隨著我國(guó)重啟核電，預(yù)計(jì)2015、2016年每年都有約7臺(tái)機(jī)組投建，新建機(jī)組對(duì)鋯材的需求也將快速恢復(fù)
國(guó)金證券 陳炳輝
根據(jù)在建核電工程投入商業(yè)運(yùn)行的節(jié)奏，未來(lái)新開工機(jī)組的審批節(jié)奏，預(yù)計(jì)我國(guó)核電用鋯需求將在2015到2017年爆發(fā)，原因是從2014年開始，在建機(jī)組將在2014-2016這段時(shí)間內(nèi)集中投入運(yùn)行，替換需求開始上升；同時(shí)，隨著我國(guó)重啟核電，預(yù)計(jì)2015、2016年每年都有約7臺(tái)機(jī)組投建，新建機(jī)組對(duì)鋯材的需求也將快速恢復(fù)。由此，預(yù)計(jì)我國(guó)鋯材的需求量將從2014年不到250噸，上升至2017年的600多噸。如按鋯材50%成材率計(jì)算，我國(guó)核電的核級(jí)海綿鋯需求也將從2014年的不到500噸，提升至2017年的1250噸。
與核電反應(yīng)堆用鋯材類似，軍用反應(yīng)堆也需求使用大量的鋯材，鋯材的用途主要是核燃料的包殼管和結(jié)構(gòu)材料。同時(shí)，軍用反應(yīng)堆對(duì)核燃料的豐度有更高的要求，通常使用鈾鋯合金作為燃料芯材，因此軍用反應(yīng)堆的鋯材用量更高。
到2020年海軍或補(bǔ)充4-6艘核潛艇
7月6日，美國(guó)國(guó)際評(píng)估和戰(zhàn)略中心高級(jí)研究員理查德·費(fèi)舍爾日前文章稱，解放軍到2020年將擁有6至8艘核潛艇。鑒于目前解放軍海軍現(xiàn)役兩艘“商”級(jí)核潛艇，且正在建造4艘改良型“商”級(jí)核潛艇以取代“漢”級(jí)核潛艇，所以其中兩艘核潛艇的變化，可能意味著兩艘“漢”級(jí)核潛艇有可能會(huì)繼續(xù)服役，或是到2020年時(shí)解放軍海軍建造兩艘新型核潛艇。因此，到2020年，我國(guó)海軍可能補(bǔ)充4-6艘核潛艇。
中國(guó)對(duì)船舶用核動(dòng)力系統(tǒng)的研究已經(jīng)有數(shù)十年歷史，相關(guān)技術(shù)積累非常雄厚。近期核動(dòng)力航母建設(shè)似有加速之勢(shì)。據(jù)中船重工網(wǎng)站2013年2月19日?qǐng)?bào)道，中船重工719所的國(guó)家科技部“核動(dòng)力船舶關(guān)鍵技術(shù)及安全性研究”863項(xiàng)目和“小型核反應(yīng)堆發(fā)電技術(shù)及其示范應(yīng)用”科技支撐項(xiàng)目正式立項(xiàng)。這被外界視為中國(guó)將著手研發(fā)核動(dòng)力航母的信號(hào)。海外媒體稱，中國(guó)將分階段落實(shí)航母建造計(jì)劃，“第一階段將建造4艘常規(guī)動(dòng)力航母，第二階段至少建造2艘核動(dòng)力航母，預(yù)計(jì)2020年左右交付海軍”。
綜上所述，到2020年，按我國(guó)新建1艘航母、4艘核潛艇預(yù)計(jì)，我國(guó)將新增鋯材需求量360噸，年新增需求量約為60噸，按50%成材率折算，年核級(jí)海綿鋯需求量為120噸。
預(yù)計(jì)鋯合金的完全國(guó)產(chǎn)化將在2-3年內(nèi)可實(shí)現(xiàn)
目前國(guó)內(nèi)核級(jí)海綿鋯的生產(chǎn)企業(yè)主要有兩家，國(guó)核維科及東方鋯業(yè)，其中，國(guó)核維科成立于2009年，為國(guó)核寶鈦與美國(guó)西屋的合資企業(yè)，其一期海綿鋯產(chǎn)能1500噸已建成，規(guī)劃產(chǎn)能為2000噸；東方鋯業(yè)的子公司朝陽(yáng)東鋯擁有150噸核級(jí)海綿鋯產(chǎn)能，并有1000噸核級(jí)海綿鋯產(chǎn)能在建。兩者產(chǎn)能合計(jì)在2650噸以上，可滿足到2020年我國(guó)核級(jí)鋯的需求量。
我國(guó)鋯材加工基礎(chǔ)扎實(shí)，主要有兩條產(chǎn)線：一條是西北鋯管（目前，隸屬于國(guó)核寶鈦）從國(guó)外引進(jìn)了全套鋯管材生產(chǎn)裝備，裝備水平達(dá)到了20世紀(jì)90年代國(guó)際先進(jìn)水平。另一條是上海高泰稀貴金屬股份有限公司（目前，由中核集團(tuán)控股）的鋯管材生產(chǎn)線。這2條線合計(jì)產(chǎn)能鋯管150萬(wàn)米，在“十五”期間生產(chǎn)了近20萬(wàn)米鋯合金管材。我國(guó)為巴基斯坦建設(shè)的核電反應(yīng)堆用的鋯合金管材都是在這2條生產(chǎn)線上完成的。目前，上海高泰與法國(guó)阿爾法的合資企業(yè)中核阿?，m鋯管公司（CAST）已實(shí)現(xiàn)M5鋯管的本土化供貨。國(guó)核寶鈦/西北鋯管正在努力實(shí)現(xiàn)ZIRLO鋯管的國(guó)產(chǎn)化。
盡管我國(guó)鋯及鋯材有歷史積累，但并沒有形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鋯合金。通過(guò)技術(shù)轉(zhuǎn)讓，我國(guó)先后從俄羅斯引進(jìn)了E110鋯合金、從法國(guó)引進(jìn)了M5合金、從美國(guó)引進(jìn)了ZIRlO鋯合金，但目前，在工業(yè)化應(yīng)用上，這些合金都沒有實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。目前，我國(guó)的鋯合金還必須依賴國(guó)外進(jìn)口，如國(guó)內(nèi)的M310機(jī)組需從法國(guó)購(gòu)買M5合金，AP1000機(jī)組從美國(guó)買進(jìn)鋯鈮合金ZIRLO。
預(yù)計(jì)M5、ZIRLO鋯合金的完全國(guó)產(chǎn)化將在2-3年內(nèi)可實(shí)現(xiàn)，而具自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鋯合金的工業(yè)化應(yīng)用可能要在2023年后。
國(guó)內(nèi)一條具全面自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核級(jí)鋯生產(chǎn)線
中核集團(tuán)是國(guó)內(nèi)核燃料元件供應(yīng)商，在核燃料元件市場(chǎng)中具有壟斷地位。在核燃料元件用鋯材國(guó)產(chǎn)化上，中核集團(tuán)的布局較廣，產(chǎn)業(yè)鏈較為齊全。2013年中核集團(tuán)換股取得東方鋯業(yè)控制權(quán)后，海綿鋯環(huán)節(jié)得到補(bǔ)全。東方鋯業(yè)借機(jī)進(jìn)入到正統(tǒng)的核燃料元件供應(yīng)商的體系內(nèi)，能優(yōu)先享受核級(jí)鋯市場(chǎng)需求擴(kuò)張帶來(lái)的機(jī)遇。
