核電技術(shù)行業(yè)發(fā)展分析報(bào)告

核電技術(shù)行業(yè)發(fā)展分析報(bào)告2022年6月▍核電技術(shù)發(fā)展回溯：三代正當(dāng)時(shí)，四代漸崢嶸核能發(fā)電原理簡(jiǎn)釋核電是利用核反應(yīng)堆中核裂變所釋放出的熱能進(jìn)行發(fā)電的方式。鈾、釷和钚等質(zhì)量較大的原子的原子核在吸收一個(gè)中子后會(huì)分裂成兩個(gè)或更多個(gè)質(zhì)量較小的原子核，同時(shí)放出-235穩(wěn)定的粒子鋇-141和氪-92。釋放出的中子又能使別的原子核接著發(fā)生核裂變，使過程持續(xù)進(jìn)行下去，這種過程稱作鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。原子核在發(fā)生核裂變時(shí)，釋放出巨大的能量稱之為原子核能。核電機(jī)組利用其產(chǎn)生的熱能并生產(chǎn)蒸汽，推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生電力。圖：核裂變過程資料來源：EUScienceHub核電技術(shù)代際演進(jìn)一覽從第一座核電站建成至今，核電技術(shù)發(fā)展歷程如下:1）第一代核電技術(shù)：主要集中在美國(guó)、前蘇聯(lián)、英國(guó)、法國(guó)等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家，聯(lián)邦德國(guó)和日本由于被禁止在二戰(zhàn)后年內(nèi)進(jìn)行核研究，因而核能技術(shù)應(yīng)用起步較晚。這階段典型的核電機(jī)組堆型包括：英國(guó)和法國(guó)建造的一批“美諾克斯”天然鈾石墨氣冷堆，前蘇聯(lián)早期建造的輕水冷卻石墨慢化堆，美國(guó)早期建造的壓水堆和沸水堆。第一代核電站目前基本已退役，它們有以下一些共同點(diǎn)：建于核電開發(fā)期，因此具有研究探索的試驗(yàn)原型堆性質(zhì)；設(shè)計(jì)比較粗糙，結(jié)構(gòu)松散，盡管機(jī)組發(fā)電容量不大，一般在萬千瓦之內(nèi)。但體積較大；設(shè)計(jì)中沒有系統(tǒng)、規(guī)范、科學(xué)的安全標(biāo)準(zhǔn)作為指導(dǎo)和準(zhǔn)則，因而存在許多安全隱患；發(fā)電成本較高。2）第二代核電技術(shù)：按照比較完備的核安全法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)以及確定論的方法考慮設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故的要求而設(shè)計(jì)的，主要有壓水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆和改進(jìn)型氣冷堆等。13）第三代核電技術(shù)：在第二代核電技術(shù)設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)反饋的基礎(chǔ)上，結(jié)合技術(shù)工業(yè)的發(fā)展，提出新的安全理念、安全方法和安全要求，開發(fā)了一批具有更高安全性、更好經(jīng)濟(jì)性的第三代核電技術(shù)堆型。第三代核電技術(shù)的設(shè)計(jì)目標(biāo)要求比第二代核電技術(shù)具有更好的安全性和經(jīng)濟(jì)性，尤其是非能動(dòng)安全系統(tǒng)和嚴(yán)重事故應(yīng)對(duì)措施,可減緩嚴(yán)重事故的風(fēng)險(xiǎn)，從而使堆芯熔化和放射性物質(zhì)大量釋放的概率進(jìn)一步降低。受到國(guó)內(nèi)廣泛認(rèn)可的第三代核電站的代表是臺(tái)山的以及俄羅斯改進(jìn)技術(shù)。）第四代核能系統(tǒng)：年，美國(guó)首次提出了第四代反應(yīng)堆計(jì)劃，即規(guī)劃在年左右投入市場(chǎng)的新一代核能系統(tǒng)。在經(jīng)濟(jì)性、安全性、核廢物處理和防止核擴(kuò)散方面有重大的進(jìn)展。裝機(jī)容量萬千瓦的石島灣高溫氣冷堆示范工程，是全球首座將四代核電技術(shù)成功商業(yè)化的示范項(xiàng)目，并于年月日成功并網(wǎng)發(fā)電，我國(guó)第四代商業(yè)化高溫氣冷堆正式投運(yùn)。圖：核電發(fā)展技術(shù)路線資料來源：GIF表：第四代核電技術(shù)分類堆型簡(jiǎn)介快中子潛氦冷反應(yīng)堆，采用式燃料循環(huán)，燃料可選擇復(fù)合陶瓷燃料。它采用直接288的氦冷系統(tǒng)，出口溫度為850氣冷快堆（）快中子譜鉛鉛鉍共晶液態(tài)金屬冷卻堆，采用閉式燃料循環(huán)，以實(shí)現(xiàn)可轉(zhuǎn)換鈾的鉛合金液態(tài)金屬冷卻快堆(LFR)有效轉(zhuǎn)化，并控制錒系元素。燃料是含有可轉(zhuǎn)換鈾和超鈾元素的金屬或氮化物。超熱中子譜堆，燃料是鈉、鋯和氟化鈾的循環(huán)液體混合物。熔鹽燃料流過堆芯石墨通道，產(chǎn)生超熱中子譜。系統(tǒng)的液體燃料不需要制造燃料元件，并允許添加钚這樣的錒系元素。錒系元素和大多數(shù)裂變產(chǎn)物在液態(tài)冷卻劑中會(huì)形成氟化物。熔融的氟鹽具有很好的傳熱特性，可降低對(duì)壓力容器和管道的壓力。參考電站的功率水平為1000MW，冷卻劑出口溫度為～℃，熱效率高。熔鹽反應(yīng)堆(MSR)液態(tài)鈉冷卻快堆(SFR)系統(tǒng)是快中子譜鈉冷堆，它采用可有效控制錒系元素及可轉(zhuǎn)換鈾的轉(zhuǎn)化的閉式燃2堆型簡(jiǎn)介料循環(huán)。SFR方面。該系統(tǒng)由于具有熱響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、冷卻劑沸騰的裕度大、一回路系統(tǒng)在接近大氣壓下運(yùn)行，以及該回路的放射性鈉與電廠的水和蒸汽之間有中間鈉系統(tǒng)等特點(diǎn)。因此安全性能好。如日本的高溫工程試驗(yàn)反應(yīng)器HTTR)，也可以是球床堆芯如中國(guó)的高溫氣冷試驗(yàn)堆HTR-10)。VHTR系統(tǒng)提供熱量，堆芯出口溫度為1℃，可為石油化工或參考堆采用600堆芯。超高溫氣冷堆(VHTR)超臨界水冷堆(SCWR)高溫高壓水冷堆，在水的熱力學(xué)臨界點(diǎn)℃，22.1以上運(yùn)行。超臨界水冷卻劑能使熱效率提高到輕水堆的約1.3倍。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是：冷卻劑在反應(yīng)堆中不改變狀態(tài)，直接與能量轉(zhuǎn)換設(shè)備相連接，因此可大大簡(jiǎn)化電廠配套設(shè)備。燃MW25度為～550℃。資料來源：，中信證券研究部▍全球核電發(fā)展螺旋上升，中國(guó)核電穩(wěn)步發(fā)展海外核電發(fā)展：大事件影響關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，能源結(jié)構(gòu)導(dǎo)致規(guī)劃差異從年6月日前蘇聯(lián)奧布寧斯克(Obninsk)核電站首次利用核能發(fā)電開始，世界核電至今已有近年的發(fā)展歷史。從世界范圍內(nèi)看，核電發(fā)展主要經(jīng)歷四個(gè)階段：起步發(fā)展階段、迅速發(fā)展階段、緩慢發(fā)展階段和逐漸復(fù)蘇階段。）起步發(fā)展階段：年，世界核電發(fā)展進(jìn)入起步發(fā)展階段。在此期間，世界共有個(gè)機(jī)組投入運(yùn)行，核反應(yīng)堆屬于早期原型反應(yīng)堆，歸為第一代核電技術(shù)。比較典型的核電站包括：年前蘇聯(lián)建成世界上第一座核電站—千瓦實(shí)驗(yàn)性石墨沸水堆；年英國(guó)建成萬千瓦原型天然鈾石墨氣冷堆核電站；年美國(guó)建成6瓦原型壓水堆核電站；年法國(guó)建成6萬千瓦天然鈾石墨氣冷堆；年加拿大建成萬千瓦天然鈾重水堆核電站。）迅速發(fā)展階段：年，由于全球石油危機(jī)爆發(fā)，世界核電發(fā)展進(jìn)入迅速造萬千瓦石墨堆和萬千瓦WWER型壓水堆；法國(guó)和日本等國(guó)引進(jìn)并消化美國(guó)的壓水堆和沸水堆技術(shù)。）緩慢發(fā)展階段：年，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展減緩導(dǎo)致電力需求下降，尤其受前發(fā)展速度明顯減緩。但在亞洲，中國(guó)、印度和韓國(guó)等國(guó)仍持續(xù)發(fā)展核電。減排壓力增加，同時(shí)核電安全運(yùn)行情況持續(xù)改善，世界各國(guó)重新積極規(guī)劃核電發(fā)展，核電進(jìn)入逐漸復(fù)蘇階段。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家開發(fā)出先進(jìn)輕水堆核電站，第三代核電技術(shù)取得重大進(jìn)展。3截至年年底，全球核反應(yīng)堆共有座，總?cè)萘繛?97.78GW。圖：全球核反應(yīng)堆數(shù)量及裝機(jī)容量核反應(yīng)堆數(shù)量（座）總裝機(jī)容量（GW）4804604404204003803603403203002010201120122013201420152016201720182019資料來源：IAEAPRIS，中信證券研究部從國(guó)家層面來看，核能在各國(guó)能源供給中所扮演的角色呈現(xiàn)巨大差異，各國(guó)在核能發(fā)展政策方面也各有區(qū)別：年歐盟曾推出《歐洲綠色協(xié)議》以應(yīng)對(duì)氣候變化、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和可持續(xù)發(fā)展等議題，但綠色清潔能源并不包括核電，歐盟核電行業(yè)一度遇冷。歐盟統(tǒng)計(jì)局年數(shù)據(jù)顯示，包括法、德在內(nèi)的歐盟個(gè)成員國(guó)建有核電站，核能發(fā)電量約占?xì)W盟總發(fā)電量的。2021年月，荷蘭提出核能可有效補(bǔ)充太陽(yáng)能、風(fēng)能和地?zé)崮?，通過核電站建設(shè)，減少天然氣進(jìn)口依賴，計(jì)劃新建兩座核電站，并讓現(xiàn)有核電站在保證安全的前提下運(yùn)行更長(zhǎng)時(shí)間，同時(shí)年前將為新核電站建設(shè)提供5億歐元財(cái)政支持。圖：2020年各國(guó)核電發(fā)電量占比80%70%60%50%40%30%20%10%0%資料來源：IAEAPRIS，中信證券研究部4美國(guó)：年美國(guó)啟動(dòng)了先進(jìn)反應(yīng)堆示范計(jì)劃(ARDP)，打算提供總額億美元的初始資金，支持建造兩座可在五至七年內(nèi)投入運(yùn)行的示范先進(jìn)反應(yīng)堆。年美國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施法案對(duì)先進(jìn)核反應(yīng)堆示范項(xiàng)目投資和清潔電力標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，也將更有效激發(fā)美國(guó)現(xiàn)有項(xiàng)家建立伙伴關(guān)系，以支持美國(guó)實(shí)現(xiàn)核能發(fā)展目標(biāo)。年，美國(guó)核能平均總發(fā)電成本為美元，由于燃料成本減少，資本支出減少，運(yùn)營(yíng)成本減少，核能總發(fā)電成本同比下降。其中約核能發(fā)電來自多機(jī)組核電廠。規(guī)模化經(jīng)濟(jì)促使核電廠運(yùn)營(yíng)商將成本分?jǐn)偟礁嗟陌l(fā)電項(xiàng)目上，以降低總發(fā)電成本。年，多機(jī)組核電廠的平均總發(fā)電成本為美元/MWh，而單機(jī)組核電廠的平均總發(fā)電成本為美元/MWh平均總發(fā)電成本下降約，單機(jī)組核電廠的成本上升。圖：2020年美國(guó)發(fā)電量結(jié)構(gòu)圖：美國(guó)核電站成本結(jié)構(gòu)（美元/MWh）燃料成本資本支出運(yùn)營(yíng)成本核能發(fā)電45403530252015105量,19.70%非核能發(fā)電量,080.30%201520162017201820192020資料來源：IAEAPRIS，中信證券研究部資料來源：，中信證券研究部加拿大：加拿大于年月發(fā)布了路線圖，隨后在年發(fā)布的年3大政府宣布為莫爾泰克斯能源（Energy萬加元的資金，用于加拿大大西洋地區(qū)的開發(fā)。目前加拿大安大略省的達(dá)林頓和布魯斯核電站正耗資億加元進(jìn)行翻新工程，以使核電站能夠在本世紀(jì)中葉之后繼續(xù)運(yùn)行。年，核電占加拿大總發(fā)電量的左右。中國(guó)核電發(fā)展：穩(wěn)步發(fā)展，自主可控中國(guó)核電產(chǎn)業(yè)仍處于并將長(zhǎng)期處于發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期1985年，我國(guó)建設(shè)第一座自主設(shè)計(jì)的秦山核電站（浙江海鹽縣，萬千瓦壓水堆核電站，先后又建設(shè)秦山二期、嶺澳、秦山三期和田灣核電站。年我國(guó)決定在浙江三門核電站和山東海陽(yáng)核電站引進(jìn)（美國(guó)的先進(jìn)非能動(dòng)壓水堆）技術(shù)。關(guān)鍵技術(shù)主要利用各種非能動(dòng)安全方法（例如對(duì)流、傳導(dǎo)和輻5照）代替復(fù)雜冗余的交流電源作為動(dòng)力進(jìn)行熱傳遞。到年，我國(guó)具備核電站建造的專有技術(shù)體系和知識(shí)產(chǎn)權(quán)，不僅能成功地研制出第三代核電技術(shù)，而且實(shí)現(xiàn)鈾濃縮離心機(jī)的國(guó)產(chǎn)化，建成核燃料原件，核燃料供應(yīng)完全立足本國(guó)，這些都證實(shí)我國(guó)核電發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入世界前列。術(shù)。年5月臺(tái)山核電廠2三代壓水堆的1號(hào)機(jī)組已于年6月日成功并網(wǎng)發(fā)電）。第三代核電技術(shù)改進(jìn)反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)技術(shù)，確保在事故工況下對(duì)造成環(huán)境和社會(huì)后果做到實(shí)際可控。2021年月20日，全球首座球床模塊式高溫氣冷堆核電站——石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程首次并網(wǎng)發(fā)電，這是全球首個(gè)并網(wǎng)發(fā)電的第四代高溫氣冷堆核電項(xiàng)目，標(biāo)志著我國(guó)成為世界少數(shù)幾個(gè)掌握第四代核能技術(shù)的國(guó)家之一，意味著在該領(lǐng)域我國(guó)成為世界核電技術(shù)的領(lǐng)跑者。運(yùn)機(jī)組數(shù)量及裝機(jī)規(guī)模方面，截至年12月31日，我國(guó)運(yùn)行核電機(jī)組共臺(tái)，在運(yùn)核電機(jī)組裝機(jī)規(guī)模約為萬千瓦(不含臺(tái)灣地區(qū))，同比增長(zhǎng)。圖：我國(guó)核電裝機(jī)規(guī)模及增速裝機(jī)規(guī)模（萬千瓦）36.95%增速600050004000300020001000040%35%30%25%20%15%10%5%30.13%27.24%24.69%17.42%6.78%9.18%6.48%201720182.32%202020210%201220132014201520162019資料來源：，中信證券研究部能源結(jié)構(gòu)方面，年全國(guó)累計(jì)發(fā)電量為億千瓦時(shí)，運(yùn)行核電機(jī)組累計(jì)發(fā)電量為億千瓦時(shí)，同比上升，占全國(guó)累計(jì)發(fā)電量的，未來核電占比將持續(xù)增加。與燃煤發(fā)電相比，核能發(fā)電相當(dāng)于減少燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤萬噸，減少排放二氧化碳萬噸、二氧化硫萬噸、氮氧化物萬噸。6圖：中國(guó)在運(yùn)核電機(jī)組數(shù)量及增速圖：2021年全國(guó)發(fā)電量結(jié)構(gòu)核能發(fā)電太陽(yáng)能發(fā)電量,2.26%在運(yùn)機(jī)組數(shù)量（臺(tái)）增速52量,5.02%量,6.99%6030%25%20%15%10%49475040302010025.00%4437水力發(fā)電35量,14.60%2818.92%5.71%6.82%6.12%5%0%4.26%火力發(fā)電量,71.13%2015201620172018201920202021資料來源：，中信證券研究部資料來源：，中信證券研究部圖：我國(guó)核能發(fā)電量占比6%5%4%3%2%1%0%4.88%4.94%4.22%3.94%3.56%3.03%2.39%2.11%1.99%1.82%1.85%20102011201220132014201520162017201820192020資料來源：，中信證券研究部空間分布方面，中國(guó)核電站均分布于沿海地區(qū)，一方面由于核電站需要大量水源進(jìn)行冷卻，海水成本遠(yuǎn)低于內(nèi)陸淡水，另一方面從電力需求角度看，沿海地區(qū)相比內(nèi)陸地區(qū)電力需求量更大。但隨著內(nèi)陸經(jīng)濟(jì)體崛起，核電站將呈內(nèi)遷趨勢(shì)。7圖：我國(guó)核電站分布圖資料來源：在“雙碳”目標(biāo)大背景下，核電已成為能源轉(zhuǎn)型重要選項(xiàng)，各級(jí)政府不斷加大對(duì)核能的關(guān)注和投入。廣東、廣西、福建、海南、江蘇、浙江、山東、遼寧等地方政府工作報(bào)告相繼出爐，將核電寫入當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，被列為年工作重點(diǎn)。表：各地核電相關(guān)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃省份廣東廣西福建海南江蘇浙江山東規(guī)劃內(nèi)容推進(jìn)惠州太平嶺核電、陸豐核電、廉江核電等項(xiàng)目建設(shè)防城港紅沙核電3號(hào)機(jī)組按期投產(chǎn)運(yùn)行昌江核電二期等項(xiàng)目開工漳州核電建設(shè)提速推進(jìn)核能等清潔能源發(fā)展2022年將攻堅(jiān)突破三門核電二期等重點(diǎn)項(xiàng)目將推進(jìn)膠東半島千萬千瓦級(jí)核電基地建設(shè)，開工海陽(yáng)核電二期加快建設(shè)紅沿河核電、徐大堡核電項(xiàng)目遼寧資料來源：相關(guān)政府機(jī)構(gòu)官網(wǎng)，中信證券研究部8▍多因素助推核電發(fā)展，增量空間前景廣闊地區(qū)沖突導(dǎo)致能源價(jià)格飆升，多國(guó)調(diào)整核電政策應(yīng)對(duì)能源安全由于局部沖突使“北溪2號(hào)”天然氣管道開通受阻，歐盟把目光重新聚焦在核電上，在推動(dòng)實(shí)現(xiàn)歐盟氣候變化目標(biāo)、加強(qiáng)歐盟能源安全、助力以可承受的價(jià)格提供清潔電力這三者之間尋找新的平衡點(diǎn)。年2符合規(guī)定的核能和天然氣電力投資屬于“綠色投資”。提案對(duì)于可被納入分類的天然氣電站和核電站列出了一定的要求：新建的核電站需要在年前獲得建設(shè)批準(zhǔn)，并滿足一系列防止重大環(huán)境危害的標(biāo)準(zhǔn)；天然氣電站必須用于替代煤電，二氧化碳排放量不高于每千瓦時(shí)年前獲得建設(shè)批準(zhǔn)，并在年底前轉(zhuǎn)型使用可再生能源或低碳排放的燃料氣體。年2月6座新型歐洲壓水核1座將在8座核反應(yīng)堆的可行性計(jì)劃，并且要在保證安全性基礎(chǔ)上，將現(xiàn)有核反應(yīng)堆的使用年限都提升到年以上，只要安全條件允許，法將不再關(guān)閉現(xiàn)有核反應(yīng)堆。比利時(shí)：年3月年廢除核能的計(jì)劃延后十年，批準(zhǔn)多伊爾核電廠4號(hào)機(jī)組和蒂昂熱核電廠3號(hào)機(jī)組延壽至年。多伊爾4號(hào)機(jī)組和蒂昂熱3號(hào)機(jī)組均于年投運(yùn)，裝機(jī)容量分別為萬千瓦和萬千瓦，占比利時(shí)核電裝機(jī)容量的。比利時(shí)能源部計(jì)劃投入億歐元資助能源轉(zhuǎn)型。年4月78個(gè)新的大型核電占英國(guó)預(yù)計(jì)電力需求的。表：我國(guó)近期核能相關(guān)政策時(shí)間文件政策內(nèi)容要有序推進(jìn)核電重大工程建設(shè)；建成投運(yùn)福清6號(hào)、紅沿河6號(hào)、防城港3試點(diǎn)方案》，推進(jìn)核能綜合利用2022年3月17日《2022年能源工作指導(dǎo)意見》2022年3月21日《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》水制氫、核能高溫制氫等技術(shù)研發(fā)建設(shè)節(jié)奏，合理布局新增沿海核電項(xiàng)目。開展核能綜合利用示范，綜合利用。切實(shí)做好核電廠址資源保護(hù)。到2025年，核電運(yùn)行裝機(jī)容量達(dá)到7000萬千瓦左右2022年3月22日《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》資料來源：國(guó)家發(fā)改委，國(guó)家能源局，中信證券研究部9構(gòu)建零排放電力系統(tǒng)，核能是部分國(guó)家能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵核能發(fā)電在實(shí)現(xiàn)本世紀(jì)中葉零碳排放的關(guān)鍵目標(biāo)方面將發(fā)揮關(guān)鍵作用，特別是在風(fēng)能資源不足的國(guó)家。圖：各主要發(fā)電方式溫室氣體排放量對(duì)比（克·等效二氧化碳/kWh）直接排放量間接排放量120010008006004002000煤電氣電水電光伏風(fēng)電核電資料來源：，中信證券研究部波蘭：波蘭嚴(yán)重依賴煤炭，是歐盟成員國(guó)中唯一沒有做出承諾到年實(shí)現(xiàn)氣候中和的國(guó)家。年初，波蘭批準(zhǔn)了一項(xiàng)面向年的能源政策，計(jì)劃開發(fā)6GW的核能作為多元化能源組合的一部分，以降低對(duì)煤炭和進(jìn)口天然氣的嚴(yán)重依賴。波蘭的第一座核電站有望在年啟用，預(yù)計(jì)到年還會(huì)額外增加五座。巴西：巴西主要依賴水力發(fā)電，近年來因降雨模式變化導(dǎo)致水庫(kù)蓄水量不足，使得約座水電站無法有效發(fā)電。根據(jù)巴西官方能源機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，未來年巴西電力消費(fèi)將以年均萬千戰(zhàn)略性地利用核電可以更快地?cái)[脫碳排放。作為基礎(chǔ)負(fù)荷調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)，核電發(fā)展大有可為由于風(fēng)電、光電等可再生清潔能源的間歇性、波動(dòng)性特征，以及水電的季節(jié)性特性，使得可再生清潔能源的發(fā)電量占比遠(yuǎn)低于裝機(jī)容量占比，同時(shí)也給大型電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來了許多不確定性。核電具有運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、換料周期長(zhǎng)等顯著特征，非常適用于大型電網(wǎng)的基負(fù)荷以及必要的電網(wǎng)調(diào)峰。核電是我國(guó)大型電網(wǎng)基負(fù)荷能源的重要選項(xiàng)，以低碳清潔能源為主的新能源體系建設(shè)過程中，核電的占比增加，將有利于我國(guó)電網(wǎng)的安全運(yùn)行，以及提高風(fēng)電、光電的利用效率。年，全國(guó)千瓦及以上電廠發(fā)電設(shè)備平均利用小時(shí)數(shù)為小時(shí)，同比增加小時(shí)。年全國(guó)核電的平均利用小時(shí)數(shù)為小時(shí)，同比增加小時(shí)，且長(zhǎng)期穩(wěn)定維持在遠(yuǎn)高于火電、水電等其他發(fā)電方式的水平。因此，發(fā)展核電是推動(dòng)中國(guó)能源結(jié)構(gòu)低碳化轉(zhuǎn)型的重要措施，是中國(guó)低碳清潔新能源體系建設(shè)的必然選擇。10圖：2020年~2021年我國(guó)不同種類能源平均利用小時(shí)數(shù)202020211000080006000400020000核電火電水電風(fēng)電太陽(yáng)能發(fā)電資料來源：中電聯(lián)，中信證券研究部推進(jìn)核能綜合利用，核電與其它能源品種耦合發(fā)展核能技術(shù)可以滿足某些電力和供熱領(lǐng)域的生產(chǎn)要求，包括海水淡化、制氫、原油開采、石油化工、船舶運(yùn)輸甚至是太空應(yīng)用。制氫：國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)研究表明，當(dāng)天然氣價(jià)格遠(yuǎn)高于過去十年普遍較低的水平時(shí)，核能將是生產(chǎn)清潔氫氣的最具成本效益的手段。充足的核電供應(yīng)可以降低制氫成本，使用核電站電力生產(chǎn)的“黃氫”將在氫能經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用。相關(guān)研究顯示，歐盟和美3美元/2美元1美元/年2月，英國(guó)核工業(yè)委員會(huì)(NIC)年，核能可以生產(chǎn)英國(guó)三分之一的清潔氫需求。非電力應(yīng)用潛力巨大，為集中供熱解“燃煤”之急：集中供熱是我國(guó)消耗煤炭和產(chǎn)生碳排放的重要領(lǐng)域，在“雙碳”發(fā)展目標(biāo)下也需要向清潔供暖方向轉(zhuǎn)型。核能作為清潔低碳安全有效的能源形式,碳發(fā)展戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，同時(shí)國(guó)家能源局也在試點(diǎn)運(yùn)行。目前，全國(guó)需要采暖的省份有個(gè)，占國(guó)土面積的以上，采暖人口達(dá)到7億以上。我國(guó)集中供暖的熱源以熱電聯(lián)產(chǎn)和區(qū)域鍋爐房為主，使用的燃料以煤炭為主，每年消耗煤炭數(shù)億噸。燃煤是導(dǎo)致華北地區(qū)冬季霧霾、拉閘限電、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)存在壓力的重要原因，亟需采用新型清潔能源替代燃煤取暖。表：我國(guó)核能供熱相關(guān)政策文件政策內(nèi)容到2050年核能供熱具備規(guī)模建設(shè)條件《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016-2030年）》《北方區(qū)冬季清潔暖規(guī)劃（2017-2021）》《2018年能源工作指導(dǎo)意見》核能、地?zé)?、太?yáng)能等能源是清潔供暖的重要形式積極研究推動(dòng)北方地區(qū)核能供暖試點(diǎn)工作將核能供暖示范工程列為重點(diǎn)項(xiàng)目予以推進(jìn)《北方地區(qū)核能供暖五年行動(dòng)方案》（征求意見稿）堆等先進(jìn)堆型示范工程，開展核能綜合利用《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》資料來源：國(guó)務(wù)院，國(guó)家發(fā)改委，國(guó)家能源局，中信證券研究部11我國(guó)城鎮(zhèn)化提速和城市建筑集中供暖面積的持續(xù)增加，為核能供熱提供了用戶環(huán)境。年達(dá)到積的10%26-52個(gè)熱功率為400MWt的燕龍”低溫供熱堆的供熱面積。圖：我國(guó)城市集中供熱面積及預(yù)測(cè)（億立方米）我國(guó)城市集中供熱面積及預(yù)測(cè)（億平方米）160140120100806040200201020112012201320142015201620172018201920202030E資料來源：《核能供熱發(fā)展模式研究》（曾斌等）（含預(yù)測(cè)值），中信證券研究部?jī)r(jià)格方面，單一供熱的低溫核供熱堆在運(yùn)行、、6個(gè)月時(shí)，核能供熱價(jià)格分別為元/元吉焦和元/電站一期核能供熱項(xiàng)目熱價(jià)同徐州燃煤熱價(jià)相同，同為熱價(jià)元平方米。據(jù)《核能供熱發(fā)展模式研究》一文分析，海陽(yáng)核電站核能供熱二期項(xiàng)目建成后，海陽(yáng)城區(qū)的取暖費(fèi)也下元/平方米降到元/1元，收取的取暖費(fèi)總計(jì)億元，隨著后續(xù)海陽(yáng)核電站6年最終供熱半徑達(dá)到千米，年收取取暖費(fèi)圖：海陽(yáng)核能供熱原理圖資料來源：國(guó)家電投官網(wǎng)12長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)盡顯，存量市場(chǎng)得以復(fù)蘇世界核協(xié)會(huì)（WNA）年6月發(fā)布的《核能資產(chǎn)的持久價(jià)值》介紹了核電廠長(zhǎng)期運(yùn)行（）的優(yōu)勢(shì)，的目的是將核電廠運(yùn)行壽期延長(zhǎng)至超過原許可證壽期或設(shè)計(jì)運(yùn)行壽期，使其能夠在更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)以可靠、低成本且低碳排放的方式生產(chǎn)電力，從而實(shí)現(xiàn)價(jià)至制。如今，在滿足法規(guī)、安全性和經(jīng)濟(jì)性要求后，核電廠延壽已成為一種常見做法。并非所有核電技術(shù)都能實(shí)現(xiàn)延壽。例如，由于石墨組件壽命有限且無法替換，英國(guó)先進(jìn)氣冷堆（AGR年內(nèi)全部關(guān)停，平均運(yùn)行壽期為至年。俄羅斯大功率沸騰管式堆（）也面臨類似問題，日益老化的石墨裝置降低了機(jī)組運(yùn)行性能，并將其壽命限制在年左右。但這類技術(shù)只占世界核電廠的小部分，大多核電機(jī)組數(shù)均采PWRBWRPHWR限制。核電廠組的運(yùn)行許可證已在年期限的基礎(chǔ)上延長(zhǎng)十分卓越，負(fù)荷因子超過。許多運(yùn)營(yíng)商甚至希望再次延壽至年。年月，佛羅里達(dá)州土耳其角（Point）成為全球第一座獲準(zhǔn)延壽至年的核電廠。EnergyAgency年版）提出，核電廠是核電經(jīng)濟(jì)性的較好選擇。圖：2020年各類能源平準(zhǔn)化成本（美元）資料來源：IEA，中信證券研究部然而世界核協(xié)會(huì)（WNA）也認(rèn)為不能將視作是新建核電廠的替代方案，從根本上說只是一種投資較低的權(quán)宜之計(jì)，建設(shè)新核電廠對(duì)于核工業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展和實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)都不可或缺。13電力市場(chǎng)化逐步推進(jìn)，核電交易市場(chǎng)折價(jià)或?qū)⑾暌郧?，核電站的上網(wǎng)電價(jià)較多采用“一廠一價(jià)”定價(jià)方式。年6改委將全國(guó)核電核定的標(biāo)桿電價(jià)確定為每千瓦時(shí)礎(chǔ)的火電價(jià)格采取對(duì)標(biāo)，實(shí)行“兩價(jià)取低”的定價(jià)策略。繼年新一輪電力市場(chǎng)化改革后，核電電價(jià)逐步引入雙邊協(xié)商定價(jià)和市場(chǎng)競(jìng)價(jià)機(jī)制，對(duì)核電經(jīng)濟(jì)性提出更高要求。自年起，煤電價(jià)格聯(lián)動(dòng)機(jī)制取消，定價(jià)機(jī)制由標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)改為基準(zhǔn)價(jià)上下浮動(dòng)”的年1月改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)了《加快建設(shè)全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系的指導(dǎo)意見》，提出有序放開發(fā)用電計(jì)劃，分類推動(dòng)燃?xì)?、熱電?lián)產(chǎn)、新能源、核電等優(yōu)先發(fā)電主體參與市場(chǎng)，推動(dòng)將優(yōu)先發(fā)電、優(yōu)先購(gòu)電計(jì)劃轉(zhuǎn)化為政府授權(quán)的中長(zhǎng)期合同。隨著電力市場(chǎng)化的逐步推進(jìn)，核電市場(chǎng)化交易規(guī)模占比近年來逐漸擴(kuò)大，截至去年我國(guó)已有近的核電規(guī)模是通過市場(chǎng)化交易形成價(jià)格。根據(jù)年月日發(fā)布的《年江蘇省年度交易總成交電量2647.29466.69元/元/了交均價(jià)元/兆瓦時(shí)。核電市場(chǎng)交易折價(jià)或?qū)⑾А？臻g預(yù)測(cè)全球市場(chǎng)預(yù)測(cè)：據(jù)雷斯塔能源發(fā)布的數(shù)據(jù)，年，全球核電領(lǐng)域總投資為億億美元，到年將漲至億美元。發(fā)布的《中國(guó)核能發(fā)展報(bào)告（年，我國(guó)在運(yùn)核電裝機(jī)達(dá)到萬千瓦左右；到年，核電在運(yùn)裝機(jī)容量達(dá)到億千瓦，核電發(fā)電量約占全國(guó)發(fā)電量的。預(yù)計(jì)我國(guó)自主三代核電會(huì)按照每年臺(tái)的核準(zhǔn)節(jié)奏實(shí)現(xiàn)規(guī)?；炕l(fā)展，按照每臺(tái)核電機(jī)組裝機(jī)容量計(jì)算，核電單位造價(jià)通常在萬元/千瓦之間，國(guó)內(nèi)年均投資規(guī)模有望達(dá)到億元億元。14▍核能產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂砗穗娫O(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈上游為生產(chǎn)所需原材料即核燃料及循環(huán)、碳素及金屬，中游為核島設(shè)備、常規(guī)島設(shè)備及輔助設(shè)備三類核電設(shè)備，下游為核電站運(yùn)營(yíng)。圖：核能產(chǎn)業(yè)鏈資料來源：Wind，中信證券研究部上游：核燃料及循環(huán)、碳素及金屬核燃料及循環(huán)：包括核燃料進(jìn)入反應(yīng)堆前的制備和在反應(yīng)堆中的裂變及乏燃料處置的整個(gè)過程，關(guān)系核電機(jī)組的運(yùn)行成本和運(yùn)行效率。核燃料循環(huán)的前端包括鈾礦探采、礦石乏燃料的貯存和處置等。15天然鈾礦：中國(guó)廣核集團(tuán)下屬的鈾業(yè)公司、中核集團(tuán)下屬的原子能公司和國(guó)家電投下屬的國(guó)核鈾業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司是中國(guó)僅有的三家獲授經(jīng)營(yíng)許可及牌照從事天然鈾進(jìn)口及貿(mào)易并提供核相關(guān)服務(wù)的實(shí)體。國(guó)際上共有4俄羅斯國(guó)家原子能集團(tuán)公司（RosatomOrano）與美國(guó)康弗登公司（Converdyn連續(xù)多年供大于求，市場(chǎng)價(jià)格長(zhǎng)期進(jìn)入下行通道，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，先進(jìn)核燃料供應(yīng)商Rosatom與分別逐年降低了各自的產(chǎn)能。全球市場(chǎng)二次供應(yīng)的來源主要包括三個(gè)方面，分別為政府庫(kù)存、鈾濃縮廠與商業(yè)庫(kù)存。圖：2017年世界各國(guó)鈾儲(chǔ)量（公噸）圖：2019年國(guó)際主要鈾轉(zhuǎn)化供應(yīng)商額定產(chǎn)能與實(shí)際產(chǎn)量設(shè)計(jì)產(chǎn)能（tU/年）產(chǎn)能利用率實(shí)際產(chǎn)量（tU/年）120%200000018000001600000140000012000001000000800000600000400000200000020000150001000050000100%80%60%40%20%0%CamecoRosatomOranoConverdyn資料來源：，中信證券研究部資料來源：WNA，中信證券研究部）預(yù)測(cè)，年以前的天然鈾市場(chǎng)不會(huì)出現(xiàn)明顯的供需背離。供應(yīng)方面，哈薩克政局發(fā)生Cameco宣布重啟McArthurRiver序幕。需求方面，俄烏兩國(guó)爆發(fā)沖突，俄鈾產(chǎn)品可能遭制裁的預(yù)期已引發(fā)鈾價(jià)大幅攀升并高位震蕩。此外，以投資基金為主的金融資本驅(qū)動(dòng)的“二次需求”方面，投資基金等依然對(duì)天然鈾市場(chǎng)起到主導(dǎo)作用。但受美聯(lián)儲(chǔ)加息影響，未來融資規(guī)?；?qū)⒂兴s減。預(yù)計(jì)未來220-30萬tU不會(huì)銷售，過剩庫(kù)存加速消化，未來幾年的鈾價(jià)將較快震蕩上行。俄烏沖突以及可能的俄鈾產(chǎn)品制裁作為助力，或?qū)O大推動(dòng)在運(yùn)礦山擴(kuò)產(chǎn)及閑置產(chǎn)能提前入市，個(gè)別低成本新礦山也相繼加入，這將對(duì)鈾價(jià)漲幅形成制約。16圖：天然鈾價(jià)格及預(yù)測(cè)（US$/IbUO）3866706050403020100636360565454524837353026262522資料來源：（含預(yù)測(cè)值），UxC，，中信證券研究部鈾濃縮：在天然鈾礦中，只有大約是鈾-235，為了使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)正常發(fā)生，必須通過鈾濃縮過程使鈾的濃度從0.7%增加到到能公司、中核建中和中核北方核燃料元件有限公司等少數(shù)公司是中國(guó)僅有的獲授權(quán)從事商用鈾轉(zhuǎn)化及濃縮業(yè)務(wù)以及核料組件加工服務(wù)的實(shí)體。核燃料組件：核燃料組件是核電站的核心部件，由核燃料與包殼組成。濃縮鈾被轉(zhuǎn)化成二氧化鈾粉末后，被壓成小燃料球團(tuán)，加熱后制成堅(jiān)硬的材料。隨后，這些顆粒被插入到燃料棒的細(xì)管中，然后將它們組合在一起，形成燃料組件。核燃料包殼是核反應(yīng)發(fā)生的腐蝕，裂變產(chǎn)物的腐蝕，高溫、高壓與機(jī)械應(yīng)力的作用。目前國(guó)內(nèi)外核燃料包殼普遍使用的材料主要是鋯及鋯合金，碳化硅陶瓷復(fù)合材料包殼是近年來國(guó)際上高度關(guān)注的新應(yīng)用研究方向。年，中國(guó)決定研發(fā)具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)核燃料品牌——。中核集團(tuán)自主研制的CF3燃料組件采用了性能更為優(yōu)越的自主鋯合金作為包殼，并進(jìn)一步優(yōu)化燃料棒結(jié)構(gòu)，使CF3燃料組件更耐用。這標(biāo)志著中國(guó)核燃料研發(fā)能力躋身于世界一流，徹底解決了燃料自主的問題。表：2020年中國(guó)核電行業(yè)上游企業(yè)業(yè)務(wù)情況公司簡(jiǎn)稱東方鋯業(yè)業(yè)務(wù)布局2020年?duì)I收億元應(yīng)用于核電站核反應(yīng)堆中的核級(jí)海綿鋯7.68中子吸收體、凝汽器復(fù)合管板和乏燃料后處理用鈦合金設(shè)備西部材料遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保應(yīng)流股份通裕重工20.2936.78國(guó)家電投集團(tuán)唯一的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)平臺(tái)，中低放核廢料處理少數(shù)具備核一級(jí)資質(zhì)的民營(yíng)企業(yè)，生產(chǎn)核能新材料及零部件、中子吸收板18.3356.88核廢料處理設(shè)備資料來源：各公司公告，中信證券研究部/定程度卸下來的使用過的燃料元件。乏燃料具有強(qiáng)放射性和毒性，含大量高放射性物質(zhì)。這些乏燃料元件對(duì)安全、生態(tài)環(huán)境存在潛在的威脅。17一次通過式”，即對(duì)乏燃料元件不處理，直接進(jìn)行深層地質(zhì)處置。暫時(shí)貯存方式，即將反應(yīng)堆卸出的乏燃料先暫存反應(yīng)堆建筑物最底層的貯存庫(kù)內(nèi)，存放一定時(shí)間后，外運(yùn)到容量較大的離堆貯存設(shè)施中繼續(xù)暫存，等待若干年后，再做是否進(jìn)行后處理的決定。U等提取再利用，也稱閉式”核燃料循環(huán)。乏燃料含有的核素中，鈾、钚可以重新制成燃料元件，另外一些元素如氪、鍶、锝、銫、钷、镎、镅等，在國(guó)防、宇宙能源、醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)和科學(xué)研究等領(lǐng)域具有重要作用。我國(guó)再循環(huán)乏燃料后處理方式技術(shù)尚處于起步階段。我國(guó)乏燃料行業(yè)產(chǎn)量和累積量持續(xù)增長(zhǎng)，截至年我國(guó)乏燃料的累積量已經(jīng)達(dá)到8718噸，處理能力不足使得乏燃料只能暫存在反應(yīng)堆乏燃料水池中，目前早期的核電機(jī)組的乏燃料水池已接近滿容，乏燃料后處理市場(chǎng)需求緊迫。2018年后，全國(guó)政府性基金在乏燃料處理處置領(lǐng)域支出爆發(fā)式增長(zhǎng)，年全國(guó)政府性基金乏燃料處理處置支出為億元，較年增加億，預(yù)計(jì)“十四五期間此項(xiàng)支出仍會(huì)保持高位，推動(dòng)中國(guó)乏燃料后處理產(chǎn)業(yè)建設(shè)。圖：中國(guó)乏燃料產(chǎn)量及累積量情況（噸）圖：全國(guó)政府性基金乏燃料處置支出（億元）產(chǎn)量累積量100008000600040002000016141210864202013201420152016201720182019202020132014201520162017201820192020資料來源：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，中信證券研究部資料來源：Wind，中信證券研究部中游：核電設(shè)備，包括核島、常規(guī)島、輔助系統(tǒng)（BOP）核島設(shè)備：核島是整個(gè)核電站的核心，負(fù)責(zé)將核能轉(zhuǎn)化為熱能，是核電站中工藝最復(fù)雜、投入成本最高的部分。核島組成部件精細(xì)多樣，主要包括壓力容器、主管道及熱交換穩(wěn)壓器、安注箱和硼注箱。其中反應(yīng)堆壓力容器、主管道及熱交換器和蒸汽發(fā)生器為核島三大主要部件。常規(guī)島設(shè)備：常規(guī)島利用蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電。常規(guī)島主要由管道系統(tǒng)及冷凝器、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、汽水分離再熱器組成。常規(guī)島設(shè)備除供應(yīng)于核電外，同時(shí)還供應(yīng)火電、水電等其他發(fā)電類型。管道系統(tǒng)及冷凝器是保證核電站安全運(yùn)行的重要設(shè)備，管道、泵及冷凝器組成的冷凝系統(tǒng)用于為反應(yīng)堆降溫并輸送反應(yīng)堆內(nèi)熱能，并維持反應(yīng)堆溫度平衡，因此技術(shù)要求較高，成本占比更高。18輔助系統(tǒng)（BOP于保障核電站平穩(wěn)運(yùn)行。圖：2019年核電設(shè)備投資成本結(jié)構(gòu)圖：2019年核島組成部件投資占比核燃料傳核級(jí)線纜,穩(wěn)壓器,安注箱和硼控制棒驅(qū)送,3%3%2%注箱,2%動(dòng),4%輔助系統(tǒng),20%堆內(nèi)結(jié)構(gòu),壓力容器,23%6%冷卻主泵,8%核島,58%常規(guī)島,主管道及熱交換器,20%22%核級(jí)閥門,12%蒸汽發(fā)生器,17%資料來源：頭豹研究院，中信證券研究部資料來源：頭豹研究院，中信證券研究部核心設(shè)備的平均毛利率達(dá)設(shè)備無特殊的技術(shù)要求，市場(chǎng)參與者較核島設(shè)備市場(chǎng)多，毛利率水平較低，平均毛利率僅為10%。圖：2019年常規(guī)島設(shè)備成本結(jié)構(gòu)圖：核電設(shè)備毛利率對(duì)比70%60%50%40%30%20%10%0%其他,6%汽水分離再熱器,12%管道系統(tǒng)及冷凝器,40%發(fā)電機(jī),18%汽輪機(jī),24%資料來源：頭豹研究院，中信證券研究部資料來源：頭豹研究院，中信證券研究部表：2020年中國(guó)核電行業(yè)中游企業(yè)業(yè)務(wù)情況公司簡(jiǎn)稱東方電氣上海電氣業(yè)務(wù)布局2020年?duì)I收億元372.83核島設(shè)備、常規(guī)島設(shè)備核島設(shè)備、常規(guī)島設(shè)備1372.85具有核3級(jí)民用核安全機(jī)械設(shè)備制造許可及核級(jí)一類放射性物品及科新機(jī)電海陸重工7.35新燃料運(yùn)輸容器制造許可具有民用核安全設(shè)備制造資質(zhì)，生產(chǎn)吊籃筒體、安注箱、堆內(nèi)構(gòu)件吊具等20.25核電站的核級(jí)蝶閥和球閥、核級(jí)法蘭和鍛件、應(yīng)用于乏燃料后處理的專用設(shè)備及閥門江蘇神通中核科技2.09核電站用關(guān)鍵閥門11.6719公司簡(jiǎn)稱紐威股份蘭石重裝業(yè)務(wù)布局2020年?duì)I收億元36.32核電閥門核電用板式換熱器、乏燃料后處理29.00浙富控股83.43助系統(tǒng)設(shè)備、核燃料輔助設(shè)備佳電股份中密控股中國(guó)一重南風(fēng)股份尚緯股份萬馬股份沃爾核材核電電機(jī)23.699.24核