铀(Uranium)的原子序数为92的元素，其元素符号是U，是自然界中能够找到的最重元素。在自然界中存在三种同位素，均带有放射性，拥有非常长的半衰期（数亿年~数十亿年）。
此外还有12种人工同位素(铀-~铀-)。铀在年由马丁·海因里希·克拉普罗特（MartinHeinrichKlaproth）发现。铀化合物早期用于瓷器的着色，在核裂变现象被发现后用作为核燃料。
全球铀资源分布及开采
据国际原子能机构和经济合作与发展组织核能机构年发布的年世界已查明铀资源总量,按三种不同可回收资源成本类别划为:
小于美元/千克,为.9×t;小于80美元/千克,为.6×t;小于40美元/千克,为×t,这分别比年分别增加了15.3%、17.1%和8.2%。
若基于年全球核能发电量和现有的核电技术,已探明的铀资源足够未来年之用。
在全球范围内已探明的铀资源十分丰富,同时铀矿资源潜力依然巨大。
迄今为止,全球范围内已查明的铀矿资源分布在43个国家,确定的主要铀成矿省约有24处:
北美洲4处、南美洲3处、欧洲2处、非洲3处、亚洲9处和大洋洲3处。
其中北美洲的加拿大、美国,中亚的哈萨克斯、俄罗斯、乌兹别克斯坦等国均富含铀矿床,此外,非洲大陆中的尼日尔和纳米比亚等国也是铀矿资源大国。
世界铀资源主要分布在澳大利亚、哈萨克斯坦、俄罗斯、加拿大、尼日尔等国,其铀资源量均在10万t以上,合计超过世界铀资源量的98%。
随着近几年全球铀矿勘查开发力度的加大,世界诸多国家铀矿资源量均有增加。目前全球主要铀开采情况如下:
我国铀产量尚处于相对较低阶段,暂时不能满足自身核电站发展需求,大部分的铀矿资源来自于进口。
目前天然铀的供应一般分为两种类型
第一类为一次供应,是指直接从铀矿山和水冶厂加工生产的铀;
第二类为二次供应,包括高浓铀(HEU)稀释、天然和低浓铀(LEU)库存、混合氧化物燃料(MOX)、尾料再浓缩的铀和从乏燃料中提取的铀等。
年,一次供应能满足全球92%的天然铀需求;二次供应为全球天然铀供应的一个重要补充,占天然铀供应的8%。
在世界核协会(WNA)年发布的《全球核燃料市场(供应与需求-)》中,对未来天然铀需求进行了预测,按设计的基准情景,从年起至年,大致需要万吨铀,未来几年由于高浓铀及库存的消耗,预计此万吨铀将主要来源于一次供应,大约需消耗万吨的已探明且经济可采的铀资源量。
全球铀需求持续增长,目前全球大部分铀需求将由一次供应即天然铀生产来满足。
-年,全球一次铀资源供应能力由满足核电站需求的78%提升至92%。
随着俄美高浓铀协议的结束,二次供应量减少,在供应总量中的比例已经由年的22%降至年的8%。
一次供应能力正在大幅提升,全球大部份铀需求将由一次供应即天然铀生产来满足。
自年天然铀价格上涨以来,多个国家致力于开发新矿山。
WNA年7月公布的《-年世界各国天然铀产量数据》显示,-年全球天然铀产量变化较小,分别为3.94万吨、4.13万吨和4.38万吨。
年后由于哈萨克斯坦等国产量的急剧上升,年总量增加到5.96万吨铀。
根据“国际商业咨询机构SNL”(以下简称“SNL”)年统计数据,全球前十大铀矿公司分别是
加拿大矿业能源公司(CAMECOCORP.)哈萨克斯坦能源公司(Natl,AtomicCo.Kazatomoprom)、俄罗斯国有铀资源公司(ArmzUraniumHoldingCo.)、阿海珐集团(AREVA.S.A.)、必和必拓公司(BHP,Billion)、阿伊尔矿业(SomairSA)、帕拉丁公司(PaladinEnergyLTD.)、罗辛铀矿有限公司(RossingUraniumLTD.)、一号铀业公司(UraniumOne)以及澳能源资源有限公司(EnergyReourceofAULtd.)。
其中在当今世界核电产业勘探开采领域中加拿大矿业能源公司、哈萨克斯坦能源公司、俄罗斯国有铀资源公司、阿海珐集团、必和必拓公司、帕拉丁公司、一号铀业公司、力拓矿业集团(RioTinto)、纳沃伊公司(Navoi)以及索伯帕文公司(Sopanim)占有主导地位。
我国是一个铀资源大国,据WNA(WorldNuclearAssociation)报道,我国铀资源储量约为2百万吨,在我国北部和西北的砂岩以及东南地区的深部热液砂岩中发现了新的天然铀矿。
-年,我国又发现了约吨常规铀,其中伊犁、二连浩特、鄂尔多斯、松辽和本溪盆地约为吨;位于华南的相山、桃山、诸广南部和达州约为吨。
年OECD红皮书指出:中国的铀资源储量约为吨,其中46%位于内蒙古和新疆,36%位于江西和广东。
我国核电站所需铀主要来自国内自己生产、国际市场购买和中外合营三个方面。
截至到年,35%的铀资源存储在华北和西北的砂岩矿床中,华中和东南的花岗岩中含量约28%,东南地区的火山岩、黑色页岩中存储量分别为21%和10%。
目前我国已探明的铀矿大部分都位于地下至少m处。
我国铀主要进口国家有哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、加拿大、纳米比亚、尼日尔和澳大利亚。
根据中华人民共和国总署公布,自、年以来,我国从上述国家进口铀总量分别约为吨和吨,总费用约为23.7亿美元。
尽管我国拥有丰富的铀资源,但是由于其中大部分属于非常规铀,不仅品位低、埋藏深而且开釆价格昂贵,故我国铀资源供应和需求之间仍然存在较大的缺口。
铀浓缩需求
全球铀浓缩服务的年度需求在年出现下降,仅为3.92万吨SWU,比年下降13%,主要原因是在日本福岛事故以及德国8台核电机组被关闭。
年全球核电厂的浓缩服务需求比年增加了2%,达到4.16万tSWU,但仍处于较低水平。
预计后续需求将逐步恢复,到年将增加至5.1万吨SWU。
按照世界核能协会(WNA)预测,在高值情景、基准情景和低值情景中,全球浓缩服务的年度需求到年将分别增加至约6.7万tSWU、6万tSWU和5.4万tSWU。
低值情景中,全球的年度需求到-年间出现小幅下降,到年将跌至约4.6万tSWU。
铀浓缩供应
浓缩铀供应包括商业浓缩厂的一次供应以及军用高浓铀的稀释及政府储备存货使用的二次供应,目前的市场供应能力能够满足全球需求,但富余量不大,全球主要供应商已开始为满足未来20年内出现的预期需求增长做准备。
1)以四大公司商业公司主导的一次供应
法国阿海珐集团(Areva)、俄罗斯国家原子能集团(Rosatom)、欧洲铀浓缩公司(Urenco)、美国铀浓缩公司(USEC)等全球性供应商。
年,以上4家供应商占据了全球约91%的市场份额。
其中,美国铀浓缩公司(USEC)目前正在开展对美国能源部的高丰度浓缩铀的尾料进行再浓缩,所获得的产品将在-年期间投放市场。
随着美国帕杜卡气体扩散厂于年6月关停,美国铀浓缩公司(USEC)实际上已丧失了铀浓缩产能,Rosatom和Urenco进一步巩固了其在全球铀浓缩市场上的主导地位。
2)以美国与俄罗斯的高浓铀占主导地位的二次供应源。
二次浓缩铀主要来自俄罗斯及美国的高浓铀稀释,后处理回收铀的浓缩及MOX燃料。
年美俄高浓铀协议结束,自年起,二次供应减少约tSWU/a。
后处理回收铀的浓缩及MOX燃料可减少分离功需求约为tSWU/a。
当前,全球铀浓缩服务市场处于供大于求的状态。
按照需求基准情景预测及当前全球主要浓缩厂产能预测情况,年左右将出现产能缺口,并且由于新增产能的不确定性,缺口将持续扩大,到年缺口达1万tSWU/a,预计未来铀浓缩产能将出现大幅扩张的情况。
铀转化需求
铀转化需求至年整体呈逐步增长趋势,但由于转化市场价格低迷加上年美俄高浓铀协议结束,预计铀转化供应将出现缺口,然而这些预测存在相当大的不确定性。
目前全球核电需求的铀转化产品主要有UF6和UO2,其中UF6约占总需求的95%,主要用于需要低浓铀的轻水堆(LWRs)和部分气冷堆(AGRs);
UO2主要用于不需浓缩铀的重水堆(PHWRs、HWRs),总需求量约0-吨铀。
以UF6为例,WNA对全球UF6转化需求进行了预测,在高值情景、基准情景中,全球对UF6转化服务的年度需求逐步增长,年预测值分别为11.61万吨、9.46万吨,比年分别增长了91%和52%;低值情景中,年比年增长了12%,年比年下降约6%。
铀转化供应
目前全球共有4家大型商业铀转化服务供应商,分别为:法国阿海珐集团(Areva)、加拿大矿业能源公司(Cameco)、美国康弗登公司(ConverDyn)、俄罗斯国家原子能集团(Rosatom)。以上4家占据了全球95%市场份额。
此外,中国核工业集团(CNNC)也拥有一定的铀转化产能,但产能主要用于满足本国需求。
全球主要转化厂的总设计生产能力为tU/a。
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