提升核電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益：關(guān)于降低尾料豐度的建議

2016/12/8 14:26:26

世界上運(yùn)行的核電機(jī)組絕大多數(shù)是輕水堆機(jī)組，其所用的燃料都是低濃鈾。低濃鈾的價(jià)格不僅與其鈾-235的豐度等物理品質(zhì)有關(guān)，還與濃縮天然鈾時(shí)的尾料豐度有關(guān)，尾料豐度不同時(shí)，也會(huì)使核電廠所付出的燃料費(fèi)用有所不同。國(guó)外核電企業(yè)(如歐盟、美國(guó)的核電廠)十分關(guān)注上述諸多因素的綜合變化和影響，近幾年根據(jù)天然鈾和分離功價(jià)格變化，適時(shí)提出調(diào)整濃縮鈾時(shí)合理尾料豐度的要求，使核電企業(yè)獲得了更多的經(jīng)濟(jì)效益。

據(jù)了解，近十幾年來(lái)天然鈾價(jià)格成倍增長(zhǎng)，其增速遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了分離功價(jià)格的增速，天然鈾的費(fèi)用在核燃料成本中的比重大大增加，然而我國(guó)鈾濃縮廠的尾料豐度一直沒有變化。因此，我們提出降低尾料豐度的建議，供同行研究和參考。

一、歐盟及其他國(guó)家降低尾料豐度的有關(guān)報(bào)道

歐洲原子能共同體供應(yīng)局(Euratom Supply Agency)近幾年一直定期公布每年歐盟鈾市場(chǎng)概況，從中可以看出其通過(guò)調(diào)整尾料豐度，降低燃料費(fèi)用的努力。

國(guó)際核新聞2006年第7期《歐盟2005年鈾市場(chǎng)概況》報(bào)道： “由于天然鈾價(jià)格不斷攀升，電力公司指定的平均尾料豐度大部分從多年前的0.3%~0.35%降至0.25~0.3%。

國(guó)際核新聞2007年第8期《歐盟2006年鈾市場(chǎng)概況》報(bào)道：“與前些年相比，由于在濃縮作業(yè)中降低了尾料豐度，因此濃縮服務(wù)的需求有所上升，而天然鈾的需求有所下降。許多電力公司都將尾料豐度定為0.2%～0.25%。”

國(guó)際核新聞2008年第6期《歐盟2007年鈾市場(chǎng)概況》報(bào)道：“與前幾年一樣，由于天然鈾價(jià)格持續(xù)攀升，電力公司制定的尾料豐度繼續(xù)小幅下降，目前已保持在0.2%~0.25%之間。”

2009-12-18《鈾資源供應(yīng)》報(bào)道：“俄羅斯的鈾濃縮廠目前每年對(duì)1萬(wàn)——1.5萬(wàn)噸豐度超過(guò)0.3%貧鈾進(jìn)行再濃縮，從而產(chǎn)生豐度為0.1%尾料以及數(shù)千噸達(dá)到天然鈾豐度的鈾。……預(yù)計(jì)美國(guó)將啟動(dòng)類似的項(xiàng)目，處理約14萬(wàn)噸豐度為0.4%的貧鈾。”

國(guó)際核新聞2010年第7期《歐盟2009年鈾市場(chǎng)》報(bào)道：“大部分電力公司將濃縮尾料的豐度定為0.2%～0.3%。”

從以上信息可以得出以下結(jié)論：

1、核電企業(yè)應(yīng)當(dāng)比核燃料加工企業(yè)更關(guān)心尾料豐度，因?yàn)樗�直接關(guān)系到核電燃料的經(jīng)濟(jì)性，因此調(diào)整尾料豐度首先應(yīng)該由核電企業(yè)提出。

2、歐盟使用從高豐度尾料中濃縮的鈾原料和俄羅斯批量對(duì)以往的高豐度尾料進(jìn)行再濃縮，并將尾料豐度降低到0.1%,由此可以判斷，俄羅斯的分離功成本具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，其原因在于主機(jī)折舊期限長(zhǎng)，人力成本低，電力等能源價(jià)格低。

3、在全世界范圍內(nèi)，在最近十年天然鈾價(jià)格的增速遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于分離功價(jià)格的增速的情況下，核電企業(yè)根據(jù)天然鈾價(jià)格和分離功價(jià)格的變化，適時(shí)提出最優(yōu)化的尾料豐度的要求是完全合乎經(jīng)濟(jì)規(guī)律的。

4、濃縮廠也可以根據(jù)天然鈾的市場(chǎng)情況和自身分離功的成本，在天然鈾價(jià)格較高時(shí)用分離功換取鈾燃料以獲取可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

二、我國(guó)鈾濃縮廠尾料豐度的狀況

1、核燃料國(guó)家定價(jià)時(shí)期鈾濃縮的尾料豐度：2003年之前，國(guó)內(nèi)核燃料用量不大，核燃料一直按軍品進(jìn)行管理，其價(jià)格和運(yùn)行參數(shù)由國(guó)家有關(guān)部門確定。尾料豐度為0.25%。

公開的資料表明2002年前，天然鈾國(guó)際市場(chǎng)價(jià)格約10$/bU3O8約合26$/kgU,合21.5萬(wàn)元/tU;分離功價(jià)格103$/SWU,合85萬(wàn)元/tSWU，轉(zhuǎn)化費(fèi)5萬(wàn)元/tU，這時(shí)最經(jīng)濟(jì)的尾料豐度是0.355%，按此購(gòu)買低濃鈾，比按尾料豐度0.25%購(gòu)買低濃鈾，每噸低濃鈾燃料可節(jié)約35萬(wàn)元。

2、核電燃料市場(chǎng)化之后鈾濃縮廠尾料豐度的狀況

從2007年開始，國(guó)家對(duì)民用核燃料采取市場(chǎng)化管理，由核燃料供需雙方參照國(guó)際市場(chǎng)價(jià)格協(xié)商確定。此后，在國(guó)際市場(chǎng)上，天然鈾的價(jià)格迅速上漲，在2007年中達(dá)到最高值，隨后又有所回落;分離功的價(jià)格也隨美元的貶值而逐步提高，去年日本核事故之后，天然鈾價(jià)格又有所回落,近兩年已趨于穩(wěn)定。

2011年在核電相關(guān)的培訓(xùn)班上，謝阿海先生給出的2011年有關(guān)的核燃料價(jià)格如下：天然鈾：62.05$/bU3O8,，鈾轉(zhuǎn)化費(fèi)12.5$/kg-UF6,鈾分離功價(jià)格155$/SWU。按此價(jià)格計(jì)算，購(gòu)買低濃鈾最經(jīng)濟(jì)的尾料豐度是0.21%，按此豐度購(gòu)買相應(yīng)的原料鈾和分離功，核電廠的燃料經(jīng)濟(jì)性最好，比采購(gòu)尾料豐度為0.25%工況下的低濃鈾，每噸(鈾)可節(jié)約10萬(wàn)元，每年每個(gè)百萬(wàn)千萬(wàn)機(jī)組可減少燃料費(fèi)約200萬(wàn)元。

據(jù)了解,近幾年中核集團(tuán)秦山核電站向原子能公司購(gòu)買的天然鈾的價(jià)格不低于謝先生給出的價(jià)格,而購(gòu)買分離功的價(jià)格不高于謝先生給出的價(jià)格。因此，秦山核電廠購(gòu)買低濃鈾時(shí)最經(jīng)濟(jì)的尾料豐度應(yīng)當(dāng)在0.2%以下。

3、我國(guó)尾料豐度長(zhǎng)期沒有調(diào)整的原因分析

實(shí)際上，不論是低鈾價(jià)時(shí)期，還是當(dāng)下高鈾價(jià)時(shí)期，我國(guó)低濃鈾供需雙方商定的尾料豐度一直是0.25%。這對(duì)于核電廠而言，明顯不夠經(jīng)濟(jì)、合理。那為什么長(zhǎng)期未作調(diào)整呢?我們分析的原因如下：

首先從核電廠來(lái)說(shuō)，可能由于技術(shù)部門和經(jīng)濟(jì)部門職責(zé)分工不明，技術(shù)部門認(rèn)為，尾料豐度與燃料組件的性能無(wú)關(guān)，與核電廠的安全無(wú)關(guān)，他們只負(fù)責(zé)確定有關(guān)組件性能的訂貨參數(shù);經(jīng)濟(jì)部門可能認(rèn)為尾料豐度是技術(shù)參數(shù)，在技術(shù)方面經(jīng)濟(jì)部門不在行，經(jīng)濟(jì)部門只需負(fù)責(zé)天然鈾價(jià)格、鈾轉(zhuǎn)化價(jià)格、分離功價(jià)格等經(jīng)濟(jì)參數(shù)的對(duì)外談判。雙方都忽略了尾料豐度對(duì)低濃鈾總費(fèi)用的影響。其次，核電廠可能認(rèn)為尾料豐度是中核集團(tuán)確定的，也用不著討論，認(rèn)真執(zhí)行不會(huì)有錯(cuò)，討論調(diào)整尾料豐度節(jié)約燃料費(fèi)用，怕落下同集團(tuán)公司爭(zhēng)利的嫌疑(其實(shí)這是誤區(qū))。再次，核電廠效益好，不差錢，看不上這區(qū)區(qū)上百萬(wàn)的小錢。

從濃縮廠來(lái)說(shuō)，他們認(rèn)為，他們提供的是濃縮服務(wù)，是分離功，產(chǎn)品豐度、尾料豐度應(yīng)當(dāng)由訂貨方提出要求，濃縮廠不能自行確定尾料豐;其次，尾料豐度的高低基本不影響工廠的運(yùn)行效率，如果濃縮廠僅僅銷售分離功，調(diào)整尾料豐度，工廠不會(huì)增加經(jīng)濟(jì)效益，反而可能因級(jí)聯(lián)穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)變?cè)黾勇闊�、增加風(fēng)險(xiǎn)，何苦呢!再次，現(xiàn)在濃縮廠沒有天然鈾的經(jīng)營(yíng)權(quán)，即使降低尾料豐度，節(jié)約了鈾原料，他們也無(wú)法銷售給核電廠。對(duì)于調(diào)整尾料豐度，濃縮廠自然是多一事不如少一事為好。

三、降低尾料豐度的建議及其意義

核電廠使用什么豐度的產(chǎn)品來(lái)提高燃耗、延長(zhǎng)機(jī)組換料周期，主要由核蒸氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者等技術(shù)部門決定，一旦產(chǎn)品豐度等技術(shù)指標(biāo)確定后，根據(jù)當(dāng)時(shí)天然鈾和燃料加工費(fèi)的價(jià)格，核電廠的經(jīng)濟(jì)部門應(yīng)當(dāng)提出最優(yōu)化的尾料豐度選擇，因?yàn)闈饪s廠的尾料豐度與核電反應(yīng)堆的安全運(yùn)行、發(fā)電效率毫不相關(guān)。

核電廠燃料的經(jīng)濟(jì)性不完全取決于天然鈾(黃餅)的價(jià)格和分離功的價(jià)格，比較科學(xué)的說(shuō)法是，在以天然鈾為濃縮廠供料的條件下，在鈾原料(六氟化鈾)和分離功價(jià)格一定時(shí)，選取鈾濃縮的最適尾料豐度，核電廠將具有較好的燃料經(jīng)濟(jì)性。

1、關(guān)于降低尾料豐度的建議

根據(jù)2011年以來(lái)天然鈾、鈾轉(zhuǎn)化和分離功的價(jià)格情況，我國(guó)低濃鈾供需雙方應(yīng)當(dāng)商定更為科學(xué)合理的尾料豐度，按現(xiàn)行天然鈾及其加工費(fèi)的價(jià)格計(jì)算，建議尾料豐度控制在0.2%左右為宜。

2、降低尾料豐度的現(xiàn)實(shí)意義

第一，選取鈾濃縮的最適尾料豐度，核電廠的燃料價(jià)格最低，核電廠的燃料經(jīng)濟(jì)性最好，以目前的核燃料價(jià)格計(jì)算，將尾料豐度從0.25%調(diào)整到0.20%，每個(gè)百萬(wàn)千瓦機(jī)組每年可節(jié)約燃料費(fèi)200萬(wàn)元以上。而濃縮廠并不會(huì)因此遭受任何損失。

第二，我國(guó)已探明的鈾資源不足以支撐我國(guó)核電的快速發(fā)展，我國(guó)天然鈾對(duì)外依存度今后將持續(xù)高于60%，而降低尾料豐度可以節(jié)約可觀的天然鈾，從而降低我國(guó)天然鈾對(duì)外依存度，降低因鈾資源短缺而產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。以現(xiàn)在我國(guó)核電廠普遍使用的4.2%和4.45%的燃料計(jì)算，如果將尾料豐度從0.25%調(diào)整到0.20%，可節(jié)約天然鈾8.7%，每個(gè)百萬(wàn)千瓦機(jī)組每年可節(jié)約15噸多天然鈾。

第三，降低尾料豐度對(duì)分離功的需求將有所提高，將尾料豐度從0.25%調(diào)整到0.20%，分離功的需求量將提高約12%。對(duì)于我國(guó)而言，由于我國(guó)已掌握了先進(jìn)的鈾濃縮技術(shù)，滿足分離功的需求比滿足天然鈾的需求容易得多，正可謂揚(yáng)長(zhǎng)避短。另外，分離功需求增加，濃縮廠的訂單和營(yíng)收隨之增加，對(duì)于濃縮廠的經(jīng)營(yíng)也是有利的

第四，降低尾料豐度，隨著天然鈾用量的減少，產(chǎn)生尾料數(shù)量也將隨之減少，保管尾料和將尾料還原成宜保存的四氟化鈾或氧化鈾的數(shù)量也將隨之減少，對(duì)于濃縮廠而言，相應(yīng)的費(fèi)用將減少;對(duì)于環(huán)境而言，因鈾轉(zhuǎn)化和尾料處理的核材料減少，其向環(huán)境中排放的溫室效應(yīng)大的氟氣及氟化物也將隨之減少，有利于節(jié)能減排和保護(hù)環(huán)境。

總之，現(xiàn)在降低尾料豐度，隨之降低了天然鈾的需求量，增加了分離功的需求量，對(duì)核電廠和濃縮廠而言，都有程度不同的經(jīng)濟(jì)效益，而且有利于核燃料產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排，有利于保護(hù)環(huán)境，有利于降低因鈾資源短缺而可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，建議實(shí)施。