核電行業(yè)研究：“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動(dòng)核能未來(lái)可期

核電行業(yè)研究：“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動(dòng)，核能未來(lái)可期1.核能原理及發(fā)展概況1.1.核電原理概述1.1.1.核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)核反應(yīng)有四種方式：核裂變、核聚變、粒子轟擊和核衰變，其中核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)為核能發(fā)電原理。質(zhì)量較大的原子（如鈾、釷、钚）的原子核在吸收一個(gè)中子后會(huì)分裂為多個(gè)質(zhì)量較小原子核、同時(shí)放出二至三個(gè)中子和巨大能量，而新產(chǎn)生的中子引起新的原子核裂變，裂變反應(yīng)連續(xù)不斷地進(jìn)行下去，同時(shí)不斷產(chǎn)生新能量，這個(gè)過(guò)程就是核鏈?zhǔn)胶肆炎兎磻?yīng)。核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)即為核能發(fā)電的能量來(lái)源。1.1.2.核電站組成核能發(fā)電的本質(zhì)是核能——熱能——機(jī)械能——電能的能量轉(zhuǎn)換。為了實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)換，核電站由核島和常規(guī)島兩部分組成。核島部分包括反應(yīng)堆裝置和一回路系統(tǒng)，主要作用為進(jìn)行核裂變反應(yīng)和產(chǎn)生蒸汽。水作為冷卻劑在反應(yīng)堆中吸收核裂變產(chǎn)生的熱能，成為高溫高壓的水，然后沿管道進(jìn)入蒸汽發(fā)生器的U型管內(nèi)，將熱量傳給U型管外側(cè)的汽輪機(jī)工質(zhì)（水），使其變?yōu)轱柡驼羝?。被冷卻后的冷卻劑再由主泵打回到反應(yīng)堆內(nèi)重新加熱，如此循環(huán)往復(fù)，形成一個(gè)封閉的吸熱和放熱的循環(huán)過(guò)程，這個(gè)循環(huán)回路稱為一回路系統(tǒng)。常規(guī)島部分包括汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和二回路系統(tǒng)，主要作用為利用蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)組發(fā)電。汽輪機(jī)工質(zhì)（水）在蒸汽發(fā)生器中被加熱成蒸汽后進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹作功，將蒸汽焓降放出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)槠啓C(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩軸剛性相連，因此汽輪機(jī)直接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。作完功后的蒸汽（乏汽）被排入冷凝器，由循環(huán)冷卻水（如海水）進(jìn)行冷卻，凝結(jié)成水，然后由凝結(jié)水泵送入加熱器預(yù)加熱，再由給水泵將其輸入蒸汽發(fā)生器，從而完成了汽輪機(jī)工質(zhì)的封閉循環(huán)，此回路稱為二回路。1.1.3.核反應(yīng)堆分類核反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)形式多樣，根據(jù)中子能量分布形式、冷卻劑種類等因素可分成各種不同類型的核反應(yīng)堆。若按中子能譜分類，可分為熱中子堆和快中子堆。快中子堆中，裂變是由快中子（平均能量達(dá)0.1MeV左右）引起的，因此堆內(nèi)不能存有中子慢化劑材料。若按冷卻劑分類，可分為氣冷堆、液體冷卻堆和液態(tài)金屬冷卻堆。氣冷反應(yīng)堆包括二氧化碳冷卻和氦氣冷卻反應(yīng)堆；液體冷卻反應(yīng)堆主要包括輕水冷卻的壓水堆和沸水堆，以及重水冷卻的重水反應(yīng)堆；液態(tài)金屬冷卻的反應(yīng)堆主要有鈉、鈉-鉀合金等冷卻的反應(yīng)堆。1.2.世界核電發(fā)展歷史自上世紀(jì)50年代以來(lái)，核電經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的歷程。按照時(shí)間順序，大體上可以分為實(shí)驗(yàn)示范、高速推廣、滯緩發(fā)展、逐漸復(fù)蘇、謹(jǐn)慎發(fā)展五個(gè)階段。1.2.1.實(shí)驗(yàn)示范階段該階段以前蘇聯(lián)在1954年建成奧布寧斯克實(shí)驗(yàn)性核電機(jī)組為開(kāi)端，隨后美國(guó)、英國(guó)法國(guó)、加拿大等西方國(guó)家相繼建成不同類型的核電機(jī)組。這一階段的核電機(jī)組多為早期原型機(jī)，使用天然鈾燃料和石墨慢化劑，證明了核能發(fā)電的技術(shù)可行性。不過(guò)核電機(jī)組在設(shè)計(jì)上比較粗糙，結(jié)構(gòu)松散，機(jī)組發(fā)電容量不大，一般在30萬(wàn)千瓦之內(nèi)，且在設(shè)計(jì)中沒(méi)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)電成本也較高。1.2.2.高速推廣階段上世紀(jì)六十年代，由于西方國(guó)家對(duì)能源和電力供應(yīng)的需求急劇上升，核能發(fā)電作為一種經(jīng)濟(jì)、安全的清潔能源受到許多國(guó)家的大力追捧。隨著美國(guó)大規(guī)模向西歐和亞洲出口輕水堆設(shè)備和技術(shù)，法國(guó)、日本等國(guó)的核電工業(yè)體系得以建立。到1980年底，全世界核電機(jī)組的總裝機(jī)容量達(dá)到133GWe。1966年到1980年核電裝機(jī)容量的年增長(zhǎng)率達(dá)到26%。這一階段采用的是較為成熟的商業(yè)化反應(yīng)堆，使用濃縮鈾燃料，以水作為冷卻劑和慢化劑，單機(jī)組的功率水平在第一代核電技術(shù)基礎(chǔ)上大幅提高，達(dá)到百萬(wàn)千瓦級(jí)。目前全世界在運(yùn)核電機(jī)組大多數(shù)使用第二代技術(shù)或其改進(jìn)型。1.2.3.滯緩發(fā)展階段上世紀(jì)八十年代以后，西方主要國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入平穩(wěn)期，全社會(huì)電力需求大幅度下降，同時(shí)受1979年美國(guó)三里島核事故和1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利事故影響，核電建設(shè)進(jìn)入滯緩發(fā)展階段。為了振興核電市場(chǎng)，美國(guó)和歐洲的核電供應(yīng)商與相關(guān)機(jī)構(gòu)一起先后推出了“先進(jìn)輕水堆用戶要求文件”（URD）和“歐洲用戶對(duì)輕水堆核電站的要求”（EUR），提出了加強(qiáng)預(yù)防與緩解嚴(yán)重事故措施、改善人因工程等一系列新要求，第三代核技術(shù)的概念正式形成。1.2.4.逐漸復(fù)蘇階段進(jìn)入21世紀(jì)，人們對(duì)溫室氣體排放等環(huán)境危機(jī)越來(lái)越關(guān)注，核電作為清潔能源的優(yōu)勢(shì)重新顯現(xiàn)。同時(shí)，安全可靠性更高的第三代核電技術(shù)的研發(fā)取得重大進(jìn)展。作為唯一可大規(guī)模替代化石燃料的清潔能源，核電重新受到世界許多國(guó)家的青睞，世界各國(guó)都制定了積極的核電發(fā)展規(guī)劃。1.2.5.謹(jǐn)慎發(fā)展階段2011年日本福島核事故給剛剛復(fù)蘇的世界核電造成巨大沖擊，對(duì)核電安全的不信任影響和左右了公眾輿論，甚至影響了部分國(guó)家政府的決策。德國(guó)、瑞士等提出了“棄核”的主張，日本也一度提出“零核電”的主張。但是對(duì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的國(guó)家而言，核電是不可或缺的選擇。2016年底，世界能源理事會(huì)（WEC）發(fā)布第24版《世界能源報(bào)告》，報(bào)告提到包括中國(guó)、韓國(guó)、印度、俄羅斯、美國(guó)等國(guó)家均有多臺(tái)核電機(jī)組在建。2018年，日本四國(guó)電力公司伊方核電站3號(hào)機(jī)組重啟，為福島核事故后重啟的第10臺(tái)核電機(jī)組。這一階段，第四代核技術(shù)逐漸發(fā)展，該技術(shù)具有提高核燃料使用效率、顯著降低核廢料半衰期，提高核能使用的安全性等特點(diǎn)。2021年12月，全球首座采用第四代技術(shù)的石島灣高溫氣冷堆核電站并網(wǎng)成功。1.3.中國(guó)核電發(fā)展歷史我國(guó)核電起步于20世紀(jì)80年代，迄今為止經(jīng)歷了起步階段、適度發(fā)展核電階段、積極發(fā)展階段、安全高效發(fā)展階段四個(gè)階段。1.3.1.起步階段1985年3月20日我國(guó)自主設(shè)計(jì)建造的第一座30萬(wàn)千瓦壓水堆核電站在浙江秦山開(kāi)工建設(shè)，1991年12月15日成功并網(wǎng)發(fā)電，結(jié)束了中國(guó)大陸無(wú)核電的歷史，被譽(yù)為

“國(guó)之光榮”。1994年5月6日引進(jìn)國(guó)外技術(shù)、利用外資建設(shè)的大亞灣核電站并網(wǎng)發(fā)電。以秦山一期和大亞灣核電站為的兩條道路都取得了成功，為我國(guó)核電后續(xù)發(fā)展積累了十分寶貴的經(jīng)驗(yàn)。1.3.2.適度發(fā)展核電階段20世紀(jì)90年代中后期，國(guó)家確立了“適度發(fā)展核電”的方針，國(guó)務(wù)院先后批準(zhǔn)了浙江秦山二期、廣東嶺澳一期、浙江秦山三期和江蘇田灣一期共8臺(tái)核電機(jī)組的建設(shè)，把我國(guó)核電發(fā)展推上小批量建設(shè)的新臺(tái)階。1.3.3.積極發(fā)展階段2005年10月，根據(jù)中共中央關(guān)于“十一五”規(guī)劃的建議，我國(guó)核電的發(fā)展方針由

“適度發(fā)展”轉(zhuǎn)變?yōu)椤胺e極發(fā)展”。2006年12月，在繼續(xù)建設(shè)二代改進(jìn)型核電機(jī)組的同時(shí)，我國(guó)做出了引進(jìn)世界先進(jìn)第三代核電技術(shù)的決策，開(kāi)啟了三代核電自主化進(jìn)程。在“積極發(fā)展核電”方針的指引下，我國(guó)2005-2010年新開(kāi)工核電機(jī)組累計(jì)達(dá)到30臺(tái)。1.3.4.安全高效發(fā)展階段2011年3月的日本福島核事故給剛剛復(fù)蘇的世界核電造成巨大沖擊。2012年5月國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議聽(tīng)取了安全大檢查情況的匯報(bào)，認(rèn)為：中國(guó)核設(shè)施選址對(duì)地震、洪水等外部事件進(jìn)行了充分論證，對(duì)核電廠設(shè)計(jì)、制造、建設(shè)、運(yùn)行各環(huán)節(jié)均進(jìn)行了有效管理，總體質(zhì)量受控。同年10月24日，調(diào)整后的《核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》將發(fā)展目標(biāo)調(diào)整為：到2020年，運(yùn)行核電裝機(jī)達(dá)到5800萬(wàn)千瓦，在建達(dá)到3000萬(wàn)千瓦左右。2020年11月27日，華龍一號(hào)全球首堆——中核集團(tuán)福清核電5號(hào)機(jī)組首次并網(wǎng)成功。2021年1月30日，全球第一臺(tái)“華龍一號(hào)”核電機(jī)組——中核集團(tuán)福建福清核電5號(hào)機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)行。2021年5月20日1時(shí)15分，“華龍一號(hào)”海外首堆工程——巴基斯坦卡拉奇2號(hào)機(jī)組正式投入商業(yè)運(yùn)行，標(biāo)志著中國(guó)三代核技術(shù)走向成熟。2021年12月，全球首座采用第四代技術(shù)的石島灣高溫氣冷堆核電站并網(wǎng)成功，中國(guó)四代核技術(shù)已邁入發(fā)展的快車道。1.4.中國(guó)核電發(fā)展現(xiàn)狀中國(guó)大陸地區(qū)在運(yùn)機(jī)組54臺(tái)，在建機(jī)組21臺(tái)。截至2022年7月，我國(guó)所有在運(yùn)的核電機(jī)組共54臺(tái)，裝機(jī)容量約52150兆瓦，在建核電機(jī)組共21臺(tái)，總裝機(jī)容量約23511兆瓦。其中，21臺(tái)在建機(jī)組中有10臺(tái)采用的是華龍一號(hào)。目前國(guó)內(nèi)在運(yùn)及在建核電機(jī)組均位于沿海地區(qū)。2.

“雙碳”目標(biāo)助推核電發(fā)展，行業(yè)市場(chǎng)空間廣闊2.1.核電低碳高效優(yōu)勢(shì)顯著，滲透率有待進(jìn)一步提升核電是一種低碳、高效的清潔能源。核電可明顯減少溫室氣體排放。核電的二氧化碳排放量為12g/kWh，和風(fēng)能的排放量接近，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)能源的二氧化碳排放量。核電的利用效率也是所有發(fā)電設(shè)備中最高的。2018-2021年中國(guó)核電年均利用小時(shí)均在7000小時(shí)以上，而各種發(fā)電設(shè)備的年均利用小時(shí)的平均值不超過(guò)4000小時(shí)，顯著低于核電的利用效率。在幾種清潔能源中，相較于風(fēng)電、太陽(yáng)能，核電發(fā)電不受季節(jié)、環(huán)境的影響，可以全年發(fā)電；相較于水電，雖然核電的成本略高，但對(duì)地理位置不存在要求，綜合來(lái)看，核電是優(yōu)質(zhì)的清潔能源。核電滲透率仍存在提升空間。我國(guó)核電發(fā)電量占總發(fā)電量的比重由2013年的2.1%升至2021年的5.0%，雖然呈現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì)，但占比仍低于火電、水電、風(fēng)電的占比，且顯著低于許多發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家的水平，核電行業(yè)的滲透率有望進(jìn)一步提升。2.2.

“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)，多項(xiàng)核電政策陸續(xù)落地“雙碳”背景促進(jìn)能源體系轉(zhuǎn)型。最近20年，全球變暖、冰川融化、海平面上升、霧霾等一系列極端天氣現(xiàn)象表明溫室效應(yīng)帶來(lái)的氣候變化正嚴(yán)重影響著人類的生存環(huán)境。2016年正式實(shí)施的《巴黎協(xié)定》提出要將全球平均氣溫較前工業(yè)化時(shí)期的上升幅度控制在2℃以內(nèi)。2.3.推進(jìn)核能綜合利用，打開(kāi)新成長(zhǎng)空間隨著“雙碳”戰(zhàn)略的推進(jìn)和核能技術(shù)的不斷發(fā)展，“核電+”將成為一種核能應(yīng)用的新發(fā)展模式。核能將不僅僅扮演提供電力的角色，在核能制氫、區(qū)域供熱、海水淡化等多種非電綜合利用領(lǐng)域都將發(fā)揮功能，這些領(lǐng)域?qū)⒊蔀楹四苄袠I(yè)的新藍(lán)海。核能制氫技術(shù)成熟，綜合優(yōu)勢(shì)明顯。核能制氫主要有傳統(tǒng)電解水制氫、高溫蒸汽電解制氫和高溫?zé)峄瘜W(xué)循環(huán)工藝制氫3類。電解水制氫的效率僅有30%左右，并不適用于規(guī)?；茪?。高溫?zé)峄瘜W(xué)循環(huán)制氫和高溫蒸汽電解制氫比普通電解耗能更少、效率更高，需要用到高溫氣冷堆。而高溫氣冷堆目前在我國(guó)已有較好的研發(fā)基礎(chǔ)，適合大規(guī)模制氫。相較于其他新能源制氫方式，核能高溫氣冷堆制氫的成本是20元/kg，處于較低水平；相較于傳統(tǒng)化石能源制氫方式，核能高溫氣冷堆制氫的成本雖然略高，但碳排放強(qiáng)度在1kgCO2/kgH以下，低于化石能源制氫的碳排放強(qiáng)度10kgCO2/kgH。綜合來(lái)看，核能制氫優(yōu)勢(shì)明顯。政策加持，核能供熱面臨重大機(jī)遇。2016年,國(guó)家發(fā)展改革委和國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布的《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016-2030年）》指出,到2050年,核能供熱具備規(guī)模建設(shè)條件。此后，一系列支持核能供熱的政策相繼出臺(tái)，核能供熱的步伐加快。城市建筑集中供暖面積的持續(xù)增加，也為核能供熱提供了良好的用戶環(huán)境。2013年，我國(guó)城市建筑集中供暖面積為57億平方米，2021年，這一數(shù)值升至99億平方米，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)8%。根據(jù)中核戰(zhàn)略規(guī)劃研究總院的預(yù)測(cè)，2030年我國(guó)城市建筑集中供暖面積將達(dá)到150億平方米，若增長(zhǎng)面積的10%的面積由核能來(lái)供熱,核能供熱面積將達(dá)到5.2億平方米。2.4.電力市場(chǎng)化逐步推進(jìn)，交易規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大核電市場(chǎng)化改革持續(xù)推進(jìn)。2013年以前，核電站的上網(wǎng)電價(jià)較多采用“一廠一價(jià)”

定價(jià)方式，但在該定價(jià)模式下，核電站建設(shè)超期、超預(yù)算的現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮。2013年6月，國(guó)家發(fā)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)0.43元，但同時(shí)規(guī)定，核電含稅價(jià)格與基礎(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。核電上網(wǎng)電價(jià)基本按照“四六分”的定價(jià)機(jī)制，約60%按發(fā)改委核定電價(jià)，剩余部分市場(chǎng)化定價(jià)。自2020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)”的市場(chǎng)化機(jī)制，市場(chǎng)化交易步伐加快。2022年1月，國(guó)家發(fā)展改革委發(fā)布了《關(guān)于加快建設(shè)全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提到要“培育多元競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)主體。有序放開(kāi)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)，分批次推動(dòng)經(jīng)營(yíng)性用戶全面參與市場(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?！?.5.2025年核電行業(yè)市場(chǎng)空間有望超3000億元關(guān)鍵假設(shè)1：《中國(guó)核能年度發(fā)展與展望（2020）》中提到，預(yù)計(jì)到2025年，我國(guó)在運(yùn)核電裝機(jī)達(dá)到7000萬(wàn)千瓦，在建核電裝機(jī)達(dá)到3000萬(wàn)千瓦左右，假設(shè)每年新增核電裝機(jī)相同，則每年每年新增裝機(jī)容量為7338兆瓦。關(guān)鍵假設(shè)2：根據(jù)《氣候變化研究進(jìn)展》的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，核電站每千瓦建造成本在1.2-2.0萬(wàn)元，預(yù)計(jì)2025年樂(lè)觀/保守情況下核電站每千瓦建造成本為2.0/1.2萬(wàn)元。關(guān)鍵假設(shè)3：以2018-2021年核電年均利用小時(shí)平均值為依據(jù)，預(yù)計(jì)2025年樂(lè)觀情況下核電年均利用小時(shí)以1.4%的年均增速增長(zhǎng)，保守情況下核電年均利用小時(shí)保持在2021年的水平。核電售價(jià)以2019-2021年的平均值為依據(jù)，預(yù)計(jì)2025年售價(jià)為0.39元/千瓦時(shí)?；谝陨霞僭O(shè)，2025年保守/樂(lè)觀情況下核電行業(yè)市場(chǎng)空間有望達(dá)3010/3719億元。3.三代技術(shù)日益成熟，四代技術(shù)快速發(fā)展3.1.CAP1400：青出于藍(lán)而勝于藍(lán)AP1000技術(shù)的引進(jìn)為三代技術(shù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。2003年初，為了應(yīng)對(duì)能源總量短缺和氣候變化對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的破壞等矛盾，加快能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整列入中央高層的議事日程。2004年9月，2006年12月，國(guó)家通過(guò)公開(kāi)招標(biāo)，最終做出了引進(jìn)美國(guó)西屋公司AP1000技術(shù)的決定，并開(kāi)工建設(shè)4臺(tái)AP1000機(jī)組（浙江三門(mén)一期2臺(tái)、山東海陽(yáng)一期2臺(tái)）作為自主化依托項(xiàng)目。AP1000采用先進(jìn)的非能動(dòng)技術(shù),安全系統(tǒng)利用物質(zhì)自然特性,比如重力、自然循環(huán)等簡(jiǎn)單原理，在事故后72小時(shí)內(nèi)無(wú)需操縱員動(dòng)作即可保證堆芯和安全殼的冷卻能力，并在有限的操作下可維持7天的長(zhǎng)期冷卻能力。AP1000開(kāi)啟了我國(guó)三代技術(shù)自主化的進(jìn)程。CAP1400是AP1000的創(chuàng)新與發(fā)展。在AP1000機(jī)組建設(shè)的同時(shí)，其各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)，通過(guò)分許可的方式向中核集團(tuán)、中廣核集團(tuán)等核電設(shè)計(jì)企業(yè)，向上海電氣、東方電氣、哈爾濱電氣、中國(guó)一重等裝備制造行業(yè)的15家集團(tuán)70余家單位進(jìn)行了分許可。在對(duì)AP1000消化吸收的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)反應(yīng)堆和所有主設(shè)備重新設(shè)計(jì)，CAP1400（國(guó)和一號(hào)）國(guó)產(chǎn)化標(biāo)準(zhǔn)形成。2014年1月，CAP1400初步設(shè)計(jì)通過(guò)國(guó)家能源局審查。2020年9月28日，我國(guó)三代核電自主化標(biāo)志性成果——“CAP1400”

正式發(fā)布。3.2.華龍一號(hào)：自主研發(fā)，首臺(tái)機(jī)組已運(yùn)行一年華龍一號(hào)是ACP1000與ACPR1000+技術(shù)的融合與創(chuàng)新。2013年4月，國(guó)家能源局主持召開(kāi)了自主創(chuàng)新三代核電技術(shù)合作協(xié)調(diào)會(huì)，中核集團(tuán)和中廣核同意將ACP1000和ACP1000+融合，聯(lián)合開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆華龍一號(hào)。華龍一號(hào)吸收了ACP1000和ACP1000+的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，不僅運(yùn)用了“能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合”的安全設(shè)計(jì)理念、“多重冗余的安全系統(tǒng)”和“177堆芯方案”等先進(jìn)技術(shù)，還使用了自主研發(fā)的CF3先進(jìn)核燃料組件、實(shí)現(xiàn)18個(gè)月?lián)Q料周期，充分保證了核電廠的安全性、經(jīng)濟(jì)性和先進(jìn)性，滿足國(guó)際最高安全標(biāo)準(zhǔn)要求，是全球接受度最高的三代核電技術(shù)之一。全球已建成4臺(tái)機(jī)組。2020年11月27日，華龍一號(hào)全球首堆——中核集團(tuán)福清核電5號(hào)機(jī)組首次并網(wǎng)成功，并于2021年1月30日投入商業(yè)運(yùn)行。2021年5月20日，“華龍一號(hào)”海外首堆工程——巴基斯坦卡拉奇2號(hào)機(jī)組正式投入商業(yè)運(yùn)行。2022年1月1日，中核集團(tuán)福清核電6號(hào)機(jī)組首次并網(wǎng)成功。2022年4月18日，巴基斯坦卡拉奇3號(hào)機(jī)組通過(guò)臨時(shí)驗(yàn)收。至此，華龍一號(hào)海外首個(gè)工程兩臺(tái)機(jī)組全面建成投產(chǎn)。3.3.核電審批重啟后，三代機(jī)組成為主力機(jī)型連續(xù)3年“零審批”時(shí)期已結(jié)束。受2011年日本福島核泄漏事故的影響，加上我國(guó)自主研發(fā)的三代技術(shù)“華龍一號(hào)”和“國(guó)和一號(hào)”尚不成熟，核電站審批工作放緩。2015年，我國(guó)批準(zhǔn)8臺(tái)核電機(jī)組，之后2016-2018年連續(xù)三年“零審批”。2019年7月25日，國(guó)家能源局召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì)，明確山東榮成、福建漳州和廣東太平嶺核電項(xiàng)目核準(zhǔn)開(kāi)工，中國(guó)核電行業(yè)經(jīng)歷了3年多的“零核準(zhǔn)”狀態(tài)宣告結(jié)束。三代核電機(jī)組已成為主力機(jī)型。2012年國(guó)務(wù)院審議通過(guò)的《核設(shè)施安全檢查報(bào)告》、《核安全規(guī)劃》、《核電安全規(guī)劃（2011-2020）》和《核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年，調(diào)整）》等四個(gè)文件，明確了“按照全球最高安全要求新建核電項(xiàng)目，新建核電機(jī)組必須符合三代安全標(biāo)準(zhǔn)”等核電發(fā)展原則和要求。2019年以來(lái)新批準(zhǔn)的核電機(jī)組均采用三代以上技術(shù)。目前在建的21臺(tái)核電機(jī)組中，有19臺(tái)采用的是三代核電技術(shù)，2臺(tái)采用的是四代核電技術(shù)。國(guó)內(nèi)建設(shè)與國(guó)外出口并行。據(jù)中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)《中國(guó)核能發(fā)展與展望（2021）》，我國(guó)自主三代核電有望按照每年6-8臺(tái)機(jī)組的核準(zhǔn)節(jié)奏穩(wěn)步推進(jìn)。在國(guó)內(nèi)三代機(jī)組穩(wěn)步發(fā)展的同時(shí)，我國(guó)核電也加快了走出去的步伐。目前我國(guó)的華龍一號(hào)、國(guó)和一號(hào)和玲瓏一號(hào)，均已通過(guò)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的通用設(shè)計(jì)審查，具備出口條件。在我國(guó)和國(guó)外的合作項(xiàng)目中，采用華龍一號(hào)技術(shù)的卡拉奇核電站2號(hào)機(jī)組已投入運(yùn)行，3號(hào)機(jī)組通過(guò)臨時(shí)驗(yàn)收，4號(hào)機(jī)組已經(jīng)在建，阿根廷阿圖查核電站4號(hào)機(jī)組已經(jīng)在規(guī)劃當(dāng)中。3.4.四代技術(shù)快速發(fā)展，有望成為未來(lái)主流四代核電技術(shù)持續(xù)發(fā)展。1999年6月，美國(guó)能源部首次提出了第四代核電站的倡議。2000年1月，美國(guó)、英國(guó)、南非、日本、法國(guó)、加拿大、巴西、韓國(guó)和阿根廷共9個(gè)有意發(fā)展核能的國(guó)家，聯(lián)合組成了“第四代國(guó)際核能論壇”(GIF)，瑞士于2002年2月加入，上述各國(guó)對(duì)第四代核電站堆型的技術(shù)方向形成共識(shí)，即在2030年以前開(kāi)發(fā)六種第四代核電站的新堆型，包括超高溫氣冷堆（VHTR）、超臨界水堆（SCWR）、鈉冷快堆（SFR）、氣冷快堆（GFR）、鉛冷快堆（LFR）和熔鹽堆（MSR）。我國(guó)四代技術(shù)世界領(lǐng)先。目前國(guó)內(nèi)共有3種四代核電技術(shù)。2011年7月21日，我國(guó)首座鈉冷快堆——中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆成功實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，將天然鈾資源的利用率從壓水堆的1%提高到60-70%。2021年12月20日，石島灣高溫氣冷堆核電站1號(hào)反應(yīng)堆首次并網(wǎng)成功，標(biāo)志著全球首座具有第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)特征的球床模塊式高溫氣冷堆，在我國(guó)實(shí)現(xiàn)了從“實(shí)驗(yàn)室”到“工程應(yīng)用”質(zhì)的飛躍。世界首座釷基熔鹽堆——甘肅武威釷鹽核反應(yīng)堆主體工程已于2021年5月基本完工，由于該技術(shù)使用氟化鹽作為冷卻劑，無(wú)需耗費(fèi)大量水資源，對(duì)核電站的選址要求更低，應(yīng)用潛力巨大。4.核電產(chǎn)業(yè)鏈分析：國(guó)企壟斷為主，部分細(xì)分領(lǐng)域民營(yíng)表現(xiàn)亮眼4.1.核電產(chǎn)業(yè)概況核電產(chǎn)業(yè)鏈上游為核燃料循環(huán)，即鈾的采掘提取、燃料組件的加工制造及乏燃料循環(huán)處理，中游為核電設(shè)備，包括核島設(shè)備、常規(guī)島設(shè)備及輔助設(shè)備，下游為核電站運(yùn)營(yíng)管理，包括核電站的設(shè)計(jì)建造、運(yùn)營(yíng)發(fā)電。4.2.上游：核燃料循環(huán)核燃料循環(huán)是核能發(fā)展的物質(zhì)和技術(shù)基礎(chǔ)。核燃料循環(huán)是指核燃料的獲得、使用、處理、回收利用的全過(guò)程，分為核燃料進(jìn)入反應(yīng)堆前的制備和在反應(yīng)堆中燃燒后的處理兩個(gè)過(guò)程，展現(xiàn)了核燃料在反應(yīng)堆中只能燒到一定程度就必須卸出并換上新燃料的特點(diǎn)。乏燃料(即燒過(guò)的燃料)中的鈾和钚可以分離出來(lái)并返回反應(yīng)堆，作為燃料循環(huán)使用，形成核燃料的循環(huán)。鈾濃縮是核燃料生產(chǎn)關(guān)鍵。核電站使用的核燃料要求鈾235的含量在2％至5％之間，但在天然鈾中，鈾235的含量只有0.71％，其余為鈾238，因此需要提高鈾235的含量。鈾濃縮離心機(jī)技術(shù)利用高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生很強(qiáng)的離心力場(chǎng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)鈾235和鈾238的分離。但由于該技術(shù)具有較高的壁壘，目前僅有中核集團(tuán)掌握該項(xiàng)技術(shù)。乏燃料后處理是核燃料循環(huán)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。乏燃料是指在核反應(yīng)堆中，經(jīng)受過(guò)輻射照射后從堆中卸出，且不再在該堆中使用的核燃料。乏燃料后處理主要有以下幾點(diǎn)作用：1）在乏燃料中不僅含有大量尚未反應(yīng)可轉(zhuǎn)換材料，而且含有相當(dāng)數(shù)量的剩余易裂變材料，通過(guò)后處理可以充分利用核能資源；2）乏燃料后處理有助于降低每公斤燃料費(fèi)用，提高可轉(zhuǎn)換材料的利用率，促進(jìn)反應(yīng)堆朝著先進(jìn)的增殖反應(yīng)堆發(fā)展；

3）整個(gè)核工業(yè)中產(chǎn)生的放射性物質(zhì)，絕大部分要由后處理工廠進(jìn)行分離、處理并將廢物以安全、可靠的方式永久處置，后處理對(duì)保障核燃料工業(yè)環(huán)境安全其關(guān)鍵作用；

4）后處理是生產(chǎn)核武器所需的钚-239必經(jīng)的一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，有助于保持、加強(qiáng)我國(guó)戰(zhàn)略核威懾力量。我國(guó)乏燃料后處理市場(chǎng)需求緊迫。根據(jù)國(guó)家能源局估算，一臺(tái)百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆核電站，每年產(chǎn)生的乏燃料約20-25噸。截至2022H1，中國(guó)大陸地區(qū)已運(yùn)行核電機(jī)組裝機(jī)容量達(dá)52150MWe，對(duì)應(yīng)乏燃料年產(chǎn)量將達(dá)到1000噸以上。我國(guó)目前的乏燃料累積量已超8000噸，預(yù)計(jì)到2050年我國(guó)乏燃料累積量將達(dá)到114500噸。隨著乏燃料累計(jì)量的不斷擴(kuò)大，全國(guó)乏燃料政府性基金支出從2017年開(kāi)始不斷增長(zhǎng)，2021年全國(guó)乏燃料政府性基金支出為45億元，同比+28%。中核集團(tuán)在核燃料循環(huán)領(lǐng)域一家獨(dú)大。中核集團(tuán)是國(guó)家授權(quán)的進(jìn)行核燃料專營(yíng)的唯一機(jī)構(gòu)，由中國(guó)原子能工業(yè)有限公司代表公司統(tǒng)一管理經(jīng)營(yíng)核燃料產(chǎn)業(yè)，負(fù)責(zé)核燃料加工制造，包括鈾純化、鈾轉(zhuǎn)化、鈾濃縮、核燃料元件加工制造、核材料研發(fā)等，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)突出。在乏燃料處理領(lǐng)域，中核集團(tuán)旗下的中核瑞能有限公司在甘肅省擁有中國(guó)唯一在運(yùn)的乏燃料后處理廠，中核龍瑞科技公司也正在甘肅核技術(shù)產(chǎn)業(yè)園建設(shè)一座示范性的舊燃料處理廠，年處理能力為200噸，預(yù)計(jì)2025年開(kāi)始運(yùn)營(yíng)。4.3.中游：設(shè)備制造核電設(shè)備包括核島、常規(guī)島及輔助設(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，是核電站所有設(shè)備中工藝最復(fù)雜、投入成本最高的部分，投資成本占比達(dá)51%。核島設(shè)備中，反應(yīng)堆壓力容器、主管道及熱交換器和蒸汽發(fā)生器是核島設(shè)備中的主要關(guān)鍵設(shè)備，因而投資占比也最高。常規(guī)島利用蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)從而帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電，主要包括汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和汽水分離再熱器等設(shè)備。輔助系統(tǒng)（BOP）主要包括數(shù)字化控制系統(tǒng)、暖通系統(tǒng)，保障核電站平穩(wěn)運(yùn)行，工程規(guī)模最小。核島設(shè)備供應(yīng)以四大國(guó)企為主。目前反應(yīng)堆壓力容器、堆內(nèi)構(gòu)件、蒸汽發(fā)生器等設(shè)備由于質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)苛，制造成本較高，且屬于重型機(jī)械，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)、準(zhǔn)入資質(zhì)和資金實(shí)力都有較高要求，因此被上海電氣、東方電氣、中國(guó)一重和哈電集團(tuán)四大國(guó)企壟斷。上海電氣、東方電氣、中國(guó)一重均為上市公司，哈電集團(tuán)旗下的哈電股份和佳電股份為上市公司，業(yè)務(wù)分別涉及控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和電機(jī)、主氦風(fēng)機(jī)。4.3.1.四川華都：控制棒領(lǐng)域龍頭四川華都核設(shè)備制造有限公司成立于2008年4月，公司已具備年產(chǎn)六座百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆所需控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的綜合能力，承接并批量化生產(chǎn)了“華龍一號(hào)”福清5、6號(hào)機(jī)組、卡拉奇K2/K3等機(jī)組CRDM設(shè)備的供貨合同，成為引領(lǐng)“華龍一號(hào)”

控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)研制生產(chǎn)的先行者。同時(shí)公司還承擔(dān)了熔鹽堆、浮動(dòng)堆、鉛鉍堆等各種類型反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研制與生產(chǎn)任務(wù)，是目前國(guó)內(nèi)研制控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)種類最多的企業(yè)之一。4.3.2.

江蘇神通與中核科技：核級(jí)閥門(mén)供應(yīng)商江蘇神通于2010年上市，是國(guó)內(nèi)首批進(jìn)軍核電領(lǐng)域的企業(yè)之一。自2008年以來(lái)，公司已成為我國(guó)核電閥門(mén)的主要供應(yīng)商，獲得了已招標(biāo)核級(jí)蝶閥、核級(jí)球閥90%以上的訂單。公司的閥門(mén)產(chǎn)品覆蓋AP1000、華龍一號(hào)、CAP1400、快堆及高溫氣冷堆等主力堆型，已具備核級(jí)蝶閥、球閥、調(diào)節(jié)閥、隔膜閥、儀表閥、地坑過(guò)濾器等產(chǎn)品的供貨能力，同時(shí)也是核一級(jí)法蘭、鍛件的主要供應(yīng)商。2021年，公司核電行業(yè)收入為5.05億元，占總收入比重達(dá)26%，核電行業(yè)毛利率為41%。中核科技于1997年上市，是中國(guó)閥門(mén)行業(yè)和中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)有限公司所屬的首家上市企業(yè)，在核電站用關(guān)鍵閥門(mén)、核燃料真空閥及濃縮鈾生產(chǎn)關(guān)鍵閥門(mén)等領(lǐng)域擁有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的研發(fā)制造能力，研制的“華龍一號(hào)”核一級(jí)穩(wěn)壓器快速卸壓閥居國(guó)際領(lǐng)先水平，核二級(jí)主蒸汽隔離閥、CAP1400系列關(guān)鍵閥門(mén)、安全殼延伸功能地坑閥等產(chǎn)品居國(guó)際先進(jìn)水平。2021年，公司核電行業(yè)收入為3.31億元，占總收入比重達(dá)21%，核電行業(yè)毛利率為18%。中核科技核電行業(yè)毛利率顯著低于江蘇神通主要是在產(chǎn)品上有所區(qū)別，江蘇神通的核電閥門(mén)不僅種類更豐富，還有核級(jí)法蘭、鍛件等其他核電設(shè)備產(chǎn)品。4.3.3.森源電氣：核電開(kāi)關(guān)設(shè)備供應(yīng)商河南森源電氣股份有限公司于2010年上市，公司主要產(chǎn)品包括高低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備及電器元器件、變壓器成套系列產(chǎn)品、核電電力裝備等。公司研制的華龍一號(hào)機(jī)組核電1E級(jí)開(kāi)關(guān)柜，達(dá)到了國(guó)際三代核電技術(shù)的先進(jìn)水平。公司研制了霞浦核電站示范快堆1E級(jí)開(kāi)關(guān)柜，實(shí)現(xiàn)了全面掌握第四代核電開(kāi)關(guān)設(shè)備技術(shù)。公司成功獲批在民用核安全設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造方面增加1E級(jí)交流中壓熔斷器-接觸器柜，額定電流范圍從1600A提升到4000A，為公司核電產(chǎn)品打開(kāi)了廣闊的市場(chǎng)空間。4.3.4.

遠(yuǎn)東股份與尚緯股份：核電電纜供應(yīng)商遠(yuǎn)東智慧能源股份有限公司于1995年上市，其下屬安徽電纜股份有限公司是核電電纜市場(chǎng)首選品牌，具有3代核電K1