2025-2037 年全球市場規模、預測與趨勢亮點
核反應器建設市場規模在 2024 年為 532.4 億美元,預計到 2037 年底將達到 671.4 億美元,在預測期內(即 2025-2037 年)複合年增長率為 1.8%。 2025 年,核反應器建設的產業規模預計為 542 億美元。
全球核反應器建構能力不斷發展,亞洲成為主要成長中心。根據世界核能協會統計,截至 2024 年 12 月,全球 32 個國家約有 440 座核電反應器正在運行,總容量為 390 吉瓦,另有 65 座核電反應器正在建設中。中國以 27 個項目領先,約佔全球建築量的 46%,其次是東歐和俄羅斯。
核能是僅次於水力發電的第二大低排放電力來源。在獲得批准的國家,核電由於其可調度性和擴展潛力,可能有助於開發安全、多樣化的低排放電力系統。核反應器幾乎不產生二氧化碳等溫室氣體,有助於緩解氣候變遷。大多數排放發生在建築和燃料循環過程中,遠低於化石燃料。國際能源總署 (IEA) 預計,到 2020 年代,核裝置容量需要增加到每年 22 吉瓦左右,才能實現淨零排放,其中小型模組化反應器可能發揮關鍵作用。

核反應器建設市場:成長動力與挑戰
成長動力
- 數位技術改變核電廠:數位技術透過先進的人工智慧 (AI) 和資料分析技術徹底改變了核反應器的預測性維護。人工智慧有潛力提高核電反應器的效率效率大大提高。工廠可以透過將機器學習演算法與高級數據分析相結合來增強安全協議並優化營運。人工智慧系統可以立即評估大量感測器資料、識別異常並預測維護需求。此外,人工智慧和進階分析使核部門能夠優化核電廠營運的各個方面,包括設計、建造、維護和退役。例如,人工智慧驅動的預測性維護可以將非計劃停機時間減少高達 35%,節省數百萬美元的資產故障預防成本,並確保可靠的電力供應。
小型模組化反應器(SMR)是新一代核反應器,採用創新技術來增強原子能的建造、運作和安全性。這些先進核反應器的發電能力有限,通常每台最高 300 MW(e),大約是傳統原子反應器發電能力的三分之一。中小型反應器將在核能的未來發揮重要作用,解決能源需求和環境問題。國際原子能總署 (IAEA) 報告稱,全球正在開發 80 多種 SMR 設計和概念。 - 經濟全球化不斷發展:全球化促進國際合作,使各國能分享專業知識和先進技術。這在核反應器建設市場尤其重要,來自美國、法國、俄羅斯和韓國等國家的領先公司與新興經濟體合作開發安全且有效率的反應器。例如,印度與俄羅斯的長期核夥伴關係在發展強大的核能基礎設施方面發揮了重要作用。 2008 年政府間協議建立了在庫丹庫拉姆核電廠 (KKNPP) 建造更多核反應器的合作框架。該協議於 2023 年更新,以適應未來的發展。 Kudankulam計畫包括六座俄羅斯設計的VVER-1000反應堆,體現了兩國之間大量的商業和技術合作。目前有兩個機組正在運行,其餘四個機組預計將於 2027 年完工。
- 全球貿易活力不斷增強:國際貿易使沒有本土核技術的國家能夠獲得全球領先企業的先進反應器設計和技術專長。到 2035 年,反應器系統和組件的國際貿易額預計將從 2018 年的 6-75 億美元增至每年 240-300 億美元。
美國、俄羅斯、法國和韓國等國家出口反應器技術,提供傳統的大型反應器和更新的創新反應器。根據經濟複雜性觀察站 (OEC) 的貿易數據,2022 年,核反應器的最大出口國是俄羅斯(4,390 萬美元)、英國(3,220 萬美元)、美國(110 萬美元)、波蘭(915,000 美元)和納米比亞(566,000 美元)}。
挑戰
- 初始成本高昂:建造核反應器需要大量的建設、土地徵用、材料和技術的前期成本。許多政府和私人投資者都被這些成本嚇退了,尤其是當太陽能和風能等再生能源替代品變得更便宜時。
- 施工週期長:由於監管審批、設計複雜性和施工挑戰,核反應器需要數年甚至數十年才能完成。與天然氣或再生能源等部署速度較快的能源選項相比,工期延長會導致成本上升,並使核子專案的吸引力下降。
核反應器建設市場:關鍵見解
基準年 |
2628 |
預測年份 |
2025-2037 |
複合年增長率 |
1.8% |
基準年市場規模(2024 年) |
532.4億美元 |
預測年份市場規模(2037) |
671.4億美元 |
區域範圍 |
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核反應器建設分段
反應器類型(壓水反應器、沸水反應器、小型模組化反應器和高級反應器)
預計到 2037 年,壓水器 (PWR) 領域將佔據核反應器建設市場份額超過 47.7%。 壓水器因其經過驗證的性能、先進的安全功能以及與全球能源和氣候目標的一致性而處於全球市場的前沿。它們的適應性、可擴展性和國際接受度使它們成為全球核能復興的驅動力。壓水器是使用最廣泛的反應器類型。美國能源部表示,美國超過 65% 的商業反應器是壓水器。
壓水堆提供低碳基荷電力,使其成為實現 2050 年淨零排放等全球氣候目標的重要組成部分。例如,三菱重工 (MHI) 在日本開發了 24 座壓水器核電廠,總發電量達到近 20,000 兆瓦。
應用(基本負載發電、負載平衡和尖峰需求、區域供熱和熱電聯產、海水淡化和製程熱以及船舶推進)
在核反應器建設市場中,預計到 2037 年底,基荷發電領域將佔據約 53% 的收入份額。隨著能源需求的增加、向清潔能源的轉變以及核子技術的進步,基荷發電繼續支持全球核電的擴張。
世界各國政府都致力於減少碳排放以應對氣候變遷。核電具有低碳性質,被定位為此轉型的關鍵組成部分。根據國際原子能總署發布的2020年報告,2019年,核電產生了2586.2太瓦時無排放、低碳基荷電力。這佔全球發電量的 10% 以上,佔低碳發電量的近三分之一。
我們對核反應器建設市場的深入分析包括以下部分:
反應器類型 |
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亞太地區市場預測
預計到 2037 年底,亞太地區核反應器建設市場的收入份額將超過 33.3%。世界經濟論壇報告稱,截至 2022 年,該地區有 35 座核反應爐正在建造。中國、日本和印度在核能領域處於領先地位。亞洲也提議再興建 220 個核電廠。
中國是全球核能領域最具活力、發展最快的國家之一。作為世界上最大的溫室氣體排放國,該國正在大力投資核電,作為其減少碳排放、提高能源安全和滿足不斷增長的電力需求策略的一部分。這種對核能的積極推動得到了政府政策和技術進步的支持,使中國成為全球核電產業的主要參與者。
中國正致力於改善核燃料循環,包括燃料濃縮、乏燃料後處理和廢棄物管理。在核電能源安全、成本優化和長期永續需求的推動下,中國開發了整合燃料循環系統,以支援其快速成長的核能產業。
中國的核燃料循環
鈾礦開採與銑削
中國國內鈾礦主要分佈在新疆、內蒙古、江西和廣東等省份。為了滿足不斷增長的需求,中國嚴重依賴進口鈾,從哈薩克、納米比亞、加拿大和澳洲採購。根據估計的 200 萬噸鈾,該國宣稱是一個鈾資源豐富的國家。截至2021年1月,已查明可採資源量為223,900噸U(以130美元/公斤計算),其中107,600噸U為合理保證資源量。此外,提取的鈾礦石在國內和國際研磨設施中加工成黃餅。
轉換與豐富
鈾礦石轉化為六氟化鈾 (UF6),這是一種用於濃縮過程的氣態形式。中國運作氣體離心濃縮設施,為其核反應器生產濃縮鈾。主要設施由中國核燃料集團公司 (CNFC) 營運。
燃料製造
濃縮六氟化鈾被運送到燃料製造設施,在那裡加熱回氣體並經過化學加工成二氧化鈾粉末。將粉末粉碎成陶瓷顆粒並在高溫(超過 2550 F)下燒結(烘烤)。燃料棒是將芯塊包裹在金屬管中並將它們排列在準備引入反應器的燃料組件中而製成的。核燃料組件依照品質保證標準製造,專為某些反應器類型(例如壓水器)製造。
中國經營多家燃料製造廠,為其反應器生產燃料組件,確保其核電廠的穩定供應。中國核工業集團公司(CNNC)負責燃料製造,使用了從 TVEL、Areva 和 Westinghouse 轉移的某些技術。 2013 年對人造燃料的需求約為 1300 tU,2020 年約為 1800 tU,但由於新反應器初始核心負載的需要,具體數字有所不同。
動力反應器
發電過程始於中子對鈾原子的分裂(稱為裂變)。分裂 235U 原子後,來自鈾原子的中子與另外的 235U 原子碰撞。鍊式反應開始,產生熱。此熱量用於加熱水並將其轉化為蒸氣。蒸汽用於為渦輪機提供動力,渦輪機連接到發電的發電機。 2011年至2020年,中國有37座核反應器併網。這些反應器的容量約為 36 吉瓦,約佔同期全球新增核電容量的 60%。
再處理、回收
乏核燃料可以再加工成新鮮燃料和副產品。反應爐運作五年後,燃料保留了近 90% 的位能。中核龍銳科技公司成立於2015年3月,正在甘肅省金塔附近的甘肅核技術產業園區興建一座示範燃料後處理工廠,每年處理乏燃料200噸。預計 2025 年左右開始營運。
乏燃料儲存
乏燃料是已在反應器中使用的核燃料。位於甘肅省中部蘭州東北25公里處的蘭州核燃料基地已開發出一個集中的廢棄燃料儲存設施。本工程初期庫容為550噸,可增至1300噸。
廢棄物管理
根據「十四五」規劃,高放射性廢棄物分離地下實驗室工程於 2021 年 6 月啟動,建設期為 7 年,營運目標為 50 年。隧道全長13.4公里,總建築面積239萬平方公尺。預計成本為 4.2 億美元。此計畫由北京鈾地質研究所(BRIUG)牽頭。中國對核廢料管理採取的強有力的做法體現了其對核能永續發展同時解決環境和安全問題的承諾。
印度政府正在透過多項措施在核反應器投資方面取得重大進展。 2024-25 年聯盟預算是印度核能產業的重要里程碑。政府已承諾為核電項目投入2.7億美元,顯示該國對發展核子基礎設施進行了大量投資。此外,預算中還專門為原子能監管委員會 (AERB) 提供了 1,400 萬美元,這表明該預算非常重視加強核行業的監管控制和安全措施。
此外,政府也向私人企業發出了投資核能專案的邀請。印度希望為其核能領域籌集總計260億美元的私人投資。這項努力為私人投資者提供了參與先前由國有企業控制的核反應爐建設市場的重要機會,從而有助於擴大核能發電能力。
北美市場分析
北美核反應器建設市場將在預計期間佔據相當大的份額。該市場的特點是相對分散。全球企業以及某些區域性企業主導了這個市場。這種獨特企業的集中展示了廣泛的專業知識和技術,使它們能夠服務核建築行業的不同部分。隨著行業的發展,這些專業公司之間的競爭仍然激烈,每家公司都在爭奪合約和專案。市場的分散性表明,隨著企業尋求提升自己的地位並擴大其覆蓋範圍,協作和整合的潛力很大。
在美國,核反應器建造市場由成熟的能源公司、創新型新創公司和專門從事先進反應器技術的工程公司共同推動。沃格特爾發電廠是喬治亞電力公司的第二座核設施,也是南方公司係統中的三個核設施之一。喬治亞電力公司、奧格爾索普電力公司、喬治亞市電力局和道爾頓公用事業公司共同擁有沃格特爾工廠。 1 號機組於 1987 年開始商業運營,2 號機組於 1989 年開始商業運營。 該公司最近完成了 Vogtle 3 號和 4 號機組的商業運營,使 Vogtle 工廠成為美國最大的清潔能源發電商。
美國能源部 (DOE) 也透過先進反應器示範計畫 (ARDP) 等措施為先進核子技術提供資金和政策支援。 ARDP將透過與美國工業界的成本分攤協議來加速先進反應器的示範。 ARDP 將提供 1.6 億美元的初始資金,還將利用國家反應器創新中心,利用世界知名的國家實驗室系統能力來快速測試和分析 ARD 技術,將核反應器從藍圖變為現實。
在加拿大,加拿大核安全委員會 (CNSC) 負責監督每個核電廠生命週期的各個方面,從核電站建設前所需的環境研究到運營完成後設施的退役。自 1960 年代初以來,加拿大的核電廠就開始生產商業電力。目前,三個省份的五個地點擁有 22 個核反應器。核能發電約佔加拿大電力的 15%。加拿大的所有核電廠均使用 CANDU(加拿大氘鈾)反應器。這些加壓重水反應器以天然鈾為原料,並使用重水作為冷卻劑和慢化劑。

主導核反應器建設市場的公司
- 阿特金斯雷利斯
- 公司概覽
- 商業策略
- 主要產品
- 財務表現
- 關鍵績效指標
- 風險分析
- 近期發展
- 區域業務
- SWOT 分析
- 中國核能工業集團公司
- 法馬通
- 韓國電力公司
- 印度核電公司
- NuScale Power
- 俄國原子能公司
- 西門子能源
- TerraPower
- 西屋電氣
核反應器建設市場的主要參與者透過創新、投資和協作推動產業發展。公用事業公司確保對核能的需求,反應器製造商提供尖端技術,工程公司將專案變為現實,政府機構創造監管環境。這些參與者正在共同塑造核電的未來,促進先進反應器的發展,並應對安全、永續性和能源安全等挑戰。
In the News
- 2024 年 8 月,阿特金斯瑞利斯旗下 Candu Energy Inc. 與秦山第三核電有限公司 (TQNPC) 簽署協議,支持中國秦山核電站的兩座 CANDU 反應器持續延長 30 年壽命。作為第三階段專案的一部分,AtkinsRéalis 將提供設計、工程和採購服務。這包括提供先進的反應器工具、培訓 TQNPC 員工以及完成維持工廠長期運作所需的工程工作。
- 2024 年 8 月,法馬通與 Entergy Nuclear 簽署了一份合同,為阿肯色核一號 (ANO) 2 號反應器容器封頭更換項目提供工程和安裝服務。
作者致谢: Dhruv Bhatia
- Report ID: 6909
- Published Date: Jan 02, 2025
- Report Format: PDF, PPT