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四代核电专题报告：解决核能利用痛点，向“终极能源”过渡。行业趋势：核能发展势头强劲，挑战与机遇并存，四代核电呼之欲出。截至 2024 年，我国在运和在建核电总量约 1.13 亿千瓦，规模升至世界第一，其中 在建机组规模保持世界第一。目前我国核电发展以三代核电为主，受限于三 代核电技术特性，在发展空间、应用场景等方面面临挑战。而四代核电是核 能利用发展的下一阶段，针对三代核电面临的各种问题提出了新的堆型设计， 也是可控核聚变实现之前向“终极能源”过渡的核能利用方式。

如何提高反应堆的安全性？——四代堆固有安全性。四代核电的一个重要特 征是各种堆型设计具有固有安全性，，即“从物理定律出发就可以理解的”， 依靠系统本身设计和材料特性，不依赖外部保护装置，在正常工作和潜在异 常情况下均能“确定地”保持安全的特性。

如何解决燃料问题？——快堆、钍基熔盐堆。三代核电属于热堆范畴，其主 要燃料铀-235 在自然界天然铀中的比重仅为 0.7%左右。四代核电中的快堆则 可充分利用天然铀中占比 99.3%的铀-238 作为反应原料，可以让天然铀的利 用率从目前不到 1%，提高到 60%以上，大幅延长铀资源使用年限，缓解天然 铀一次供给不足的问题。四代堆中的钍基熔盐堆则可以改用钍作为燃料，我 国相对“富钍贫铀”，钍基熔盐堆可扬长避短，解决我国天然铀稀缺问题。

如何解决乏燃料问题？——快堆嬗变。压水堆会产生含有强放射性、长半衰 期的乏燃料，目前对乏燃料的主流处理方式仍是掩埋和储存，无法完全解决 乏燃料问题且成本高昂。快堆具有嬗变能力，是处理乏燃料的重要手段。快 堆既可以利用压水堆中剩余的堆后铀等元素进行发电，还可以通过嬗变消耗 掉乏燃料中的长寿命锕系元素，减少环境影响。

如何增加核电厂址？——四代堆结合小堆或可成为内陆核电放开的重要契 机。四代核电的固有安全性使核电扩散性风险大幅降低，冷却水需求也可减 少，也不存在极端情况需要引入大量外部冷却水淹没反应堆的准备。部分四 代堆具有小型化自然循环设计，适用聚焦偏远地区供电，降低了厂址条件的 限制，还可以利用煤电厂址进行“煤改核”。

如何增加核电的利用场景？——四代堆提高蒸汽参数。核电运行能量利用效 率较低的一个重要因素是蒸汽参数较低导致能量损失大。从能量效率的 角度来看，直接使用热能是更理想的能量利用方式，发电只是核能利用 的其中一种形式。四代堆依靠较高的运行参数可以进行供汽、制氢、制 氨等综合利用，拓展核能综合利用方式。