潔能源裝機全國第一；中廣核的新能源裝機容量早已超過其核電裝機容量，其風電、光伏裝機容量都已位居前列，并且是較早開始布局海上風電的大型央企；華能集團自舒印彪掌舵之后轉(zhuǎn)型迅速，2020年新增新能源裝機超過1000萬千瓦，超過此前4年總和，這一勢頭在”十四五”還將持續(xù)。一號央企中核集團歷來以核電和核燃料循環(huán)及涉核軍工為主業(yè)，新能源裝機最小，但也專門成立了中核匯能公司開發(fā)非核新能源，截止2020年底在運和在建新能源裝機已達到695萬千瓦。
真正可能制約核電發(fā)展節(jié)奏的永遠都是安全。一旦出現(xiàn)嚴重核事故，核電的任何前景都將化為泡影。過去中國核電將近30年的運行歷史中，到目前交出的答卷令人滿意。國際原子能機構(gòu)將核運行事件分為1至7級，其中1至3級為事件，4至7級為核事故，此外還有0級事件，為1級以下的非等級事件。過往發(fā)生的三次典型核事故中，福島為7級核事故，切爾諾貝利為7級核事故，三里島為5級核事故。而中國迄今未發(fā)生2級及以上的核事件。核安全無小事，任何一個機組的意外，都會對全行業(yè)帶來滅頂之災。
另一個變量在價格。由于安全標準的不斷提高，核電或許是主要是能源品種里價格唯一不降反升的。AP1000首堆三門一期電價為0.4203元/千瓦時，EPR首堆臺山一期電價為0.435元/千瓦時，都高于此前投運的典型二代加技術(shù)核電機組。而風電、光伏的成本仍有客觀的下降空間。要想在市場中有競爭力，經(jīng)歷首堆波折之后，后續(xù)核電機組需要通過規(guī)模化和工期的控制來降低建設(shè)成本。
更加市場化的電力交易對核電也是新的挑戰(zhàn)。目前，廣東的核電機組已經(jīng)通過讓利部分電價來保障利用小時數(shù)，浙江秦山也有部分電量通過市場化價格結(jié)算，低于標桿電價。未來電力市場交易將逐步形成以中長期交易為主、現(xiàn)貨市場為輔的格局，核電盡管屬于優(yōu)先發(fā)電電源，但保障利用之外的電量仍需面臨市場競爭，營銷環(huán)境更加復雜，也是核電業(yè)主過去并不習慣的新環(huán)境。
美國的核電應(yīng)對市場變化的反應(yīng)已有前車之鑒。如前文所述，在廉價天然氣和新能源的挑戰(zhàn)下，美國當前提出退役申請的核電機組主要集中在電力市場放開的州，繼續(xù)延壽的機組繼續(xù)主要集中在電力市場管制的州。
不僅如此，盡管相比風電、光伏的波動性，核電有能夠穩(wěn)定出力的優(yōu)點。但對電力系統(tǒng)而言，不能“波動”也是缺點，電力系統(tǒng)最喜歡的是能夠隨著供需變化靈活調(diào)節(jié)的電源。而當前電力負荷的變化趨勢是尖峰化日趨明顯，居民負荷在峰值負荷中占比增大，同時出力側(cè)新能源占比提高，波動性增加，這都要求系統(tǒng)具備更多的靈活性調(diào)峰電源，而注重安全運行的核電顯然目前并不在此列，在電力更加市場化的未來必將承擔更多的調(diào)峰成本。核電要么加強調(diào)峰技術(shù)的研究，要么由業(yè)主考慮將多種能源綜合利用，形成更加靈活的電源。這都是未來核電發(fā)展中，業(yè)主需要考慮的新問題。
圖1:截至2020年末中國核電在運機組統(tǒng)計
小韓據(jù)公開資料統(tǒng)計整理
圖2:截至2020年末中國在建、核準機組統(tǒng)計
小韓據(jù)公開資料統(tǒng)計整理
