1 一次供给:缺口持续扩大,区域错配或加剧供应风险
陆地铀矿储量相对稀缺,资源分布集中,存在区域错配。据世界核协会数据,截至2023 年,全球已探明的铀资源储量为793.5 万吨金属铀(开采成本低于260 美元/公斤铀),其中可采资源量为592.57 万吨(开采成本低于130 美元/公斤铀)。海水中铀矿资源丰富,但海水含铀浓度低,1000 吨海水铀含量只有3 克,海水提铀工艺复杂,成本较高,目前尚难以大规模商业应用。
从分布上看,全球铀矿资源集中,铀矿储量CR6 高达74%。全球铀矿资源储量最大的国家是澳大利亚,占全球总量的28.2%,其次为哈萨克斯坦和加拿大,分别占全球总量的13.7%和9.8%,全球前三大铀矿资源储量国家合计占全球总量的52%。其中,哈萨克斯坦是全球开采成本最低的国家,其成本低于40 美元/公斤铀的可采资源量超过该国总资源量的50%。澳大利亚虽然已探明铀矿资源量排名第一,但其开采成本较高,90%以上的资源量开采成本在80-130 美元/公斤铀。
铀的一次供应指直接从铀矿山和水冶厂加工生产的铀,近年来一次供应约满足90%的核电需求。由于福岛核事故影响,2011 年至2021 年天然铀市场价格长期低迷,大量矿山减产、停产,产量大幅下降。2020 年全球铀产量为4.77 万吨,为2013 年以来最低,近三年随着核电需求复苏天然铀产量有所回升,2022 年全球铀产量达到4.94 万吨。铀矿开采方式已由地下矿山开采逐步转向原地浸出法,1990 年约55%的矿石供应来自地下矿山开采,而2022 年原地浸出法开采占产量的55%以上。
全球铀矿生产集中度很高,前五大铀生产国生产总量占全球的85%。2022 年全球天然铀产量4.94 万吨,其中前五大铀生产国为哈萨克斯坦、加拿大、纳米比亚、澳大利亚和乌兹别克斯坦,其产量分别占全球总量的43%、15%、11%、9%、7%,中国天然铀产量为0.17 万吨,约占全球总量的3%。由于过去10 年铀价长期低迷,全球铀矿生产企业纷纷减产,近年来铀矿增量主要来自加拿大。据核行业咨询公司UxC 报告,2024 年全球天然铀产量约5.89 吨铀,同比增长8.2%。2 二次供给:弥补一次供给缺口,消耗有望加速
铀的二次供应包括天然铀和浓缩铀库存、乏燃料回收、欠料供应及贫铀再浓缩(尾矿)。近年来铀矿市场供需趋紧,一次供给存在较大缺口,二次供应形成了有效补充。
天然铀和浓缩铀库存:由核电业主及政府持有的民用库存是最主要的二次供应来源。
截至2020 年底,核电业主持有的总库存约为28.2 万吨金属铀,其中美国持有4.1 万吨、欧盟持有4.2 万吨、中国持有12.9 万吨、印度持有0.96 万吨、其他东亚国家持有6 万吨。近年来,核电业主以外的商业实体如斯普洛特实物铀信托基金(SPUT, Sprott PhysicalUranium Trust)等出于投资目的也大量持有铀库存,据美国能源信息署数据,截至2023年底,美国交易商和经纪人持有约1.29 吨铀,相比2015 年增加了约6 倍。
乏燃料回收:乏燃料即经受过辐射照射、使用过的核燃料,含有大量未用完的可增殖材料铀-238 或钍-232、未烧完的和新生成的易裂变材料钚-239、铀-235 或铀-233 以及其他超铀元素。通过对乏燃料进行后处理回收的铀称为再处理铀(RepU),通常储存起来已被未来再利用。而从乏燃料中分离出的钚则被用于混合氧化物燃料(MOX),可以在获准使用混合氧化物燃料(MOX)的反应堆中再利用。受限于处理厂数量和高放射性废物处置困难,以及高于一次供应开采的成本,乏燃料回收短期只能作为供应补充而难以放量。
据国际原子能机构,截至2023 年1 月,全球共有26 座反应堆可以使用混合氧化物燃料(MOX),仅占世界运行反应堆总数的6%。
离心机欠料供应:铀浓缩过程为通过离心机分离铀-235 和铀-238,其运行模式取决于原料投入量,当供给大于需求时,厂商可以通过减少投料量以提高离心机利用率,从而减少对天然铀的需求并形成额外的铀供给。据世界核协会预计,到2020 年代中期,这一来源每年或提供0.35-0.70 万吨的铀。
贫铀再浓缩:贫铀库存是铀的另一供应来源,但仅在闲置或低运营成本的浓缩产能中才具备经济效益。据国际原子能机构,截至2023 年,全球贫铀库存约220 万吨,美国、欧洲和俄罗斯的贫铀库存量已经很大,但每年还将增加5 万吨。