2.福島核事故后,在追求更高固有安全性理念的引導下,美國西屋公司、法國歐安諾、俄原集團、日本東芝公司等各國核電巨頭借助技術(shù)革新加速了新一代先進燃料研發(fā)(包括ATF燃料)。
3.鈾濃縮環(huán)節(jié)幾大供應(yīng)商也已經(jīng)出現(xiàn)經(jīng)營壓力,并積極采取措施降低經(jīng)營成本,目前市場價格已經(jīng)呈現(xiàn)觸底現(xiàn)象,隨著市場需求的進一步擴大,后期濃縮價格有望逐步回升。
4.基于政治、技術(shù)、貿(mào)易控制、供應(yīng)安全等因素,全球核燃料供應(yīng)體系,在本土化供應(yīng)與多元化供應(yīng)、自由開放交易與壟斷保守供應(yīng)中尋求平衡。
5.國際核燃料市場各主要供應(yīng)商加快突破我國核能市場,通過技術(shù)和項目輸入捆綁核燃料進入國內(nèi)市場。
6.世界主要供應(yīng)商積極推進先進核燃料元件研發(fā),積極布局下一代新型燃料,加快前沿技術(shù)的爭奪。3D打印、智能制造、材料基因工程等先進研發(fā)手段和加工工藝手段逐漸引入核燃料科研與生產(chǎn)領(lǐng)域,對于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級潛力巨大。
核燃料加工產(chǎn)業(yè)是核能發(fā)展的核心組成部分。核燃料產(chǎn)業(yè)加工產(chǎn)業(yè)鈾轉(zhuǎn)化、鈾濃縮、核燃料元件制造等關(guān)鍵加工環(huán)節(jié)。全球核燃料供應(yīng)體系基本掌控在幾個核大國手中,形成了較為穩(wěn)固的供求關(guān)系,這些國家也代表著世界核燃料技術(shù)的發(fā)展水平。
生產(chǎn)體系能力
鈾轉(zhuǎn)化供應(yīng)能力分為一次供應(yīng)和二次供應(yīng)。目前,國際上一次供應(yīng)共有四家大型商業(yè)鈾轉(zhuǎn)化服務(wù)供應(yīng)商:法國歐安諾集團(Orano)、加拿大礦業(yè)能源公司(Cameco)、美國康弗登公司(ConverDyn)、俄羅斯國家原子能集團公司(Rosatom)。據(jù)2017年WNA核燃料報告統(tǒng)計,國際主要鈾轉(zhuǎn)化供應(yīng)商六氟化鈾產(chǎn)能為5.26萬tU(UF6)/a,實際估算總產(chǎn)量為4.18萬噸。2018年,康弗登公司關(guān)閉了全部產(chǎn)能。根據(jù)UxC統(tǒng)計,2018年全球市場二次供應(yīng)的量約為3.5萬噸。
國際市場主要有三家鈾濃縮服務(wù)供應(yīng)商:俄羅斯國家原子能集團公司(Rosatom)、歐洲鈾濃縮公司(Urenco)、法國歐安諾集團(Orano)。據(jù)WNA統(tǒng)計,2017年國際主要鈾濃縮供應(yīng)商生產(chǎn)能力共計約5.5萬噸,全球分離功總需求約為5萬噸SWU(含我國)。國際鈾濃縮市場還存在一定的二次供應(yīng),2013~2018年,國際市場平均每年鈾濃縮二次供應(yīng)量約為9000tSWU。
福島核事故后,主要核燃料產(chǎn)品供大于求問題日益凸顯,價格下行壓力不斷增大,部分核燃料供應(yīng)商出現(xiàn)了關(guān)停產(chǎn)能、破產(chǎn)重組,因此全球核燃料供應(yīng)結(jié)構(gòu)面臨新的變局。
科技創(chuàng)新水平與技術(shù)現(xiàn)狀
目前,歐、美、俄等國家和地區(qū)是核燃料加工環(huán)節(jié)技術(shù)的領(lǐng)跑者,代表著最先進的發(fā)展方向。鈾轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié):目前世界上普遍采用鈾純化轉(zhuǎn)化一體化工藝,主設(shè)備單體處理能力強,效率高,并朝著進一步減少中間環(huán)節(jié),縮短工藝流程,降低放射性廢物產(chǎn)生量,提高經(jīng)濟性方向發(fā)展。鈾濃縮環(huán)節(jié):目前工藝化應(yīng)用的主要是離心法。國際上掌握鈾濃縮技術(shù)的國家主要有俄羅斯、西歐Urenco、日本和美國。今后發(fā)展方向主要是通過高強度、高模量新材料的研制和采用,以及設(shè)計和加工工藝水平的提高,不斷提高離心機的單機分離能力和離心生產(chǎn)的經(jīng)濟性。元件環(huán)節(jié):高燃耗的核燃料組件已經(jīng)廣泛商用,西屋的AP1000燃料組件,法國歐安諾的HTP和全M5 AFA3G,俄羅斯的TVS-2M等燃料組件是輕水堆組件的典型代表,并形成了各自知識產(chǎn)權(quán)的鋯合金體系。福島核事故后,在追求更高固有安全性理念的引導下,美國西屋公司、法國歐安諾、俄原集團、日本東芝公司等各國核電巨頭借助技術(shù)革新加速了新一代先進燃料研發(fā)(包括ATF燃料)。
價格與成本水平
核燃料成本控制是取得市場競爭力的根本保障之一。據(jù)UxC數(shù)據(jù)分析,2018年8月核燃料整體采購成本約為1615美元/kgU,其中天然鈾在各環(huán)節(jié)的采購成本占比最高,為48%;燃料元件其次,為23%;鈾濃縮18%;鈾轉(zhuǎn)化服務(wù)在核燃料產(chǎn)品中占比最小,僅為9%。
鈾轉(zhuǎn)化:
根據(jù)UxC統(tǒng)計,在2013年之后,鈾轉(zhuǎn)化現(xiàn)貨和長期價格均進入下行通道,長期合同價格高于現(xiàn)貨價格。2017年底,美國ConverDyn公司由于價格和經(jīng)營成本壓力,關(guān)閉了全部產(chǎn)能,一定程度上刺激北美與歐洲客戶大量積累鈾轉(zhuǎn)化庫存,在2018年,鈾轉(zhuǎn)化的價格呈現(xiàn)上升趨勢,截至12月底,鈾轉(zhuǎn)化的價格在14美元/kgU左右。相關(guān)機構(gòu)認為,鈾轉(zhuǎn)化市場中期內(nèi)仍將有緩慢上升的走勢。
鈾濃縮:
2011年以來,受福島核事故的影響,現(xiàn)貨價格呈下降走勢,從2009年的最高點154.5美元/kgSWU一直降至2017年的43.25美元/kgSWU,長期合同價格下跌形勢類似。2018年前7個月,全球市場的分離功價格依舊呈下降趨勢。從8月份開始,分離功現(xiàn)貨價格開始緩慢上升,呈現(xiàn)止跌現(xiàn)象。
在核燃料加工成本控制方面,鈾濃縮加工環(huán)節(jié)具有標準加工服務(wù)屬性,同時相比鈾轉(zhuǎn)化而言,具有更高的技術(shù)壁壘和經(jīng)濟附加值。2017年Urenco公司的實際產(chǎn)量為18800噸SWU,總?cè)藬?shù)為1544人,人均分離功產(chǎn)量12.18噸。近兩年,面對市場經(jīng)營壓力,采取離心機延壽、計提資產(chǎn)減值準備等措施降低生產(chǎn)經(jīng)營成本,推進降本增效,使得2017年分離功成本較2016年降低6.69萬元人民幣/tSWU。
燃料元件:
核燃料元件有不同的類型,與反應(yīng)堆設(shè)計密切相關(guān),相互替代性差。總體來看,美國市場中的燃料元件價格自2008年以來一直上升趨勢,壓水堆元件價格低于沸水堆元件價格。2017年壓水堆元件價格為353美元/kgU,沸水堆元件價格為388美元/kgU。
全球看,鈾轉(zhuǎn)化、鈾濃縮環(huán)節(jié)一次供應(yīng)能力由為數(shù)不多的幾家公司控制,由于過去幾年核燃料價格下跌觸及企業(yè)經(jīng)營成本,抗壓能力較差公司意味著首先出局,直到市場達到新的平衡。
從近期的市場價格走勢看,鈾轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)由于康弗登公司率先做出停產(chǎn)決定,市場價格迅速作出反應(yīng),止跌并大幅反彈。鈾濃縮環(huán)節(jié)幾大供應(yīng)商也已經(jīng)出現(xiàn)經(jīng)營壓力,并積極采取措施降低經(jīng)營成本,目前市場價格已經(jīng)呈現(xiàn)觸底現(xiàn)象,隨著市場需求的進一步擴大,后期濃縮價格有望逐步回升。
歐美市場供應(yīng)格局
目前,從全球核燃料市場看,俄羅斯由于一體化的核工業(yè)體制,核燃料供應(yīng)幾乎完全自給自足,外部供應(yīng)商很難進入;歐盟通過歐洲原子能共同體條約,確立了法律框架,實現(xiàn)了歐盟內(nèi)部核材料的共同市場,確保核燃料的供應(yīng)燃料供應(yīng)安全,對外以單一市場體制對外有限開放,受到嚴格控制。相比之下美國市場、亞洲市場相對開放,但為了確保供應(yīng)體系穩(wěn)定,防止外部低價競爭,某些國家對核燃料供應(yīng)進行了配額限制。
自2011年以來,美國分別從德國、荷蘭、俄羅斯、英國、法國、中國等多個國家采購分離功,其中主要進口國是西歐與俄羅斯。俄羅斯2011、2012年在美國市場的占比分別為36%、42%。此后,基于美國對俄羅斯鈾濃縮服務(wù)的由于配額限制,進口比例在20%上下,約為3000tSWU。
美國市場鈾濃縮供應(yīng)格局
歐洲市場鈾轉(zhuǎn)化方面,歐盟2017年接收1.28萬噸鈾轉(zhuǎn)化服務(wù),主要來自四家供應(yīng)商,分別是Orano(40%)、Rosatom(21%)、Cameco(17%)和ConverDyn(16%)。
2016-2017年歐洲核電機組的鈾轉(zhuǎn)化服務(wù)供應(yīng)情況
來源:Euratom Annual report 2017
在鈾濃縮方面,歐盟主要有4個來源:分別是西歐的Orano與Urenco,俄羅斯的Rosatom,俄羅斯?jié)饪s后處理鈾(ERU)與美國的Centrus。據(jù)統(tǒng)計,2017年歐盟共接收了約1.09萬tSWU鈾濃縮服務(wù)。
歐洲市場鈾濃縮供應(yīng)格局
2016-2017年歐盟28國核電機組的鈾濃縮服務(wù)供應(yīng)情況
來源:Euratom Annual report 2017
總體上看,基于政治、技術(shù)、貿(mào)易控制、供應(yīng)安全等因素,全球核燃料供應(yīng)體系,在本土化供應(yīng)與多元化供應(yīng)、自由開放交易與壟斷保守供應(yīng)中尋求平衡。歐洲以及美國對本土核燃料商的采購比例都很高,對俄羅斯低價核燃料供應(yīng)采取總量供應(yīng)控制手段。
客戶服務(wù)能力
國外西方國家有很強的客戶服務(wù)能力,對客戶的要求和需求有很強的反應(yīng)和適應(yīng)性,提供個性化服務(wù)及增值服務(wù),積極了解和挖掘客戶的潛在需求,重視與客戶之間的長遠利益。
不斷增強本土化能力。例如Urenco在德、荷、英、美等4個國家都建設(shè)了離心機濃縮工廠,地理上的延伸和供應(yīng)保證了其能夠更靈活滿足不同客戶的需求,并擁有強勁的遠期訂單。
拓展增殖服務(wù)。一般燃料元件供應(yīng)商都拓展了燃料增殖服務(wù),發(fā)展個性定制服務(wù)以及全生命周期管理服務(wù)等。俄羅斯甚至針對前蘇聯(lián)加盟國家或采取BOO模式出口的核電站,提供乏燃料管理服務(wù),提升其核燃料競爭力。
一體化服務(wù)能力。世界上除了中國,僅有法國、俄羅斯具備鈾轉(zhuǎn)化、濃縮及元件一體化服務(wù)能力,這些國家可以為核電客戶提供一站式采購服務(wù),并提供保稅、庫管、物流等服務(wù),作為一種綜合能力優(yōu)勢,獲得了國際市場的影響力和話語權(quán)。
未來趨勢與走向
為了實現(xiàn)核燃料可靠供應(yīng)保障,全球基于多邊核燃料供應(yīng)體系構(gòu)建進行了積極探索,目前俄羅斯已經(jīng)建立了核燃料銀行,為可靠供應(yīng)體系作出了積極貢獻。但是,不具備核燃料加工能力的核電國家,始終認為只有建立本土化供應(yīng)的核燃料加工供應(yīng)體系才是最可靠的,烏克蘭當年面臨的核燃料供應(yīng)局面再一次印證了本土化供應(yīng)的重要性。
受2011年福島核事故的影響,當前國際鈾轉(zhuǎn)化廠普遍開工不足,全球鈾濃縮一次能力和二次能力供應(yīng)總和明顯供過于求,各大供應(yīng)商為緩解產(chǎn)能吃不飽的問題,采取各種措施。國際核燃料市場各主要供應(yīng)商加快突破我國核能市場,通過技術(shù)和項目輸入捆綁核燃料進入國內(nèi)市場。
近年來,國際核燃料市場進入深度調(diào)整期,供應(yīng)商面臨洗牌,競爭將更加激烈。部分核燃料供應(yīng)商出現(xiàn)經(jīng)營不善而重組,國際核燃料供應(yīng)能力格局不斷更迭調(diào)整,對于國際核燃料穩(wěn)定供給格局構(gòu)成挑戰(zhàn),更顯示出建立新的核燃料供應(yīng)秩序的重要性。
世界主要供應(yīng)商積極推進先進核燃料元件研發(fā),積極布局下一代新型燃料,加快前沿技術(shù)的爭奪。3D打印、智能制造、材料基因工程等先進研發(fā)手段和加工工藝手段逐漸引入核燃料科研與生產(chǎn)領(lǐng)域,對于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級潛力巨大。