2021年核工業機器人行業市場應用規模研究預測及投資競爭規劃指導

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（1）核工業機器人行業概況：核工業機器人，即為滿足核工業特殊要求與特殊使用環境的特種機器人。核工業機器人具有以下特點：

①耐輻照性。一般工業機器人受到的輻射超過一定劑量以后，會導致元件受損而喪失功能，核環境內存在較大的放射性，因此要求核工業機器人具有耐輻照性；

②高可靠性。機器人在核環境下進行工作時，大多是操作高放射性物質，一旦發生故障，修復過程復雜，造成生產線長時間停機；如果需要進人維修，會使人體遭受輻照而造成人體傷害；若無法修復，將使其本身因受到放射性污染而成為新的固體廢物，造成新的處理難題，因此要保證核工業機器人有很高的可靠性，使它在工作時不容易發生故障；

③易去污。核工業機器人長年累月與高放射性物質接觸，各個部件上會殘留放射性物質，因此機器人表面應設計成易于去污結構。與一般工業機器人不同，核工業機器人在具有可編程自動運行功能之外，還需具備遠程主從隨動遙操作功能，即由操作人員遠程操作主動裝置，從動裝置可跟隨主動裝置的操作而動作。

核工業機械手是核工業機器人的重要組成部分。在核工業領域，從事核科學研究及生產的工廠和實驗室對放射性物質進行操作，均離不開遠距離操作設備——核工業機械手。核工業機械手的重要作用是在惡劣環境下操作放射性材料、維護工藝及機械設備、拆解退役核設施等。這類設備相較于普通操作設備最主要的區別在于，能夠通過適當的屏蔽將操作人員與危險環境隔離開，在保證操作人員安全的前提下對放射性物質進行操作。核工業機械手是核工業不可或缺的操作工具，也是核工業智能制造的基礎。

（2）行業市場現狀：20世紀40年代，美國阿貢實驗室研制出第一臺可操作放射性物質的機械手。美國、法國、德國、日本等國家自從20世紀80年代就開展了相關的技術研究工作，并已成功研制了多款性能先進的機械手。目前，核工業機械手在國外發達國家已成為成熟的產品。

我國自20世紀90年代才開始對核工業機械手進行研究。通過自研、引進、消化吸收，我國先后研制出了劍式機械手、機械式主從機械手、電隨動主從機械手、動力機械手等產品，可用于核電廠、核燃料循環、核廢料處理、核設施退役等。國內乏燃料后處理廠、放射性廢物處理廠、核相關科研院所目前使用較多的為國產機械式主從機械手。

雖然我國目前加大了對核工業的持續投入，但在關鍵設備制造和建設經驗方面仍存在不足。以乏燃料后處理為例，在關鍵設備制造方面，我國尚未完全掌握乏燃料后處理工藝技術，剪切機、溶解器、尾端等關鍵設備方面仍有差距；同時，我國缺乏大規模商用后處理廠的建設及運行經驗，設計標準、規范體系還不完善。

近年來中美之間貿易摩擦不斷加劇，對抗局面日益升級，2018年10月美國能源部限制對中國出口核技術，2020年6月美國國防部決定將中核集團等企業列入“實體清單”。此外，部分在用進口設備已老化到使用壽命期限，面臨無設備可迭代換新的困難。因此，我國核工業迫切需要將關鍵進口設備自主創新國產化，逐漸擺脫對國外設備及技術的進口依賴。

中金企信國際咨詢公布的《2021-2027年中國核工業機器人行業現狀分析及贏利性研究預測報告》

（3）下游從產業運行分析：核工業機器人主要應用于核燃料循環產業、核電站反應堆退役處理產業、新能源電池、醫藥大健康等領域，下游行業的需求變化對公司所處行業有著直接的影響。

1、核燃料循環產業：核燃料循環產業是整個核工業產業鏈的一環，也是核能發展的大動脈，包括鈾礦開采、冶煉、轉化純化、同位素分離、燃料元件制造、乏燃料后處理、放射性廢物處理處置等多個環節。乏燃料后處理和同位素分離為整個核燃料循環產業中的關鍵環節之一。

由于目前的反應堆技術對核燃料中的鈾利用率較低，乏燃料中仍有可觀的鈾和钚可以回收再利用。我國為貧鈾國，國內鈾資源大部分屬于非常規鈾，開采成本較高，近年來我國鈾資源對外依存度常年維持在70%以上，主要供應國家有哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦、加拿大、納米比亞、尼日爾和澳大利亞。因此，建立乏燃料后處理閉式循環，對于提升我國鈾資源利用率，制備钚鈾混合燃料用于熱堆、快堆，提升鈾钚等資源戰略儲備，保障能源安全等具有重要意義。

另一方面，乏燃料中含有裂變產物，其放射性對環境有很大的威脅。隨著我國核電站運營規模不斷擴大，乏燃料數量逐步增加。據中金企信預測，到2030年，我國每年將產生乏燃料近2,637噸，累積產生乏燃料約28,285噸，而目前我國乏燃料處理能力僅為50噸/年，在建處理能力也僅為200噸/年，未形成規模化乏燃料后處理能力，離堆貯存能力也已基本飽和，無法滿足未來乏燃料的處理需求。乏燃料后處理后，高放廢物的體積將被壓縮到原來的四分之一，其長期放射性毒性將被降低一個數量級以上。

因此，合理處理乏燃料是我國核電實現可持續發展的前提和基礎，提高鈾資源的利用率和盡量減少核廢物的危害也是核電可持續發展的保障。核燃料的循環利用是有效解決這兩個問題的根本途徑。由于乏燃料具有放射性強、毒性大的特點，后處理廠的生產空間熱室內充滿核輻射與酸性腐蝕物質，人無法也不被允許在該種環境下工作，這就激發了乏燃料后處理廠對機器人和智能裝備的需求。

2、核電站反應堆退役處理產業：隨著大量早期民用核電反應堆陸續結束運行，全球核工業預計將在未來15-20年內迎來歷史上第一輪退役高潮。到2030年，全球核電反應堆退役市場規模預計將超過1000億美元。運行期滿的核設施一般在安全關閉后提交退役申請，申請獲批后正式進入退役階段。退役階段一般包含5個步驟：建筑物、系統、設備去污；系統、設備拆除；建筑物拆毀；場址環境整治；場址移交/封存監護。巨大的退役市場和放射性廢物處理處置市場將進一步推動核工業機器人及

智能裝備行業的持續增長。

（4）行業未來發展趨勢：智能化是我國核工業走向一流的必經之路。目前世界大國已邁入以大數據、人工智能等一系列尖端技術為核心的工業4.0時代。身為國之重器的核工業應抓住歷史際遇，實現核工業從信息化向智能化的轉變。核工業裝備制造是核工業領域的重要組成部分，未來發展方向包括將大數據、人工智能技術融入核工業裝備制造系統的全過程，建立非結構化存儲數據庫，擴大現場信息收集范圍和效率，提升建設項目管理全面性、準確性和安全性；利用大數據、AI技術逐步形成對大量結構化和非結構化數據的分析處理能力，基于此能力之上，通過專家系統和神經網絡等最優化技術，為核裝備制造在設計、生產、運行等方面提供最優的智能分析和決策系統。