Размер и доля рынка строительства ядерных реакторов по типам реакторов (реакторы с водой под давлением, реакторы с кипящей водой, малые модульные реакторы и усовершенствованные реакторы); Приложение; и цепочка создания стоимости - глобальный анализ спроса и предложения, прогнозы роста, статистический отчет на 2025-2037 гг.

Промышленность строительства ядерных реакторов – региональный масштаб

Прогноз рынка Азиатско-Тихоокеанского региона

К концу 2037 года доля доходов на рынке строительства ядерных реакторов Азиатско-Тихоокеанского региона, по прогнозам, составит более 33,3%. Этот регион становится глобальным эпицентром строительства ядерных реакторов со значительной динамикой рынка. Как сообщает Всемирный экономический форум, по состоянию на 2022 год в регионе строятся 35 ядерных реакторов. Китай, Япония и Индия лидируют в области ядерной энергетики. Еще 220 атомных электростанций предлагается построить в Азии.

Китай — одна из наиболее динамичных и быстрорастущих стран в мировой атомной энергетике. Будучи крупнейшим в мире источником выбросов парниковых газов, страна вкладывает значительные средства в атомную энергетику в рамках своей стратегии по сокращению выбросов углекислого газа, повышению энергетической безопасности и удовлетворению растущего спроса на электроэнергию. Это агрессивное продвижение ядерной энергетики поддерживается как государственной политикой, так и технологическими достижениями, что делает Китай крупным игроком в мировой атомной энергетике.

Китай уделяет особое внимание совершенствованию своего ядерного топливного цикла, включая обогащение топлива, переработку отработавшего топлива и обращение с отходами. Китай разработал интегрированную систему топливного цикла для поддержки своего быстрорастущего сектора атомной энергетики, обусловленного необходимостью энергетической безопасности, оптимизации затрат и долгосрочной устойчивости производства ядерной энергии.

Ядерный топливный цикл в Китае

Добыча и переработка урана

В стране имеются урановые рудники, расположенные в основном в таких провинциях, как Синьцзян, Внутренняя Монголия, Цзянси и Гуандун. Чтобы удовлетворить растущий спрос, Китай в значительной степени полагается на импорт урана, закупая его в Казахстане, Намбии, Канаде и Австралии. Страна заявляет, что является богатой ураном страной, запасы которой оцениваются в 2 миллиона тонн урана. По состоянию на январь 2021 года выявленные извлекаемые ресурсы составили 223 900 тонн урана по цене 130 долларов США/кг, из которых 107 600 были достаточно гарантированными. Далее добытая урановая руда перерабатывается в желтый кек на отечественных и международных обогатительных предприятиях.

Преобразование и расширение

Урановая руда перерабатывается в гексафторид урана (UF6), газообразную форму, используемую в процессе обогащения. Китай управляет установками по обогащению с помощью газовых центрифуг для производства обогащенного урана для своих ядерных реакторов. Основные объекты находятся в ведении Китайской корпорации по ядерному топливу (CNFC).

Изготовление топлива

Обогащенный UF6 транспортируется на установку по производству топлива, где он снова нагревается до газа и химически перерабатывается в порошок диоксида урана. Порошок измельчают в керамические гранулы и спекают (обжигают) при высокой температуре (более 2550 F). Топливные стержни создаются путем помещения таблеток в металлические трубки и размещения их в тепловыделяющей сборке, подготовленной для введения в реактор. Ядерные тепловыделяющие сборки производятся в соответствии со стандартами качества и специально для определенных типов реакторов, например PWR.

Китай управляет несколькими заводами по изготовлению топлива для производства тепловыделяющих сборок для своих реакторов, обеспечивая стабильные поставки для своих атомных электростанций. Китайская национальная ядерная корпорация (CNNC) отвечает за производство топлива с использованием определенных технологий, переданных от ТВЭЛ, Areva и Westinghouse. Потребность в промышленном топливе составила примерно 1300 тонн урана в 2013 году и 1800 тонн урана в 2020 году, однако точные цифры варьируются в зависимости от необходимости начальных загрузок активной зоны новых реакторов.

Энергетический реактор

Процесс производства электроэнергии начинается с расщепления атомов урана (известного как деление) нейтронами. После расщепления атома 235U нейтроны атома урана сталкиваются с дополнительными атомами 235U. Начинается цепная реакция, выделяющая тепло. Это тепло используется для нагрева воды и преобразования ее в пар. Пар используется для питания турбины, которая подключена к генератору, производящему электроэнергию. С 2011 по 2020 год Китай подключил к сети 37 ядерных реакторов. Эти реакторы имели мощность около 36 ГВт, что составляло примерно 60 % мировой мощности ядерной энергетики, добавленной за этот период.

Повторная обработка, переработка

Отработанное ядерное топливо может быть переработано в свежее топливо и побочные продукты. После пяти лет работы реактора топливо сохраняет почти 90% своей потенциальной энергии. Компания CNNC Longrui Technology, созданная в марте 2015 года, строит демонстрационный завод по переработке топлива в промышленном парке ядерных технологий Ганьсу недалеко от Джинты в провинции Ганьсу, способный перерабатывать 200 тонн отработавшего топлива в год. Ожидается, что эксплуатация начнется примерно в 2025 году.

Хранилище отработавшего топлива

Отработанное топливо — это ядерное топливо, использованное в реакторе. Централизованное хранилище отработанного топлива было построено на Ланьчжоуском ядерно-топливном комплексе, расположенном в 25 км к северо-востоку от Ланьчжоу в центральной провинции Ганьсу. На начальном этапе проекта емкость хранилища составляет 550 тонн, которую можно увеличить до 1300 тонн.

Управление отходами

В соответствии с четырнадцатой пятилеткой работы по строительству подземной лаборатории по разделению высокоактивных отходов начались в июне 2021 года, срок строительства - семь лет, срок эксплуатации - 50 лет. Он будет включать 13,4 километра туннелей и общую площадь 2,39 миллиона квадратных метров. Ориентировочная стоимость проекта составляет 420 миллионов долларов США. Проект возглавляет Пекинский научно-исследовательский институт геологии урана (ПНИУГ). Надежный подход Китая к обращению с ядерными отходами отражает его приверженность устойчивому развитию ядерной энергетики при одновременном решении проблем окружающей среды и безопасности.

Правительство Индии добивается значительных успехов в инвестициях в ядерные реакторы посредством нескольких инициатив. Бюджет Союза на 2024–2025 годы является важной вехой для атомной энергетики Индии. Правительство выделило 270 миллионов долларов США на проекты атомной энергетики, что указывает на значительные инвестиции в развитие ядерной инфраструктуры страны. Кроме того, в бюджете предусмотрены 14 миллионов долларов США, в частности для Совета по регулированию атомной энергии (AERB), что демонстрирует значительный акцент на усилении регулирующего контроля и мер безопасности в ядерном секторе.

Более того, правительство направило частным предприятиям приглашения инвестировать в проекты атомной энергетики. Индия надеется привлечь в общей сложности 26 миллиардов долларов США частных инвестиций в свой сектор атомной энергетики. Эти усилия предоставляют частным инвесторам значительную возможность участвовать в рынке строительства ядерных реакторов, ранее контролируемом государственными предприятиями, тем самым способствуя расширению ядерных генерирующих мощностей.

Анализ рынка Северной Америки

Рынок строительства ядерных реакторов в Северной Америке будет занимать значительную долю в течение прогнозируемого периода. Рынок характеризуется относительно фрагментированной ландшафтом. На этом рынке доминируют глобальные игроки наряду с некоторыми региональными фирмами. Такая концентрация отдельных предприятий демонстрирует широкий спектр знаний и технологий, что позволяет им обслуживать различные части атомной строительной отрасли. По мере развития отрасли конкуренция между этими специализированными фирмами остается жесткой, каждая из которых конкурирует за контракты и проекты. Фрагментированный характер рынка указывает на потенциал для сотрудничества и интеграции, поскольку предприятия стремятся укрепить свои позиции и расширить сферу деятельности.

В США рынок строительства ядерных реакторов определяется сочетанием авторитетных энергетических компаний, инновационных стартапов и инжиниринговых фирм, специализирующихся на передовых реакторных технологиях. Электростанция Фогтл — вторая ядерная установка компании Georgia Power и одна из трех в системе Southern Company. Georgia Power, Oglethorpe Power Corporation, Муниципальное управление электроэнергетики Джорджии и Dalton Utilities совместно владеют заводом Vogtle. Блок 1 начал коммерческую эксплуатацию в 1987 году, а блок 2 – в 1989 году. Недавно компания завершила коммерческую эксплуатацию энергоблоков Vogtle 3 и 4, в результате чего завод Vogtle стал крупнейшим производителем экологически чистой энергии в США. Блок 3 начал коммерческую эксплуатацию 31 июля 2023 года, а блок 4 – 29 апреля 2024 года.

Министерство энергетики США (DOE) также обеспечивает финансирование и политическую поддержку передовых ядерных технологий посредством таких инициатив, как Программа демонстрации перспективных реакторов (ARDP). ARDP ускорит демонстрацию усовершенствованных реакторов посредством соглашений о разделении затрат с промышленностью США. ARDP предоставит первоначальное финансирование в размере 160 миллионов долларов США, а также будет использовать Национальный центр инноваций в области реакторов для быстрого тестирования и анализа технологий ARD, задействуя всемирно известные возможности национальной лабораторной системы для воплощения ядерных реакторов из чертежей в реальность.

В Канаде Канадская комиссия по ядерной безопасности (CNSC) контролирует все аспекты жизненного цикла каждой атомной электростанции, от экологического исследования, необходимого перед строительством станции, до вывода объекта из эксплуатации после завершения эксплуатации. С начала 1960-х годов атомные электростанции в Канаде производят коммерческую электроэнергию. В настоящее время на пяти объектах в трех провинциях размещены 22 ядерных энергетических реактора. Атомная энергия генерирует около 15% электроэнергии Канады.  На всех атомных электростанциях Канады используются реакторы CANDU (канадские дейтерий-урановые реакторы). Эти тяжеловодные реакторы под давлением работают на природном уране и используют тяжелую воду в качестве теплоносителя и замедлителя.