全球小型模块化反应堆进展及对中国的启示

全球小型模块化反应堆进展及对中国的启示 小型模块化核反应堆日益受到关注。在全球减碳、用电需求增长，尤其是俄乌冲突造成能源安全重要性凸显的背景之下，核电以零/低碳排放、高可靠性和较好的经济性，正迎得越来越多的市场关注和更大的发展空间。相较于大型核反应堆（百万千瓦级），小型模块化反应堆（SMR）以其部署灵活、应用场景丰富、投资规模小和高安全性的特点，所受关注日益提高。在IEA报告预测中，未来全球新增核电装机的三分之一，将来自小型模块化反应堆。 作者 分析师张 鹏执业证书编号：S1070524060001邮箱：zhpengyjy@cgws.com 相关研究 1、《国际电力企业转型发展比较研究报告—公用事业》2024-12-172、《碳金融产品与市场》2024-11-263、《燃气发电有望在新型电力系统中提升角色定位》2024-08-29 北美地区的SMR研发和项目开发最为活跃。74个项目（方案）中的30个由北美地区25家公司开发和推进；另外有20个项目由欧洲19家机构推进；10个由亚洲经合组织成员国的5家机构开发；5个方案由中国4家机构推进；5个由俄罗斯2家机构设计；另外，非洲、南美和中东各有个别机构在推进项目。 国家层面应更多的为小型模块化反应堆研发投入可研经费，鼓励更多元的市场主体和资金支持中国SMR产业发展。中国大型压水反应堆建设的数量、速度、性价比以及相关产业链发展方面已是冠绝全球。小型模块反应堆（SMR）的商业化项目推进方面则出现了国内和国外明显的分化。 风险提示：核能产业政策不及预期，小堆成本下降不及预期，商业模式形成不及预期，核能未来实际需求与本预测不一致。 内容目录 一、小型模块化反应堆（SMR）发展背景..............................................................................................................3二、全球小型模块化反应堆发展现状....................................................................................................................4三、总结与建议....................................................................................................................................................9风险提示............................................................................................................................................................10 图表目录 图表1：全球核电发展趋势预测..........................................................................................................................3图表2：全球SMR项目地图................................................................................................................................4图表3：活跃SMR项目的主导公司所在地...........................................................................................................5图表4：全球SMR技术路线................................................................................................................................5图表5：NEA评估指标及标准..............................................................................................................................5图表6：SMR取证进展........................................................................................................................................6图表7：SMR技术路线取证进展..........................................................................................................................6图表8：SMR厂址活动情况.................................................................................................................................7图表9：厂址业主类型及进展..............................................................................................................................7图表10：小堆融资进展......................................................................................................................................8图表11：各类融资方式金额分布单位：亿美金..................................................................................................8 一、小型模块化反应堆（SMR）发展背景 在全球减碳、用电需求增长，尤其是俄乌冲突造成能源安全重要性凸显的背景之下，核电以零/低碳排放、高可靠性和较好的经济性，正迎得越来越多的市场关注和更大的发展空间。根据经合组织核能署（OECD-NEA）预测，在未来三十年中，全球核电总装机将从当前的约4亿千瓦，增长至近12亿千瓦。2023年12月，第28届联合国气候大会（COP28）期间，22个国家签署了到2050年将核能装机提升至现在三倍的联合声明文件，这是联合国气候大会历史上首次关于核能发展的宣言。 资料来源：NEA，长城证券产业金融研究院 相较于大型核反应堆（百万千瓦级），小型模块化反应堆（Small Modular Reactor，SMR）以其部署灵活、应用场景丰富、投资规模小和高安全性的特点，所受关注日益提高。在IEA报告预测中，未来全球新增核电装机的三分之一，将来自小型模块化反应堆。 除了常规的并网发电，SMR的独有应用场景至少包括1： ⚫为传统高碳工业负荷提供电力、热力等综合供能。这在1990年代的加拿大布鲁斯项目上已有尝试。而目前谋划中的项目包括美国陶氏化学希望用Xe-100小堆替代临近退役的蒸汽供应系统。欧洲Orlen Synthos公司准备的BWRX-300项目。在中国，江苏徐圩供热项目已经被核准，在未来能耗双控向碳排放双控转变的趋势下，零碳/低碳能源供应的重要性凸显。SMR作为零碳综合能源供应单元，可为高耗能园区指标获取和降低碳成本带来巨大助力。 ⚫在偏远地区、离岛、矿区和海上钻井平台等离网区域，小堆亦可提供综合的电力与热能供应。俄罗斯RITM-200N核电站已在这方面做了较好的示范。美国和加拿大也考虑在阿拉斯加等地区部署小型核电项目。而我国有近千个有人居住的离岛，小堆供能前景广阔。 ⚫数据中心，这一近几年最新出现且用电量上升最快的用能部门，给电力行业带来了很大的冲击和机遇。以中国和美国这两个当前和未来数据中心最多的国家来看，虽 来源：OECD-NEA发布的《The NEA Small Modular Reactor Dashboard: Third Edition》（小型模块化反应堆数据可视化报告第三版） 然目前数据中心用电量占比还不到3%，但预计2030年前，这一数字将增长至接近10%。全球更有超过3万亿度的数据中心用电需求。美国的多个IT巨头均有部署小型核电的动作，据不完全统计，2030年给数据中心供电的小堆装机将超过500MW，2040年超过10GW。 ⚫船用核动力推进系统其实早已不是新事物。除潜艇和航母外，美国的Savanna号商船在1959年至1971年已经有过长时间运行。俄罗斯的Sevmorput号商船更是从1988年运行至今。随着国际海事组织（IMO）对航运减碳的要求越来越高，LNG以及氢基燃料（氨、醇）船动力系统得到较快发展。但实际上，小型反应堆作为一种动力源，比目前的氢基燃料更可靠，也更具备经济性，未来发展潜力巨大。 ⚫在中国等仍依赖煤电发展的国家和地区，用核电替代煤电，作为电力系统中的基荷和部分调节资源，变得越来越实际。自美国2024年发布《Coal to Nuc lear Transition》报告后，欧洲、南美洲等国家均有相关的论坛、报道和计划。如果这一转型顺利实施，最终的核电装机将远高于IEA和COP28所预测的12亿千瓦，甚至能达到20亿千瓦。而在这一过程中，SMR由于更低的电网接入要求和更适合靠近密集区的安全性，将有5亿千瓦以上的市场空间。 二、全球小型模块化反应堆发展现状 在OECD/NEA发布的最新报告《The NEA Small Modular Reactor Dashboard: ThirdEdition》（小型模块化反应堆数据可视化报告第三版，以下简称“报告”）中对全球小堆进展进行了综述，并从安全审评、厂址准备、项目（型号）资金支持、供应链、公众接受度和燃料开发六个方面对126个小堆（见图2）中的74个有较高活跃度的小堆项目进行了量化评估。 资料来源：NEA，长城证券产业金融研究院 根据该报告，总体上来看，北美地区的SMR研发和项目开发最为活跃，74个项目（方 案）中的30个由北美地区25家公司开发和推进；另外有20个项目由欧洲19家机构推进；10个由亚洲经合组织成员国的5家机构开发；5个方案由中国4家机构推进；5个由俄罗斯2家机构设计；另外，非洲、南美和中东各有个别机构在推进项目。 资料来源：NEA，长城证券产业金融研究院 以SMR所选取的技术路线看，报告分析显示，水冷堆和气冷堆依然占据主流，在74个方案中占43个，但已经有越来越多的其他技术路线涌现。金属冷却快堆和熔盐堆各有14个活跃方案，另有3个热管微堆方案。 资料来源：NEA，长城证券产业金融研究院 量化评估评价标准方面，虽然由于各国家和地区的法规和项目建设路径有所不同，但NEA的报告尽量统一了评价标准，用于公允的对比不同项目的进度。其中融资情况不区分公司融资还是项目融资，类型包括：政府资助、贷款、股权融资、上市、签订购电协议、其他补贴等多种方式。 许可证申请方面，74个SMR项目中的大部分还处于前期阶段（56个），7个提交