2022年2月，美國(guó)能源部發(fā)布《核供應(yīng)鏈深度評(píng)估報(bào)告》以及《維護(hù)供應(yīng)鏈安全以大力推進(jìn)清潔能源轉(zhuǎn)型的綜合戰(zhàn)略》，詳細(xì)闡述了美國(guó)核供應(yīng)鏈的發(fā)展，明確了核供應(yīng)鏈發(fā)展的戰(zhàn)略舉措和目標(biāo)，旨在通過(guò)推進(jìn)核供應(yīng)鏈發(fā)展來(lái)重振核工業(yè)，助力實(shí)現(xiàn)2050年凈零排放目標(biāo)，維護(hù)美國(guó)在核技術(shù)方面的全球領(lǐng)先地位。

一、美國(guó)核供應(yīng)鏈發(fā)展面臨的主要風(fēng)險(xiǎn)

1. 大型輕水堆供應(yīng)鏈的風(fēng)險(xiǎn)

美國(guó)擁有93臺(tái)在運(yùn)核電機(jī)組(全部為輕水堆)，數(shù)量位列全球第一，核電約占總發(fā)電量的20%。當(dāng)前，美國(guó)依托國(guó)內(nèi)外供應(yīng)商建成一條服務(wù)于大型輕水堆的成熟核供應(yīng)鏈，涵蓋天然鈾供給、鈾轉(zhuǎn)化與濃縮、核燃料制造、核電廠建設(shè)、運(yùn)行及退役等核電全生命周期。在大型輕水堆供應(yīng)鏈方面，美國(guó)面臨五個(gè)風(fēng)險(xiǎn)。

（1）是天然鈾本土產(chǎn)量低。美國(guó)擁有本土鈾礦及開(kāi)采能力，但由于鈾的進(jìn)口成本低廉，目前美國(guó)本土鈾產(chǎn)量正處于歷史最低水平，僅占全球鈾產(chǎn)量的0.2%，所需的鈾主要從加拿大、澳大利亞、俄羅斯、哈薩克斯坦和烏茲別克斯坦進(jìn)口。

（2）是鈾轉(zhuǎn)化與濃縮依賴(lài)進(jìn)口。目前美國(guó)本土唯一的鈾轉(zhuǎn)化廠是梅特羅波利斯鈾轉(zhuǎn)化廠。該廠于2017年停產(chǎn)，目前正準(zhǔn)備重啟，計(jì)劃于2023年恢復(fù)生產(chǎn)。俄羅斯國(guó)家原子能集團(tuán)、加拿大卡梅科公司、法國(guó)歐安諾公司和中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)有限公司是全球四大鈾轉(zhuǎn)化服務(wù)供應(yīng)商，產(chǎn)能約占全球的74%。鈾濃縮方面，美國(guó)擁有6家低濃鈾供應(yīng)商，其中一家位于美國(guó)本土。

（3）是核燃料循環(huán)體系尚不完整。美國(guó)本土建有3個(gè)核燃料制造廠，分別隸屬于全球核燃料公司、西屋電氣公司以及法馬通公司，為全球供應(yīng)核燃料。現(xiàn)有核燃料供應(yīng)鏈可以滿(mǎn)足在運(yùn)及未來(lái)可能少量增加的輕水堆的燃料需求。乏燃料處置方面，受經(jīng)濟(jì)成本限制，美國(guó)目前采用開(kāi)放式燃料循環(huán)，即在不經(jīng)過(guò)后處理的情況下進(jìn)行臨時(shí)儲(chǔ)存。目前美國(guó)尚無(wú)乏燃料長(zhǎng)期綜合處置方案，其國(guó)內(nèi)核電廠臨時(shí)儲(chǔ)存有8.6萬(wàn)噸乏燃料，且正以每年2000噸的速度增長(zhǎng)。新墨西哥州的廢物隔離中試場(chǎng)主要儲(chǔ)存國(guó)防相關(guān)的核廢物，在尤卡山建造地下處置庫(kù)的方案已終止，能源部尚未確定新的地下處置庫(kù)選址方案。

（4）是核電建設(shè)原材料自給程度較低。重點(diǎn)關(guān)注需求量大或來(lái)源較單一的礦物及原料。鉻、鎳是制造核電廠管道系統(tǒng)的主要原材料。美國(guó)70%的鉻、50%的鎳依賴(lài)進(jìn)口。南非和哈薩克斯坦占全球鉻產(chǎn)量的50%以上，印尼、菲律賓和俄羅斯是世界三大鎳生產(chǎn)國(guó)。鋰是壓水堆一回路酸堿值調(diào)控劑的主要原料，美國(guó)核電廠每年鋰需求總量約為300千克。澳大利亞、智利和中國(guó)是世界三大鋰生產(chǎn)國(guó)。美國(guó)電力研究院正在研究利用氫氧化鉀替代氫氧化鋰調(diào)控壓水堆一回路酸堿值。

（5）是核電設(shè)備存在偽劣問(wèn)題。大型設(shè)備方面，美國(guó)本土沒(méi)有制造設(shè)施，主要依賴(lài)韓國(guó)與日本供應(yīng)，如韓國(guó)斗山集團(tuán)和日本東芝集團(tuán)等。考慮到近40年來(lái)美國(guó)新建的大型反應(yīng)堆中只有2座是AP1000反應(yīng)堆，且尚無(wú)大規(guī)模新建計(jì)劃，現(xiàn)有的大型設(shè)備供應(yīng)鏈可以滿(mǎn)足美國(guó)核電發(fā)展需求。小型設(shè)備方面，美國(guó)本土供應(yīng)商具備制造小型鍛件、管道及其他零部件的能力，但存在假冒偽劣零部件的問(wèn)題。2022年2月9日，美國(guó)核管會(huì)在全美四大監(jiān)管區(qū)域各選擇了一家核電廠開(kāi)展零部件合規(guī)性調(diào)查，結(jié)果顯示第三監(jiān)管區(qū)(美國(guó)中北部區(qū)域)的核電廠存在使用假冒偽劣零部件的情況，第一監(jiān)管區(qū)(美國(guó)東北部區(qū)域)的核電廠先前發(fā)生的2次部件故障也是由于使用了不合規(guī)的零部件。此外，通用設(shè)備及部件如計(jì)算機(jī)、電子設(shè)備、混凝土、標(biāo)準(zhǔn)建筑材料等，由于廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，其供應(yīng)安全性及可靠性與核供應(yīng)鏈關(guān)系不大。

2. 先進(jìn)反應(yīng)堆供應(yīng)鏈的風(fēng)險(xiǎn)

隨著“先進(jìn)反應(yīng)堆示范計(jì)劃”等計(jì)劃的推進(jìn)，美國(guó)正致力于在現(xiàn)有供應(yīng)鏈基礎(chǔ)上提升對(duì)四代堆、小堆、微堆等先進(jìn)反應(yīng)堆的供應(yīng)與保障能力。先進(jìn)堆的冷卻劑、結(jié)構(gòu)及燃料設(shè)計(jì)與現(xiàn)有輕水堆不同，因而需要多種特有的原料及燃料供應(yīng)。美國(guó)在這一領(lǐng)域面臨四個(gè)風(fēng)險(xiǎn)。

（1）是本國(guó)尚不具備高豐度低濃鈾商業(yè)生產(chǎn)能力。美國(guó)多種先進(jìn)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)均依賴(lài)高豐度低濃鈾，但全球唯一的高豐度低濃鈾供應(yīng)商是俄羅斯原子能集團(tuán)旗下的TENEX公司。《美國(guó)2021年財(cái)年綜合撥款法案》明確要求能源部制定計(jì)劃確保高豐度低濃鈾的供應(yīng)。當(dāng)前，美國(guó)能源部正與森圖斯公司合作，基于國(guó)內(nèi)設(shè)施與技術(shù)生產(chǎn)少量的高豐度低濃鈾。

需求預(yù)測(cè)方面，美國(guó)能源部研究顯示，2030年前美國(guó)高豐度低濃鈾的確切需求約為8～12噸/年，潛在的商業(yè)需求到2030年可能會(huì)超過(guò)100 噸/年。2030年后，隨著先進(jìn)反應(yīng)堆的投運(yùn)，高豐度低濃鈾的需求預(yù)計(jì)會(huì)大幅上升，按照2050年美國(guó)核電裝機(jī)容量達(dá)到2.5億千瓦(目前約9500萬(wàn)千瓦)計(jì)算，屆時(shí)高豐度低濃鈾的需求將達(dá)到520噸/年，2050年前累計(jì)需求量約為3450～7175噸。

（2）是尚無(wú)先進(jìn)核燃料批量化生產(chǎn)設(shè)施。BWXT公司已于2020年重啟TRISO燃料生產(chǎn)線，年產(chǎn)量達(dá)數(shù)百千克;泰拉能源公司和X能源公司正在能源部資助下分別建立金屬燃料和TRISO-X燃料的商業(yè)生產(chǎn)設(shè)施;熔鹽堆燃料和其他先進(jìn)反應(yīng)堆燃料目前尚無(wú)批量化生產(chǎn)設(shè)施。

（3）是先進(jìn)堆原材料供應(yīng)不足。美國(guó)正在重點(diǎn)關(guān)注鉻、鎳等核電通用建設(shè)原料之外的特殊礦物及原料。石墨是使用三層各向同性(TRISO)燃料反應(yīng)堆的必要堆芯材料。當(dāng)前，美國(guó)的天然石墨完全依賴(lài)進(jìn)口，國(guó)內(nèi)沒(méi)有核級(jí)石墨部件生產(chǎn)商。釔可用于先進(jìn)反應(yīng)堆的慢化劑材料，同樣完全依賴(lài)進(jìn)口，其中大部分來(lái)自中國(guó)。氦、核級(jí)鈉、熔鹽可分別用作氣冷堆、鈉冷快堆和熔鹽堆的冷卻劑。美國(guó)擁有本土氦供應(yīng)鏈，但產(chǎn)量有限;鈉本身儲(chǔ)量充足，但缺乏具備大規(guī)模核級(jí)鈉加工能力的供應(yīng)商;鋰基或氯基熔鹽目前只能實(shí)現(xiàn)小規(guī)模實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)，尚無(wú)大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)能力。

（4）是推進(jìn)在工廠而非核電廠場(chǎng)址建造核電設(shè)備。美國(guó)能源部表示，大多數(shù)先進(jìn)反應(yīng)堆的容器將小于現(xiàn)有輕水堆，因此對(duì)大型設(shè)備供應(yīng)鏈依賴(lài)度不高。此外，美國(guó)致力于增加工廠制造過(guò)程在先進(jìn)堆建設(shè)中的占比，減少場(chǎng)址建設(shè)過(guò)程，從而降低部署成本。

3. 核供應(yīng)鏈發(fā)展面臨的主要風(fēng)險(xiǎn)

（1）是關(guān)鍵原料高度依賴(lài)進(jìn)口。鈾資源方面，美國(guó)的天然鈾供應(yīng)、鈾轉(zhuǎn)化與濃縮能力高度依賴(lài)俄羅斯等國(guó)，盡管美國(guó)正計(jì)劃逐步恢復(fù)本國(guó)鈾轉(zhuǎn)化能力并建立本土高豐度低濃鈾供應(yīng)鏈，但短時(shí)間內(nèi)一旦全球鈾供應(yīng)受阻，美國(guó)將無(wú)法快速提升產(chǎn)能以應(yīng)對(duì)供應(yīng)中斷。關(guān)鍵礦物方面，美國(guó)超過(guò)50%的鉻、鋰、鎳和100%的石墨、釔、銦、鈮依賴(lài)進(jìn)口。

（2）是核能市場(chǎng)萎縮。強(qiáng)大且不斷增長(zhǎng)的核能市場(chǎng)是維持和發(fā)展核供應(yīng)鏈的基礎(chǔ)。當(dāng)前，較低的天然氣價(jià)格以及可再生能源補(bǔ)貼導(dǎo)致美國(guó)核電價(jià)格較低，多數(shù)核電廠盈利能力不足。自2012年以來(lái)，低電價(jià)、老化設(shè)備維護(hù)需求、冷卻水對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響等因素已導(dǎo)致美國(guó)12臺(tái)核電機(jī)組退役，此外還有3臺(tái)機(jī)組正計(jì)劃退役。

（3）是人才短缺。核行業(yè)需要大量的工作人員開(kāi)展初始設(shè)計(jì)、項(xiàng)目規(guī)劃、建造、運(yùn)營(yíng)和退役工作。目前美國(guó)核行業(yè)許多工作人員都臨近退休年齡，因而核行業(yè)面臨熟練技工短缺問(wèn)題，這將阻礙行業(yè)未來(lái)的發(fā)展并導(dǎo)致供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)成本上升。

二、美國(guó)核供應(yīng)鏈的發(fā)展戰(zhàn)略及目標(biāo)

1. 基本戰(zhàn)略

核能是美國(guó)目前最大的清潔能源來(lái)源。《維護(hù)供應(yīng)鏈安全以大力推進(jìn)清潔能源轉(zhuǎn)型的綜合戰(zhàn)略》公布了七項(xiàng)旨在增強(qiáng)核能等清潔能源供應(yīng)鏈的安全性及韌性、促進(jìn)行業(yè)蓬勃發(fā)展的基本戰(zhàn)略，具體內(nèi)容如下。

（1）是提升原材料的國(guó)內(nèi)供應(yīng)能力。核心是加強(qiáng)關(guān)鍵礦物的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)能力，提高對(duì)關(guān)鍵礦物全球運(yùn)輸與分配的國(guó)際話語(yǔ)權(quán)。具體措施包括提高國(guó)內(nèi)采礦的審批許可效率;推進(jìn)環(huán)境可持續(xù)的礦物提取、加工與精煉技術(shù)的創(chuàng)新;改進(jìn)礦物相關(guān)領(lǐng)域的全球標(biāo)準(zhǔn);嘗試通過(guò)國(guó)際能源署等組織，建立能源轉(zhuǎn)型關(guān)鍵材料的自發(fā)儲(chǔ)備多邊協(xié)調(diào)機(jī)制等。

（2）是擴(kuò)大國(guó)內(nèi)制造能力。核心是加大對(duì)清潔能源領(lǐng)域制造業(yè)的投資與支持，建立區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群，加速提升美國(guó)制造業(yè)能力。具體舉措包括擴(kuò)大清潔能源轉(zhuǎn)型領(lǐng)域制造項(xiàng)目的范圍及規(guī)模;充分利用國(guó)外投資促進(jìn)美國(guó)制造業(yè)發(fā)展;促進(jìn)政府與當(dāng)?shù)刂圃煨袠I(yè)的溝通，建立清潔能源區(qū)域產(chǎn)業(yè)集群等。

（3）是建立多元、可靠的國(guó)際供應(yīng)鏈。核心是向私營(yíng)進(jìn)出口企業(yè)提供支持以完善國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈，加強(qiáng)全球供應(yīng)鏈的可追溯性。具體措施包括加大對(duì)美國(guó)進(jìn)出口企業(yè)的財(cái)政支持;推動(dòng)可追溯性標(biāo)準(zhǔn)的采用及實(shí)施等。

（4）是通過(guò)明確的市場(chǎng)刺激信號(hào)擴(kuò)大清潔能源部署。核心是擴(kuò)大政府對(duì)清潔能源產(chǎn)能及產(chǎn)品的需求，提高市場(chǎng)信心，帶動(dòng)相關(guān)供應(yīng)鏈發(fā)展。具體舉措包括制定原材料聯(lián)邦采購(gòu)清單，并將該清單作為與美國(guó)工業(yè)界和外國(guó)政府開(kāi)展清潔能源合作的基礎(chǔ);增加對(duì)環(huán)境可持續(xù)型運(yùn)輸燃料及供應(yīng)鏈的需求;研究聯(lián)邦機(jī)構(gòu)簽署超過(guò)10年的清潔能源服務(wù)購(gòu)買(mǎi)協(xié)議的可行性等。

（5）是改進(jìn)廢物管理工作。核心是加強(qiáng)關(guān)鍵原料的回收，由政府支持基于再生材料的產(chǎn)品的供應(yīng)及市場(chǎng)化，并持續(xù)采購(gòu)這類(lèi)產(chǎn)品。

（6）是吸引熟練技工進(jìn)入本國(guó)清潔能源領(lǐng)域工作。具體舉措包括：加強(qiáng)政府、工會(huì)及企業(yè)的交流和合作，為工人提供具有競(jìng)爭(zhēng)力的薪酬，并將政府為能源工業(yè)部門(mén)提供的資金用于支持勞動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)制定和工會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。

（7）是加強(qiáng)對(duì)供應(yīng)鏈的戰(zhàn)略與決策研究。核心是提高對(duì)供應(yīng)鏈的風(fēng)險(xiǎn)、依賴(lài)性、材料可用性、市場(chǎng)動(dòng)態(tài)等關(guān)鍵因素的預(yù)測(cè)及把握。具體舉措包括設(shè)立制造與能源供應(yīng)鏈辦公室，完善供應(yīng)鏈相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，提高核領(lǐng)域的建模分析能力;量化評(píng)估供應(yīng)鏈對(duì)清潔能源技術(shù)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)和人權(quán)影響;基于《邁向2050年凈零排放的長(zhǎng)期戰(zhàn)略》開(kāi)展深入研究，為美國(guó)碳中和及經(jīng)濟(jì)領(lǐng)導(dǎo)戰(zhàn)略提供信息支撐;制定能源領(lǐng)域的軟件、硬件、虛擬平臺(tái)、虛擬服務(wù)及數(shù)據(jù)安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、指南及要求。

2. 具體發(fā)展計(jì)劃

（1）是制定《核廢物處置綜合戰(zhàn)略》，解決乏燃料臨時(shí)貯存、永久處置及相關(guān)運(yùn)輸?shù)葐?wèn)題，該戰(zhàn)略前期將聚焦于乏燃料臨時(shí)貯存設(shè)施的選址工作。同時(shí)修訂《核廢物政策法案》，允許能源部順利實(shí)施該戰(zhàn)略。

（2）是全面實(shí)施《核能創(chuàng)新能力法案》和《核能創(chuàng)新與現(xiàn)代化法案》，推動(dòng)私營(yíng)部門(mén)與國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作演示新型反應(yīng)堆概念設(shè)計(jì)，確保短期內(nèi)新一代核能技術(shù)能夠成功、高效地獲得許可。

（3）是執(zhí)行能源部“先進(jìn)反應(yīng)堆示范計(jì)劃”及“高豐度低濃鈾供應(yīng)項(xiàng)目”，支持相關(guān)技術(shù)的商業(yè)部署。

（4）是投資建設(shè)快中子輻照堆、通用測(cè)試反應(yīng)堆等研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施。

（5）是向美國(guó)國(guó)防部、國(guó)家航空航天局、能源部等機(jī)構(gòu)提供研發(fā)資金，加速部署創(chuàng)新型核能系統(tǒng)。

3. 發(fā)展目標(biāo)

短期目標(biāo)(21世紀(jì)20年代中期以前)是建立安全的國(guó)內(nèi)高豐度低濃鈾供應(yīng)鏈;完成“先進(jìn)反應(yīng)堆示范計(jì)劃”。

長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)(21世紀(jì)20年代中期以后)包括：大型反應(yīng)堆方面，保持現(xiàn)有輕水反應(yīng)堆繼續(xù)運(yùn)行并延長(zhǎng)運(yùn)行許可期限;完成可能的大型輕水反應(yīng)堆新建計(jì)劃。小堆及微堆方面，建設(shè)并運(yùn)行模塊化小堆、微堆;利用退役煤電廠的設(shè)施基礎(chǔ)建設(shè)小堆，實(shí)現(xiàn)電廠重新發(fā)電;為聯(lián)邦設(shè)施、軍事基地與機(jī)動(dòng)行動(dòng)、偏遠(yuǎn)地區(qū)與島嶼、太空任務(wù)部署小堆及微堆。核能綜合利用與出口方面，利用核能將碳轉(zhuǎn)化為塑料等高附加值產(chǎn)品;利用核能供熱，核能制氫、氨及合成燃料;擴(kuò)大美國(guó)先進(jìn)核技術(shù)出口。

三、對(duì)我國(guó)核供應(yīng)鏈發(fā)展的啟示

經(jīng)過(guò)60多年的發(fā)展，我國(guó)已具備完整的核工業(yè)供應(yīng)鏈。為推進(jìn)由核大國(guó)向核強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變，我國(guó)未來(lái)應(yīng)持續(xù)對(duì)供應(yīng)鏈的薄弱點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行排查，加大創(chuàng)新力度，打造自主可控、安全可靠的核供應(yīng)鏈。

增強(qiáng)供應(yīng)鏈韌性，維護(hù)國(guó)家能源安全。近期俄烏沖突或?qū)?dǎo)致全球核供應(yīng)鏈發(fā)生重大改變，供給格局面臨重塑。因此我國(guó)有必要對(duì)核供應(yīng)鏈進(jìn)行評(píng)估，辨析“孤源”、“斷點(diǎn)”、“梗阻”等供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)，加快自主創(chuàng)新步伐，并探索建立關(guān)鍵原材料的戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備機(jī)制，更好地應(yīng)對(duì)全球核工業(yè)領(lǐng)域突發(fā)狀況對(duì)我國(guó)核能供應(yīng)鏈可能造成的沖擊。需注意的是，建立自主可控的核工業(yè)鏈并非意味著閉關(guān)自守，而是要充分發(fā)揮國(guó)內(nèi)完整供應(yīng)鏈的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)外合作，主動(dòng)開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng)，拓展更加多樣、更加穩(wěn)定的供應(yīng)渠道，在保障本國(guó)供應(yīng)安全的同時(shí)為提升全球核供應(yīng)鏈穩(wěn)定性做出貢獻(xiàn)。

重視謀劃布局，創(chuàng)造良好的外部發(fā)展環(huán)境。除高度重視供應(yīng)鏈自身各環(huán)節(jié)的建設(shè)外，我國(guó)還應(yīng)提前謀劃，統(tǒng)籌布局，為供應(yīng)鏈的發(fā)展創(chuàng)造良好的外部環(huán)境，如為核能市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大、核行業(yè)人才培養(yǎng)、技術(shù)創(chuàng)新等提供政策支持。目前，我國(guó)正在“積極安全有序發(fā)展核電”，在建核電裝機(jī)容量居世界第一，在運(yùn)核電裝機(jī)容量居世界第三。在不斷擴(kuò)大國(guó)內(nèi)核電市場(chǎng)規(guī)模的同時(shí)，我國(guó)還應(yīng)充分利用自身優(yōu)勢(shì)，以需求為導(dǎo)向，關(guān)注其他國(guó)家能源發(fā)展規(guī)劃，適時(shí)推動(dòng)我國(guó)核工業(yè)“走出去”，通過(guò)擴(kuò)大海外市場(chǎng)規(guī)模帶動(dòng)供應(yīng)鏈發(fā)展。