电力及公用事业行业：核能综合利用产业发展研究报告-20230330-长城证券-39页_2mb

核能综合利用产业发展研究报告总结

核能综合利用的核心内容

核能综合利用是构建新型能源体系和提升新型电力系统灵活性调节能力的重要手段。随着我国能源结构向低碳化、清洁化转变，核能将从单一发电向多元应用发展，包括制氢、供热、工业供汽、海水淡化等。

主要观点

1. 核能制氢将成为非电应用领域的核心形式，预计2050年可实现年产量1000万吨以上，满足我国约1/6的氢气需求。
2. 高温气冷堆制氢预期成本最低，而压水堆电解制氢成本不断下降，未来有望具备更强的经济性。
3. 核能供热技术成熟，能够大规模替代燃煤锅炉，对北方地区清洁供暖具有重要支撑作用。
4. 核能工业供汽是工业部门碳减排的重要举措，具有广阔的市场前景。
5. 核能海水淡化作为能源应急能力建设的重要方式，具备显著的经济和环保优势。
6. 核能综合能源供应系统通过多能互补和时空调配，提升能源利用效率和运行灵活性，是未来核能利用的核心方向。

核能制氢

技术路线

• 电解制氢：包括常规电解和高温蒸汽电解（HTSE），其中HTSE能够同时使用热能和电能，显著提升效率。
• 高温热化学循环制氢：如硫碘（S-I）循环，可在800-900°C下实现水的热解产氢，效率可达52%。

成本分析

• 压水堆电解制氢成本为2.76美元/kg，低于常规电解成本。
• 高温气冷堆电解制氢和S-I循环制氢成本均在3美元/kg以下，具有较佳经济性。
• 随着电解槽价格下降和电力成本降低，电解制氢经济性将进一步提升。

市场预测

• 预计2050年，核能制氢将占据我国氢气需求的约1/6，成为重要的氢气来源之一。
• 压水堆和高温气冷堆制氢将共同支撑市场空间，其中压水堆制氢年产量预计达756万吨，高温气冷堆达300万吨。

核能供热

技术路线

• 核电机组热电联产供暖：通过抽取核电机组二回路高温蒸汽，实现热能转换和供暖。
• 供热专用小型堆：采用低温核供热反应堆，能够灵活布置，满足区域供热需求。

实际应用

• 海阳核电清洁供暖工程已实现向7000余户居民供暖，年减排二氧化碳5.5万吨。
• 二期工程供暖面积达450万m²，三期工程预计2023年底具备供热能力，供暖面积可达900MW。

社会效益

• 核能供热能够显著减少燃煤使用，降低碳排放和污染物排放。
• 通过政策支持，供热成本可降低，惠及更多居民。

其他应用

工业供汽

• 核能工业供汽可替代化石能源热源，降低综合能耗和污染。
• 压水堆可满足低压蒸汽需求，通过增温增压装置可满足中高压蒸汽需求。

海水淡化

• 核能海水淡化利用核电厂热能和电能，具备显著的经济和环保优势。
• 已有多个核电厂配套海水淡化项目，主要解决厂区用水问题。

核能综合能源供应系统

构成与特点

• 包括能源生产模块、能量转化模块、能源存储模块、能源消费用户。
• 通过储热、储电、储氢等设施，实现能源的灵活调配和高效利用。

典型案例

• 核能-可再生能源耦合能源系统（N-R HES）：通过与风电、燃气发电等结合，提升系统灵活性和可再生能源消纳能力。
• MIT多能互补系统：结合核能和储热，实现多能互补，提升系统经济性和稳定性。

核能综合能源供应系统应用设想：海南综合能源岛

• 海南能源消费以化石燃料为主，减碳压力较大，核能综合能源系统有助于实现碳中和目标。
• 通过核能供热、制氢、供汽、海水淡化等技术，构建以核能为核心的综合能源体系。
• 2040年海南能源系统有望实现碳中和，核能综合能源供应系统是实现该目标的关键路径。

风险与挑战

• 核能综合利用产业发展规模受技术和政策影响，存在不及预期的风险。
• 技术成熟度和成本下降速度是影响核能制氢和供热应用的关键因素。
• 商业模式形成不达预期可能影响产业推广。

意见与建议

• 加强核能综合利用技术的研发和示范，推动核能-可再生能源耦合系统的发展。
• 推进核能供热、供汽、制氢等多元化应用，提升核能的经济性和灵活性。
• 优化核能综合能源供应系统设计，提高系统运行效率和用户适应性。

相关公司与项目

• 中核集团、中广核集团、国家电投集团等在核能供热、供汽、制氢等领域有多个项目在研或实施中。
• 海阳、红沿河、秦山等核电厂已开展核能供热、海水淡化等应用，为未来推广提供经验。