来源:中核战略规划研究总院 日期:2023年08月07日
核能作为一种低碳、高效的能源,将在未来的能源结构中扮演重要角色。那么核燃料资源能否安全保障我国核能大规模发展?要想回答这个问题,需要理清核燃料资源的概念和供给能力。
一 核燃料资源分类
如石油、煤炭等通过燃烧方式释放能量,核燃料则是通过在核反应堆中发生核裂变或核聚变的方式释放能量。考虑到可控核聚变技术离商业化应用还有很长的路要走,本文重点关注的是核裂变所需的核燃料。
当前自然界中存在能被用来发电的核燃料资源可以分为常规资源和非常规资源,目前被广泛开发使用的主要是常规铀资源,根据IAEA和OECD-NEA2023年发布的最新版《铀资源红皮书》统计,截至2021年1月,全球开采成本低于260美元/公斤的已查明可回收铀资源量约为791.7万tU,全球待查明资源量(即预计资源和推测资源之和)约为736.55万tU。非常规核燃料资源就铀元素来讲,是指含量极低、仅作为副产品生产的资源,通过传统的开采方法在经济上与常规资源比差距较大,根据红皮书统计资源总量近3900万tU;非常规铀资源还包括那些潜在来源的铀,如海水中的铀(含量超过40亿tU)。此外钍元素也可被用作核燃料进行核能发电,由于目前其应用仍受到反应堆技术以及相应工业体系的限制,尚未被大规模开发利用,因此也暂时被视为一种非常规的核燃料资源。需要注意的是,红皮书中一些拥有大量已查明资源的主要生产国未报告待查明资源和非常规资源数据,或相关数据已有多年未更新。
天然铀产品
二 核燃料资源供求关系
未来我国核能发展需要多少核燃料资源?截至2023年6月,我国大陆地区在运核电机组为55台,总装机容量约5699万千瓦,在经济发达的沿海省区形成了10余个大型核电基地。国内多家机构对我国核能发展规模进行了需求预测,假定国内压水堆核电到2045年装机2.5亿千瓦,按照1台百万千瓦机组全寿期所需天然铀为1万tU,则2.5亿千瓦核电机组全寿期所需天然铀约为250万tU。