文章摘要:
日本福島核事故后,國際鈾濃縮市場長期處于供過于求、價格下行的低迷狀態(tài),國際老牌鈾濃縮供應商憑借多年的品牌、客戶、價格等優(yōu)勢,占據(jù)著西方鈾濃縮市場的主要份額,加大了新興鈾濃縮供應商的市場進入難度。目前我國鈾濃縮產(chǎn)能富裕,推進鈾濃縮出口是消化國內(nèi)富裕產(chǎn)能的有效途徑。然而我國核燃料加工產(chǎn)業(yè)整體上仍然處于爬坡期,與國外能力、技術及經(jīng)濟性存在一定差距,面臨嚴峻的市場挑戰(zhàn),應采取保護國內(nèi)市場,穩(wěn)步推進國際市場開發(fā)的發(fā)展思路。
1. 國際鈾濃縮市場供過于求,價格下行
1.1 供應現(xiàn)狀
(1)一次供應
鈾濃縮服務被普遍看成是全球核燃料市場中的貨架產(chǎn)品,由于鈾濃縮技術具 有戰(zhàn)略敏感性以及資本密集性,一定程度上限制了鈾濃縮供應商的加入門檻。目前國際鈾濃縮市場主要有三家商業(yè)鈾濃縮服務供應商:歐洲鈾濃縮公司(Urenco)、俄羅斯國家原子能工業(yè)集團(Rosatom)及法國歐安諾集團(Orano)。2013年美國鈾濃縮公司(USEC)的帕杜卡氣體擴散廠關閉,退出鈾濃縮一次供應市場,USEC 目前已轉變?yōu)橘Q(mào)易供應商,并更名為森圖斯(Centrus),并與 Orano 簽訂了鈾濃縮長期供應合同,Orano將在2018 年至2030年間向 Centrus 累計供應6000tSWU。
根據(jù)WNA統(tǒng)計,截至2018年年底,全球分離功產(chǎn)能總量約為60000tSWU。其中,Rosatom占據(jù)分離功全球市場45%,產(chǎn)能為28416tSWU;其次是Urenco,占據(jù)市場32.3%,產(chǎn)能為18758tSWU;Orano占據(jù)市場12.7%,產(chǎn)能為7500tSWU(圖1, 表1)。Rosatom、Urenco與Orano均無擴建增產(chǎn)計劃,其中Orano已取消建設美國鷹巖(Eagle Rock)鈾濃縮廠。
日本、巴西及阿根廷也擁有一定的鈾濃縮供應能力,2018年總產(chǎn)能為188tSWU。其中,日本核燃料公司(JNFL)的六個所(Rokkasho)鈾濃縮廠自2012年運行以來的額定產(chǎn)能為75tSWU/a,2017年7月因輔助廠房發(fā)生火災而停止運行,目前并沒有明確該鈾濃縮廠重啟時間。巴西核工業(yè)集團(INB)的雷森迪(Resende)鈾濃縮廠一期、二期工程仍在建設中,目前一期工程已有超過一半的設施安全運行,2017 生產(chǎn)了約6噸低濃鈾,雷森迪兩期全部建成運行后,將滿足巴西安哥拉 1、2、3 號核電機組的鈾濃縮需求。
(2)二次供應
全球鈾濃縮市場二次供應主要包括美國高濃鈾(HEU)稀釋后的低濃鈾產(chǎn)品(LEU),核電機組及商業(yè)鈾濃縮供應商持有的商業(yè)庫存,混合氧化物(MOX)燃料以及后處理回收鈾(RepU)。相比于一次供應,二次供應市場份額并不大,根據(jù)UxC公司統(tǒng)計,近五年全球市場鈾濃縮二次供應量約為9000 tSWU/a。
美國能源部通過稀釋其庫存中的高濃鈾獲得低濃鈾產(chǎn)品并面向市場出售,占據(jù)一定的鈾濃縮二次供應市場。2016年美國能源部與WesDyne公司續(xù)簽了稀釋10.4噸高濃鈾的合同,占據(jù)鈾濃縮市場約500 tSWU/a。
過去及未來一個時期,國際鈾濃縮供應商與核電運營商持有的商業(yè)庫存是市場二次供應的重要來源。因受 2011年福島核事故影響而導致一些核電機組提前關停,促使其核電運營商普遍持有一定的鈾濃縮庫存。根據(jù)預測,目前Rosatom分離功庫存約5000tSWU,Urenco有近4000tSWU 庫存,Orano庫存大約為7000 tSWU。
全球市場中鈾濃縮二次供應還有一部分來自 MOX 燃料與后處理回收鈾(RepU)的替代。其中,通過乏燃料后處理,將回收鈾與钚用于制造 MOX 燃料, 并用在法國、日本等國家的商用壓水堆中,頂替了一部分國際鈾濃縮一次供應需求;俄羅斯通過混合 RepU 與更高濃度的鈾(約10%-20%)生產(chǎn)濃縮后處理鈾(ERU),并主要用在本土及出口國 RMBK 核電機組中,不占用鈾濃縮廠生產(chǎn)能力,同樣頂替了一部分鈾濃縮一次供應需求。
IAEA 鈾銀行未來有可能是國際市場鈾濃縮二次供應的來源之一。IAEA 面向全球采購低濃鈾,并存儲在其位于哈薩克斯坦烏爾巴冶金廠的鈾銀行,可容納90t用于輕水堆燃料制造的低濃鈾。需要注意的是,只有在全球或一方出現(xiàn)鈾產(chǎn)品安全供應危機時,IAEA 鈾銀行才會對市場開放。目前 IAEA 已同哈薩克斯坦國家原子能公司和法國歐安諾集團簽署低濃鈾采購合同。
1.2 價格走勢
鈾濃縮市場價格分為現(xiàn)貨價格與長期合同價格。根據(jù) UxC 公司統(tǒng)計,兩種價格在2004到2018年間同時經(jīng)歷了大起大落(圖 2)。2004年到2009年,現(xiàn)貨價格從109美元 /kgSWU上漲至154美元/kgSWU。然而從 2010年開始,現(xiàn)貨價格進入下行通道,一直降至2018 年的36美元/kgSWU,主要是受日本福島核事故的影響 , 全球核電增速放緩,鈾濃縮市場需求不及預期,導致市場供大于求,價格下行。同時,受市場不景氣的影響,美國帕社卡氣體擴散廠在2013年關停,導致全球鈾濃縮總產(chǎn)能下降了約1萬噸(圖1)。相比于現(xiàn)貨價格,長期合同價格較高,但也是一直在走下坡路,從 2009年的162美元/kgSWU降至2018年的42美元 /kgSWU。
從市場價格走勢可以看出,2011年前是全球分離功賣方市場,鈾濃縮廠商在與客戶簽訂合同時選擇利潤更好的高交易尾料豐度。2011年福島核事故后,進入分離功買方市場,買方在簽訂合同時掌握了更多的話語權,交易尾料豐度逐年下降。同時,鈾濃縮供應商普遍選擇降低實際運行尾料豐度以獲得更好的利潤。根據(jù) UxC 公司統(tǒng)計,2016年至2020年間,全球平均運行尾料豐度約為0.13%,低于平均交易尾料豐度 0.23%。部分鈾濃縮供應商(如 Rosatom)通過低尾料豐度運行和尾料再濃縮,利用過剩濃縮能力生產(chǎn)銷售天然鈾產(chǎn)品,以獲得一項替代收入。
目前,全球鈾濃縮一次供應商基本上都采用離心分離技術,由于運行費用較低,為維持經(jīng)濟性而難以停產(chǎn),因此當前市場已經(jīng)喪失按需生產(chǎn)的靈活性。供應過剩的市場形勢導致價格嚴重下滑,現(xiàn)已低于支撐投資新建鈾濃縮廠所需的價格水平。在市場持續(xù)疲軟的情況下,Orano、Rosatom等企業(yè)紛紛采取節(jié)能、提高效率、剝離高成本項目、減少投資、限產(chǎn)減產(chǎn)、裁員等手段降本增效,國際巨頭企業(yè)節(jié)能減產(chǎn)表明市場價格已觸及企業(yè)生產(chǎn)成本。
1.3 供需分析
根據(jù)WNA統(tǒng)計,2018年全球分離功總需求約為50000 tSWU,然而全球鈾濃縮廠分離功總產(chǎn)能高達約60000 tSWU,超出需求約10000tSWU。在供大于求的環(huán)境下,全球主要的鈾濃縮供應商都放緩了提升產(chǎn)能的計劃,甚至采取降低產(chǎn)能的方式來避免更換已達壽期的離心機設備。鈾濃縮供應商為了追求利潤,選擇降低運行尾料豐度來維持鈾濃縮設施的持續(xù)運行。
近期全球分離功需求幾乎沒有大幅增加的可能性。福島核事故后,日本核電機組重啟的步伐非常緩慢;德國、比利時等國放棄發(fā)展核電,不少機組提前關閉;韓國棄核,不再新建核電機組;法國計劃通過增加可再生能源發(fā)電比例將核電份額降至50%;我國的核電計劃放慢了腳步,這些都導致鈾濃縮的需求預期不斷下調(diào)。再考慮到過剩的一次供應產(chǎn)能與二次供應量,全球鈾濃縮市場將長期處在供大于求的局面,全球市場徹底回暖尚缺乏可靠的根基。根據(jù)預測,全球鈾濃縮一次供應商的分離功產(chǎn)能遠遠滿足到 2025年的全球市場需求。從2008至2035年間,全球?qū)⒂薪?80000tSWU的過剩供應量。
2 西方市場供應格局基本形成
2.1 歐盟市場
為確定歐盟各國在平等的基礎上獲得核材料,歐盟成員國(簡稱EU-28,英國仍考慮在內(nèi))通過簽署《歐洲原子能共同體(Euratom)條約》建立了統(tǒng)一的核市場,并為此建立了一個國際組織——歐洲原子能共同體供應局(Euratom Supply Agency,ESA)。根據(jù) ESA 統(tǒng)計,2011年以來,EU-28鈾濃縮服務供應來源包括法國Orano、西歐Urenco(英國、德國、荷蘭)、俄羅斯Rosatom、俄羅斯?jié)饪s后處理鈾(ERU)與美國Centrus。其中,歐盟市場主要被 Orano、西歐 Urenco 與 Rosatom 所占據(jù)(圖3)。
2018年,EU-28共采購約10900tSWU 鈾濃縮服務(表 2)。其中,Orano 與Urenco 供應量最大,共7151 tSWU,占66%;Rosatom 供應3462tSWU,占32%,供應量較2017年增加了37%,在歐盟市場占比增加了9%;俄羅斯?jié)饪s后處理鈾占據(jù)歐盟市場2%;2018年Centrus沒有向歐盟供應。
2.2 美國市場
美國鈾濃縮市場較為開放。根據(jù) EIA 統(tǒng)計,其本土供應主要由Centrus、美國Urenco(美國尤尼斯鈾濃縮廠)與二次供應組成,進口來源包括西歐Urenco、俄羅斯Rosatom、法國、中國等。從市場份額可以看出,美國市場主要被 Urenco、Rosatom與Centrus占據(jù)(圖 4)。從圖中看出,美國本土鈾濃縮供應量近五年呈上升趨勢,俄羅斯在美國鈾濃縮市場受到配額限制,進口比例控制在20%上下,然而俄羅斯仍然是美國鈾濃縮市場最大的海外供應國。
2018年,美國民用核電業(yè)主和運營商(COO)從13家鈾濃縮服務供應商采購共約15000噸分離功(表3)。其中,西歐 Urenco 供應總量為5852tSWU,占比39%(英國10%、德國10%、荷蘭19%),供應量較 2017 年增加了86%;俄羅Rosatom供應量為3473tSWU,占比23%;美國本土供應總量為4979tSWU,占比33%;另外5% 來自其他來源。
2.3 供應格局
2018年,歐盟市場幾乎100%被Orano、Urenco及 Rosatom共同占據(jù),美國市場約95%被 Urenco、Rosatom 及本土供應占據(jù)。Orano、Urenco、Rosatom 在西方核電國家擁有極強的市場地位,從這三家企業(yè)年報上看,在供大于求、價格下行的市場環(huán)境下,Orano、Urenco、Rosatom在2018年仍在鈾濃縮業(yè)務領域?qū)崿F(xiàn)盈利。同時基于鈾濃縮廠離心機運行時間越長成本核算越低的特點,國際老牌鈾濃縮公司市場議價空間更大,擁有絕對的搶占市場優(yōu)勢。因此,近期西方國家的鈾濃縮市場供應格局將不會有所改變,難以出現(xiàn)新的市場占有者。
高度的鈾濃縮供應依賴度可能產(chǎn)生巨大影響,如果這些供應商的任何一座鈾濃縮設施產(chǎn)量下降,將影響市場價格的波動。例如,2017年年底美國康弗登鈾轉化廠因市場不景氣而關停,刺激了同樣供大于求、價格下行的國際鈾轉化市場,掀起了一波鈾轉化現(xiàn)貨采購熱潮,促使鈾轉化現(xiàn)貨價格出現(xiàn)拐點,開始大幅上漲。據(jù)UxC 公司統(tǒng)計,鈾轉化價格從2017年10月的 4.5美元 /kgU上漲到2018年10 月的13.25美元/kgU。
3 對我國的啟示建議
縱觀全球,當前國際鈾濃縮市場已經(jīng)成為一個嚴重供大于求、交易價格長期低迷、擴建或新建計劃被擱置的市場,而且近期沒有回暖跡象。國際鈾濃縮市場已成為買方市場,Orano、Urenco、Rosatom分割著西方市場,同時部分國際供應商為爭奪有限訂單而不斷嘗試進入我國市場。當前我國鈾濃縮企業(yè)發(fā)展仍然處于爬坡期,同樣需要出口鈾濃縮服務以消化國內(nèi)富裕產(chǎn)能,面臨嚴峻的國際市場形勢,建議國家采取保護國內(nèi)鈾濃縮市場的政策,控制海外市場供應比例,穩(wěn)步推進國際市場開發(fā),依靠科技創(chuàng)新不斷提升市場競爭力。
3.1 控制國內(nèi)市場進口比例 , 爭取國家優(yōu)惠政策
為保障鈾濃縮服務供應安全,國際上普遍采取制定進出口政策、配額限制等多種方式保護本國市場。歐盟國家通過成立ESA,統(tǒng)一管理歐盟鈾濃縮市場,控制市場供應比例。美國針對俄羅斯采取配額政策,限制其進口比例為20%上下。因此, 建議國家控制國內(nèi)鈾濃縮市場供應比例,以本土供應為主,實行進口配額限制,保障我國鈾濃縮供應安全,推動本土鈾濃縮企業(yè)持續(xù)發(fā)展。同時,目前濃縮鈾服務不在出口退稅名單中,建議國家調(diào)整稅收政策,將鈾濃縮等核燃料產(chǎn)品納入出口退稅清單,為我國鈾濃縮服務參與國際競爭創(chuàng)造有利條件,增強我國企業(yè)在國際市場的話語權。
3.2 利用全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢,開拓新興核電國家核燃料市場
我國是全球為數(shù)不多的擁有核燃料全產(chǎn)業(yè)鏈的國家。應發(fā)揮全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢, 制定靈活的市場開發(fā)策略,考慮為出口鈾濃縮服務的國家提供天然鈾勘探、采冶、鈾轉化、元件制造等全流程服務與解決方案。目前西方核電國家的核燃料市場已被幾家國際企業(yè)分割,短期內(nèi)實現(xiàn)突破難度很大,而“一帶一路”沿線國家核燃料市場擁有較大增長潛力,其市場供應格局仍未完全形成。應積極響應國家“一帶一路”倡議,通過國家政治外交、經(jīng)濟合作等方式,努力開拓巴基斯坦、阿根廷、阿 聯(lián)酋等新興核電國家的鈾濃縮市場。
3.3 堅持創(chuàng)新驅(qū)動,不斷研發(fā)先進鈾濃縮技術
先進鈾濃縮技術是搶占國際市場的核心競爭力。美國氣體擴散技術曾經(jīng)獨霸天下,在20世紀70年代后期占西方國家鈾濃縮總產(chǎn)能的90%以上,是西方鈾濃縮市場的絕對主導者。然而,歐洲氣體離心技術后來居上,在經(jīng)濟性上遠勝于氣體擴散技術。隨著Urenco、Areva(Orano 前身)、Rosatom逐漸進入世界鈾濃縮市場, 美國在西方鈾濃縮市場上的地位開始下降,美國鈾濃縮產(chǎn)業(yè)陷入低谷,目前已經(jīng)喪失生產(chǎn)能力。為奪回技術優(yōu)勢,美國一直將第三代鈾濃縮技術即激光鈾濃縮技術作為重點發(fā)展方向,以期在下一代商業(yè)鈾濃縮技術上先人一步。我國應堅持鈾濃縮先進技術研發(fā),保障科研投入力度及人才培養(yǎng),推動安全性與經(jīng)濟性的大幅度提升,以先進技術贏得市場地位。
第一作者簡介:
石磊,中核戰(zhàn)略規(guī)劃研究總院工程師,長期從事核燃料循環(huán)產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、政策研究、市場分析等軟課題研究工作。