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核废料

核废料常被定义为用于核燃料生成、处理以及核反应堆运作过程中所产生的不必要的放射性废料。这其中包括用作核反应堆燃料的乏燃料以及经过后处理及回收可利用核原料（诸如钚-239）后不再需要的铀-238等放射性废物。

依据其物理形态特征，核废料可以分成固体、液体以及气体等不同类别。具体到行动的层面，我们可以将核废料细分为高活性、中活性和低活性三个组别。

值得注意的是，核废料具有如下显著特点：

①放射性：核废料的放射性并不能透过常规的物理、化学乃至生物途径消除，唯一能够降低其放射性的方式仅限于通过放射性核素本身的衰变反应来实现。

②辐射危害：当核废料所发出的辐射经过物质时，会引发电离激发反应，从而对生物体带来辐射损害。

③热能释放：核废料中的放射性核素会通过衰变过程释放出能量。当这种放射性核素的含量达到较高程度时，会导致核废料的温度逐渐上升，甚至使得溶剂沸腾，固体则可能自动熔化。

核能，作为一种高效的清洁能源，如何充分利用核能反映了一个国家的经济实力、工业能力以及科技水平的综合实力。相较于欧美发达国家，中国在核电技术的应用和发展上起步较晚。我国第一座大型核电站——大亚湾核电站直到1994年才正式投入商业运行。

然而，近年来中国在核电技术发展领域已经取得了很大的进步。例如，我国自主研制的第三代核电技术华龙一号已经成功出口海外，领先国际水平，而第四代核电技术也已经取得了突破性成果。

随着我国核电站数量的增多，核废料处理问题也日益凸显。对于这个问题，我国是如何应对的呢？

图表：核废料特点

资料来源：智研瞻产业研究院整理

核废料处理行业定义

核废料处理业界涵盖了所有与专业提取、运输、处理以及处置从核能生产过程中所产生的核废料相关的产业及运作。此处所述的核废料主要指的是核能发电阶段中的放射性废弃物，具体表现为核燃料、放射性废液、废固体与废气等。因此，核废料处理行业的关键职责在于确保核废料得到安全处理并进行恰当的处置，从而实现对人类健康和环境安全性的保障。

核废料所带来的危害与其内包含的其他放射性物质之危害是大致相近的。一旦这些放射性核素发生泄漏，它们将会渗入空气、水源中，或是附着在生物体的表面，并最终可能通过人类的摄入或呼吸途径侵入人体，导致多种放射性疾病的发生，从而极大地减少人的生命周期。

在过去的几十年中，如何妥善处理核废料一直是核工业所面临的尚未解决的难题。例如，美国为了解决这一问题已经投入了长达20年的研究时间，且投入了数百亿美元的经济成本。在1987年，美国首次提出了将核废料倾倒于内华达州山区地下深处的地质结构中的设想，然而至今为止，这一计划的实施仍然未迎来显著的进展。关于被誉为“千年恶灵”的高放射性核废料，学术界普遍认为最为适宜的处理方式是地质掩埋。然而，鉴于其独特的建设要求以及复杂的技术难题，截至当前，全世界尚未建立起实实在在的废物处置库。

图表：核废料处理方法

资料来源：智研瞻产业研究院整理

核废料处理行业发展历程

核废料处理行业专责处理各类与核相关的废料。核废料通常被定义为在核能燃料的生产、加工以及核反应堆的运营过程中所产生的无法再利用的放射性废弃物，指任何含有放射性核素或者受到放射性核素污染的物质，且该物质中的放射性核素的浓度或活性水平已超越主管部门所设定的豁免值，同时其未来的再利用性（包括未经处理的乏燃料）也无法确定。据当前的情况，依据核废料的放射性程度，我们可以将核废料的处理方式分类为两大类。对于低放射性核废料的处理方法相对简单，附加值较低；然而对于高放射性核废料（乏燃料）来说，处理则相对较为复杂，技术门槛较高，国产化程度相对较低，但产品附加值却很高。

乏燃料后处理技术最早起源于20世纪60年代，其主要目的在于通过物理及化学手段回收反应堆中辐照燃料中尚未来得及燃烧及新产生的铀和钚元素，同时清除其中的裂变产物。通过该处理方式得到的铀和钚可再次投入反应堆作为新的核燃料使用，从而实现核燃料的循环利用。在此基础上，铀-钚核燃料循环主要包括开式循环和闭式循环两种模式。开式循环技术指的是通过直接对乏燃料进行冷却与包裹，从而将其转化为待处置的废物并安全地送至地壳深处以进行休眠安置或是长久性储存。此项技术已经在瑞典、加拿大、西班牙以及美国等国家得到普遍运用。相比之下，闭式循环操作方式则更加复杂，它要求将乏燃料运输到专门的后处理厂进行深度处理。在此过程中，将重点关注分离、回收并对铀、钚等有价值元素加以重用，处理后的废物再通过固化的方式进行深层地质处置或分离演化。中国、俄罗斯、英国、印度、日本、法国等国家均选择了这一路线。

核废料处理行业上中下游

核废料处理行业的上游主要涉及核能发电厂和其他核能设施产生的核废料的收集和转运。这包括收集和运输废用的核燃料、废液、废固体和废气等核废料的公司和机构。中游是指核废料的处理和处置环节。这包括核废料处理设施、处理工艺和技术供应商，他们负责将核废料进行分类、分离、转化、处理和贮存等。下游涉及核废料的最终处置和管理。这包括核废料处置场所，如地下贮存设施、废料转化工厂和废料处理站等。此外，下游还包括监测、后续管理和环境监测等方面。

图表：核废料处理行业产业链

资料来源：智研瞻产业研究院

中国核废料处理行业市场规模

统计数据显示，2018年中国核废料处理行业市场规模5.23亿元，2022年中国核废料处理行业市场规模6.15亿元。2018-2023年中国核废料处理行业市场规模如下：

图表：中国核废料处理行业市场规模（2018-2023年）

数据来源：智研瞻产业研究院

中国核废料处理行业市场规模预测

预测，受中国核废料处理行业市场需求的增长，2024-2030年中国核废料处理行业市场规模平稳上升。2030年中国核废料处理行业市场规模9.75亿元。2024-2030年中国核废料处理行业市场规模预测如下：

图表：中国核废料处理行业市场规模预测（2024-2030年）

数据来源：智研瞻产业研究院

核废料处理行业经营情况

早在1983年，中国政府便已确立起了"发展核能发电时必须同步推进后期处理"这一重要战略，并坚定地贯彻、执行封闭式核燃料循环这一策略。此外，在《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》中更将"乏燃料处理及高放射性废弃物安全有效的处理处置方法技术创新"作为核能产业科技创新的重心之一。在全球范围内的商业化后期处理领域里，法国和英国以其先进的技术水平领衔全球。详细数据显示，当前中国的后期处理能力只占总需求的50吨/年左右，而在建的产能仅仅达到200吨/年(预计将于2025年投入运行)。除此之外，中核集团龙瑞乏燃料200吨处理项目的二期工程计划在2022年破土动工。

图表：全球主要国家乏燃料处理能力对比

资料来源：智研瞻产业研究院整理

核废料处理行业政策

自从自2011年日本福岛核灾难以来，我国核电建设在经历了较长时期的暂停之后，再次以明确的态度确立了“积极”推动核电发展这一发展策略。在即将到来的“十四五”规划期间，我国现代能源体系规划明确指出，在保证核电站设施安全运行的前提条件下，我们应该积极而有节制地启动沿海地区的核电项目建设，确保建设进度的稳定和有效控制，同时进行科学的区域规划来部署新增的沿海核电项目。同时，我们还将深入推进核能综合利用的试点工作，积极探索并推广高温气冷堆、快堆、模块化小型堆及海上浮动堆等尖端能源技术，逐步建立示范项目，以实现核能在清洁供暖、工业生产热源供应以及海水淡化等广大领域内的多元化和综合利用。

图表：核废料处理行业政策

资料来源：智研瞻产业研究院整理

核废料处理行业发展前景预测

核能废料的贮存及其处理具备巨大且尚未开发的市场潜力，主要受困于堆内及堆外贮存空间严重短缺，以及乏燃料储存和处理需求迫切等问题。根据目前正在运行和建设中的机组进行估算，我们预测到2025年将会有大约1180余吨的乏燃料生成，其中，当年需要从反应堆中脱离并进行贮存的乏燃料约为560吨，累积总量达到了4160吨左右。预计到2025年以后，我国将面临多余乏燃料无处存储的困境，针对乏燃料的后续处理工作已经显得刻不容缓。在我国的“十四五”规划中，我们明确指出了将建设中低放射性废物处理中心，建造乏燃料最终处理工厂，并且，国家核安全管理局还颁布了指导原则“乏燃料后期处理设施的安全性”，由此可见，我们对于未来核能废料处理市场的成长空间保持很高的期望。

自国家积极推动核电发展以来，核能行业的繁荣正处于持续向好的态势，批量建设和核废物后期处理双重因素共同打开了核电产业发展的新机遇。受益于全球能源需求的激增以及核电所具有的独特优势吸引了更多的关注。伴随着越来越多的核电项目顺利完工，我国的核电机组装机容量得到了持续扩大，同样，核电的发电量也在稳步提升。然而，与此同时，作为核电站的运营以及核燃料燃烧过程中所形成的核能废料，也伴随着核电发电规模的迅速增长而日益积累，因此，核能废料的处理工作已逐渐成为了我国新时期环境治理领域中所面临的一项至关重要的挑战，而核能废料处理产业无疑拥有着广泛的发展前景。