核能產(chǎn)業(yè)專題研究及行業(yè)跟蹤:解析高溫氣冷堆的綜合應(yīng)用_第1頁
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證券研究報(bào)告請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后第25頁起的免責(zé)條款和聲明中信證券CITICSECURITIES中信證券研究部唐川林解析高溫氣冷堆的綜合應(yīng)用核心觀點(diǎn)相比傳統(tǒng)三代壓水堆,高溫氣冷堆在熱電聯(lián)產(chǎn)、內(nèi)陸發(fā)電、核能制氫等領(lǐng)域具備優(yōu)勢(shì)。隨著高溫氣冷堆的應(yīng)用前景逐漸拓展,其經(jīng)濟(jì)價(jià)值有望持續(xù)提升,成為中國(guó)核電未來發(fā)展中的一大重要堆型。預(yù)計(jì)未來隨著高溫氣冷堆技術(shù)的商運(yùn)推廣,將對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈形成較強(qiáng)的拉動(dòng)作用??紤]到高溫氣冷堆產(chǎn)業(yè)鏈各生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)入交付周期,我們看好相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的投資機(jī)會(huì)。重點(diǎn)推薦紐威股份、久立特材,建議關(guān)注:中國(guó)核建、中核科技、中密控股等。鋼鐵行業(yè)首席分析師李超新材料行業(yè)首席分析師敖翀金屬行業(yè)首席分析師王喆能源與材料產(chǎn)業(yè)首席分析師▍高溫氣冷堆在熱電聯(lián)產(chǎn)具有廣闊應(yīng)用空間。高溫氣冷堆具有固有安全性、堆芯出口溫度高、熱效率高等特點(diǎn),能夠通過熱電聯(lián)產(chǎn)滿足不同層次的熱力需求。此外,高溫氣冷堆產(chǎn)出的高溫蒸汽可涵蓋石化行業(yè)的主要用汽需求,同時(shí)有效緩解我國(guó)碳排放壓力。根據(jù)人民政協(xié)網(wǎng),目前一臺(tái)60萬千瓦的高溫氣冷堆每年可以減少二氧化碳排放約300萬噸,減少能源消費(fèi)約100萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。▍高溫氣冷堆在內(nèi)陸發(fā)電中彰顯優(yōu)勢(shì),有望大規(guī)模替代30萬kw以下火電機(jī)組。高溫氣冷堆具備小型化、高安全性和模塊化特點(diǎn),能夠靈活配置裝機(jī)容量;固有安全性高,能夠在安全事故情況下緊急停堆,廠址選擇更加靈活;污染氣體流出物含量低,對(duì)環(huán)境更友好。高溫氣冷堆在火電廠址復(fù)用方面前景廣闊,我們以高溫氣冷堆替代30%的火電機(jī)組測(cè)算,未來火電復(fù)用核電裝機(jī)容量約為64.750GW。▍高溫氣冷堆技術(shù)可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、工業(yè)化、低成本地制取綠氫,是未來氫氣大規(guī)模供應(yīng)的重要解決方案。目前高溫氣冷堆的主要制氫路線包括甲烷、烴類蒸汽重整、高溫蒸汽電解(SOEC等)以及熱化學(xué)循環(huán)(碘硫循環(huán)和混合硫循環(huán))等。其中核能甲烷蒸汽重整制氫的經(jīng)濟(jì)性已與灰氫打平,根據(jù)《HydrogenProductionUsingNuclearEnergy》(IAEA發(fā)布)測(cè)算,截至2013年底,高溫氣冷堆甲烷蒸汽重整制氫的生產(chǎn)成本有望達(dá)到1.25美元/kg,與傳統(tǒng)制氫技術(shù)成本持平,其余制氫技術(shù)路線仍有待進(jìn)一步降本。此外,核能制氫可被廣泛應(yīng)用于直接還原煉鐵、合成氨、煤液化、石油精煉等多個(gè)領(lǐng)域。▍行情回顧:根據(jù)Wind,2024.1.1-2024.1.14,核能核電指數(shù)上漲1.72%,跑贏滬深300指數(shù)6pct。核能細(xì)分行業(yè)中,核電材料、核電設(shè)備、核電建設(shè)、核電運(yùn)營(yíng)商期間漲跌幅分別為-4.2%、-1.83%、-0.43%、8.28%。▍行業(yè)信息:2024年1月1日,中核集團(tuán)旗下中國(guó)核電投資控股的秦山核電基地9臺(tái)核電機(jī)組2023年度平均能力因子達(dá)到96.8%,在全球6臺(tái)機(jī)組及以上核電基地中位列第一,創(chuàng)造了同類基地安全穩(wěn)定運(yùn)行的新紀(jì)錄。1月8日,由中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院自主設(shè)計(jì)、研發(fā)和制造的華能海南昌江核電3號(hào)機(jī)組安全級(jí)DCS設(shè)備正式發(fā)運(yùn)。▍風(fēng)險(xiǎn)因素:核能項(xiàng)目審批不及預(yù)期;高溫氣冷堆造價(jià)及建設(shè)周期高于預(yù)期;行業(yè)回款資金不及預(yù)期;技術(shù)開發(fā)不及預(yù)期;核能在其他綜合利用領(lǐng)域推進(jìn)不及預(yù)期。▍投資策略。由于高溫氣冷堆的安全性遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)三代反應(yīng)堆,同時(shí)在應(yīng)用場(chǎng)景的廣泛性相比三代堆及其他四代堆型具備優(yōu)勢(shì),在未來有望成為國(guó)內(nèi)核電建設(shè)中一大重要堆型。隨著石島灣高溫氣冷堆示范工程投入商運(yùn),國(guó)內(nèi)高溫氣冷堆儲(chǔ)備項(xiàng)請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明2目有望加速建設(shè)、新增商運(yùn)項(xiàng)目有望加速涌現(xiàn),高溫氣冷堆產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)進(jìn)入接單和交付周期,我們看好高溫氣冷堆相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的投資機(jī)會(huì)。建議重點(diǎn)關(guān)注三條核心主線:一、高溫氣冷堆設(shè)備和材料方面,建議關(guān)注:主氦風(fēng)機(jī)(佳電股份、上海電氣)、密封(中密控股)、容器(科新機(jī)電、中國(guó)一重)、閥門(江蘇神通、中核科技、紐威股份)、核燃料(沃爾核材、東方鋯業(yè))、核島關(guān)鍵設(shè)備(融發(fā)核電)、鍛件(應(yīng)流股份、南風(fēng)股份)等;二、高溫氣冷堆運(yùn)營(yíng)商及工程建設(shè)方面,近年來高溫氣冷堆項(xiàng)目將逐漸啟動(dòng)建設(shè),建議關(guān)注運(yùn)營(yíng)商(中國(guó)核電)、工程建設(shè)(中國(guó)核建三、核電技術(shù)和服務(wù)方面,建議關(guān)注以乏燃料處理為主營(yíng)業(yè)務(wù)的蘭石重裝、安泰科技等。維持核能行業(yè)“強(qiáng)于大市”評(píng)級(jí)。重點(diǎn)公司盈利預(yù)測(cè)及投資評(píng)級(jí)中信證券CITICSECURITIESCITICSECURITIES請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明3專題:高溫氣冷堆的綜合運(yùn)用場(chǎng)景 6熱電聯(lián)產(chǎn):兼具經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境保護(hù),發(fā)展前景廣闊 6高溫工業(yè)蒸汽:高溫氣冷堆可與石化、稠油熱采耦合 7高溫氣冷堆在內(nèi)陸發(fā)電的優(yōu)勢(shì) 9高溫氣冷堆替代單機(jī)組容量30萬kw及以下煤電機(jī)組的測(cè)算 核能制氫:高溫氣冷堆終極應(yīng)用場(chǎng)景,制氫成本具備經(jīng)濟(jì)性 行業(yè)基本面跟蹤(2024.1.1-2024.1.14) 行情跟蹤與回顧 上市公司信息跟蹤 21近兩周上市公司重大公告 21行業(yè)信息跟蹤 22 22 23風(fēng)險(xiǎn)因素 24請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明4插圖目錄圖1:高溫氣冷堆技術(shù)型譜發(fā)展路線 6圖2:2012-2022年我國(guó)城市集中供熱面積 7圖3:2012-2022年我國(guó)蒸汽、熱水供熱總量 7圖4:供汽版高溫氣冷堆技術(shù)方案 7圖5:核島廠房布置 7圖6:化工園區(qū)工業(yè)蒸汽需求參數(shù) 8圖7:石化行業(yè)能源結(jié)構(gòu)與碳排放占比 8圖8:高溫氣冷堆與稠油熱采耦合 9圖9:高溫氣冷堆相比傳統(tǒng)壓水堆選址要求更低,適合內(nèi)陸建設(shè) 圖10:核電制氫技術(shù)路線 圖11:天然氣重整制氫流程圖 圖12:HTR-PM甲烷蒸汽重整制氫工藝流程圖 圖13:固體氧化物電解制氫原理示意圖 圖14:高溫氣冷堆耦合高溫電解制氫系統(tǒng) 圖15:高溫氣冷堆碘硫循環(huán)制氫原理示意圖 圖16:混合硫循環(huán)原理示意圖 圖17:核能制氫成本對(duì)比主流制氫方法 圖18:中國(guó)寶武低碳冶金技術(shù)路線圖 圖19:核電核能行業(yè)行情表現(xiàn)(2024.1.1-2024.1.14) 圖20:核電細(xì)分市場(chǎng)行情表現(xiàn)(2024.1.1-2024.1.14) 圖21:核能行業(yè)個(gè)股漲幅前五(2024.1.1-2024.1.14) 圖22:核能行業(yè)個(gè)股跌幅前五(2024.1.1-2024.1.14) 圖23:CME鈾期貨近月合約價(jià)格 圖24:中國(guó):價(jià)格:海綿鋯(≥99%,國(guó)產(chǎn)) 圖25:中國(guó)核電建設(shè)投資完成額 圖26:中國(guó)核電建設(shè)投資完成額:累計(jì)同比 圖27:中國(guó)當(dāng)月核電發(fā)電量 圖28:中國(guó)核電發(fā)電量累計(jì)同比 圖29:中國(guó)核電累計(jì)裝機(jī)容量 20請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明5表格目錄表1:高溫氣冷堆主要項(xiàng)目設(shè)計(jì)參數(shù) 9表2:高溫氣冷堆氣體流出物相比于秦山核電站核廢水減排量 表3:各省市30萬kw及以下的現(xiàn)役煤電機(jī)組核電替代測(cè)算 表4:主要核電國(guó)家核能制氫發(fā)展情況 表5:全國(guó)在建核電機(jī)組情況 表6:國(guó)內(nèi)已核準(zhǔn)擬建核電機(jī)組情況 20表7:近兩周(1月1日-1月14日)公司公 21表8:近兩周(1月1日-1月14日)公司公告——股票異常波動(dòng) 21表9:近兩周(1月1日-1月14日)核能行業(yè)主要 22表10:近兩周(1月1日-1月14日)核能行業(yè)主要海外新聞 23中信證券CITICSECURITIESCITICSECURITIES請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明6隨著高溫氣冷堆的技術(shù)發(fā)展,其可逐步應(yīng)用于供熱、供電與制氫三大板塊。高溫氣冷堆的技術(shù)迭代路徑分三版:第一版為翻版改進(jìn)型高溫堆,總功率達(dá)200-600MWe,其可應(yīng)用于熱電聯(lián)產(chǎn)和提供高溫工業(yè)蒸汽;第二版為超臨界版高溫堆,反應(yīng)堆出口溫度可達(dá)750℃,可應(yīng)用于火電原址復(fù)用;第三版為制氫版超高溫堆,反應(yīng)堆出口溫度達(dá)到950℃,能夠?qū)崿F(xiàn)核能制氫。隨著高溫氣冷堆技術(shù)的深入研發(fā)攻關(guān),未來高溫氣冷堆有望在熱電聯(lián)產(chǎn)、火電原址復(fù)用、核能制氫等多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)揮重要作用。資料來源:中核能源科技代表林立志于2023年第二屆中國(guó)核能高質(zhì)量熱電聯(lián)產(chǎn):兼具經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境保護(hù),發(fā)展前景廣闊熱電聯(lián)產(chǎn)是高溫氣冷堆能最快落地的應(yīng)用場(chǎng)景之一。高溫氣冷堆具有固有安全性、堆芯出口溫度高、熱效率高等特點(diǎn),能夠通過熱電聯(lián)產(chǎn)滿足不同層次的熱力需求。根據(jù)《全球首座第四代核電站商運(yùn)投產(chǎn)》(記者張曉華、鄧暉發(fā)表于《光明日?qǐng)?bào)》清華大學(xué)研發(fā)并實(shí)現(xiàn)的模塊式高溫氣冷堆技術(shù)可以提供300-500℃高參數(shù)工業(yè)蒸汽,實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)。該技術(shù)采用標(biāo)準(zhǔn)化模塊的概念,每個(gè)模塊功率約10萬千瓦;多個(gè)模塊并聯(lián),可以形成20萬千瓦和60萬千瓦機(jī)組,在我國(guó)的工業(yè)蒸汽應(yīng)用市場(chǎng)上已經(jīng)具備商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。供熱規(guī)模穩(wěn)中有升,高溫氣冷堆熱電聯(lián)產(chǎn)具有廣闊空間。根據(jù)中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部,伴隨我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程,我國(guó)城市集中供熱面積也持續(xù)增長(zhǎng),從2012年的51.84億平方米增長(zhǎng)至2022年的111.25億平方米,年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)7.94%。蒸汽和熱水供熱總量近年也穩(wěn)中有升,2022年我國(guó)蒸汽供熱總量達(dá)67113萬吉焦,熱水供熱總量達(dá)361226萬吉焦。供熱規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)的同時(shí),供熱環(huán)?;彩且淮筅厔?shì),為高溫氣冷堆熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)展提供了廣闊空間。中信證券CITICSECURITIESCITICSECURITIES請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明70城市集中供熱面積─YoY蒸汽供熱總量熱水供熱總量—YoY50高溫氣冷堆熱電聯(lián)產(chǎn)具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性。我國(guó)北方大中城市大量依靠燃煤熱電廠在發(fā)電同時(shí)為居民供熱,而在一些環(huán)境要求高的大城市,采用的則是大型天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)進(jìn)行供熱。根據(jù)《我國(guó)高溫氣冷堆發(fā)展戰(zhàn)略研究》(張作義著如果能在一個(gè)距離城市邊界30-50km的廠址上建設(shè)4-6臺(tái)60萬千瓦高溫氣冷堆熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組,可以形成大容量區(qū)域熱電聯(lián)產(chǎn)中心,抽氣供熱1×108m2,產(chǎn)生的電能可以支撐另外1×108m2的散戶電采暖,在其他季節(jié)發(fā)電上網(wǎng),較燃煤燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)具有更強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力和環(huán)境效益。高溫工業(yè)蒸汽:高溫氣冷堆可與石化、稠油熱采耦合供汽版高溫氣冷堆技術(shù)方案已經(jīng)成型。目前,中核能源已經(jīng)成功研制了供汽版高溫氣冷堆的技術(shù)方案。此方案下,各個(gè)模塊具有獨(dú)立性,且能夠相互備份,因此任何一個(gè)NSSS(核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng))模塊停下都不會(huì)影響整體供熱,具備持續(xù)供熱的能力。此方案也能夠充分發(fā)揮高溫氣冷堆的高溫多用途特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。在系統(tǒng)布置方面,核島廠房由3個(gè)反應(yīng)堆廠房、核輔助廠房和電氣廠房組成。它們一字排開,彼此互不影響,每個(gè)模組可獨(dú)立運(yùn)行,輪流停堆檢修。乏燃料廠房、共用廠房則為3模組共用。質(zhì)量發(fā)展大會(huì)上的演講資料(轉(zhuǎn)引自中國(guó)能源研究會(huì)核能專委會(huì)微質(zhì)量發(fā)展大會(huì)上的演講資料(轉(zhuǎn)引自中國(guó)能源研究會(huì)核能專委會(huì)微中信證券CITICSECURITIESCITICSECURITIES請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明8“雙碳”目標(biāo)背景下,石化行業(yè)面臨綠色低碳清潔化轉(zhuǎn)型的壓力。石化產(chǎn)業(yè)作為煤炭消耗和二氧化碳“排放大戶”,在“雙碳”背景下,其后續(xù)發(fā)展正面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。2021年10月18日,國(guó)家發(fā)改委等五部委聯(lián)合發(fā)布《國(guó)家發(fā)展改革委等部門關(guān)于嚴(yán)格能效約束推動(dòng)重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能降碳的若干意見》,公布《石化化工重點(diǎn)行業(yè)嚴(yán)格能效約束推動(dòng)節(jié)能降碳行動(dòng)方案(2021-2025年)》,方案明確鼓勵(lì)石化基地或大型園區(qū)開展核電供熱供電示范應(yīng)用。高溫氣冷堆能夠良好適配石化行業(yè)需求,減排效益顯著。高溫堆蒸汽參數(shù)(13.9MPa/570℃),可以涵蓋石化的主要用汽需求,且石化行業(yè)的能源需求與高溫堆“氫、汽、水熱、電”產(chǎn)品高度契合,具有較好的匹配性。此外,高溫氣冷堆可以有效緩解我國(guó)碳排放壓力。根據(jù)《尋找能源未來——兩會(huì)上的能源聲音》(王碩、高志民、王菡娟發(fā)表于人民政協(xié)網(wǎng)一臺(tái)60萬千瓦的高溫氣冷堆每年可以減少二氧化碳排放約300萬噸,減少能源消費(fèi)約100萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。在石油化工行業(yè)中,電力、蒸汽和化石能源燃燒的碳排放總占比高達(dá)96.6%,與高溫氣冷堆耦合后將為二氧化碳減排做出巨大貢獻(xiàn)。質(zhì)量發(fā)展大會(huì)上的演講資料(轉(zhuǎn)引自中國(guó)能源研究會(huì)核能專委會(huì)微質(zhì)量發(fā)展大會(huì)上的演講資料(轉(zhuǎn)引自中國(guó)能源研究會(huì)核能專委會(huì)微高溫氣冷堆可助力稠油熱采石化工藝。根據(jù)《稠油開采大變革——從蒸汽吞吐熱采到化學(xué)復(fù)合冷采》(方吉超著截至2022年年底,我國(guó)稠油探明儲(chǔ)量超50億噸,但平均采收率不足20%,開采潛力巨大。我國(guó)稠油主要分布于遼河、新疆(克拉瑪依)、勝利和河南等油田,其開發(fā)主要通過熱力采油法實(shí)現(xiàn),其中蒸汽吞吐和蒸汽驅(qū)動(dòng)是使用范圍最廣、采出油量最多的方式,這兩種方式均需采用高溫高壓蒸汽。我國(guó)熱采以蒸汽吞吐法為主,其產(chǎn)量約占熱采稠油產(chǎn)量的80%。高溫堆的主蒸汽可滿足稠油熱采蒸汽不同壓力和溫度的需求,并且可根據(jù)用戶需要進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)。請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明9堆芯體積小型化,小功率發(fā)電可降低對(duì)外輻射性。國(guó)家能源局表示,要積極開展小堆、四代堆等新一代核電技術(shù)的研發(fā)示范工作,高溫氣冷堆(HTR-PM)作為四代小堆研究中比較成熟的堆型,具有小型化、高安全和模塊化的技術(shù)特點(diǎn),反應(yīng)堆采用緊湊式布局,占地面積小,“模塊式”特點(diǎn)使其可以在建設(shè)時(shí)根據(jù)需求靈活配置裝機(jī)容量。另外,根據(jù)中國(guó)華能官網(wǎng),高溫氣冷堆的最小單位模塊功率可達(dá)100MW,堆功率小,堆芯放射性物質(zhì)低,對(duì)環(huán)境和公眾的影響也比較小。度度固有安全性較高,可降低核電站選址要求。高溫氣冷堆采用耐高溫的石墨作為慢化劑和堆芯材料,使用耐高溫陶瓷型碳包覆顆粒球形燃料元件,可以在任何安全事故情況下緊急停堆,因此安全性非常高。由于核電站周邊需要設(shè)置非居住區(qū)、規(guī)劃限制區(qū)和應(yīng)急計(jì)劃區(qū)(三區(qū))。根據(jù)中國(guó)華能集團(tuán)官網(wǎng),常規(guī)的核電站應(yīng)急計(jì)劃區(qū)半徑可達(dá)數(shù)十千米,這對(duì)核電站選址有較大限制,而高溫氣冷堆由于其固有安全性,按照事故條件下相同放射性劑量標(biāo)準(zhǔn)測(cè)算,技術(shù)上可以讓三區(qū)半徑大大縮小到500米以內(nèi),從而使得廠址地更為廣泛。請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明10污染氣體流出物含量降低,對(duì)環(huán)境非常友好。相比于傳統(tǒng)反應(yīng)堆的水冷卻,高溫氣冷堆采用了氣體冷卻技術(shù),每年產(chǎn)生的工藝廢液僅有0.1m3,是壓水堆核電機(jī)組的萬分之一,地面疏水和設(shè)備去污水約為壓水堆機(jī)組的1/20,放射性固體廢物約為壓水堆的1/5,液態(tài)放射性流出物可實(shí)現(xiàn)0排放,氣體流出物方面,高溫氣冷堆的惰性氣體、碘、氚和碳-14的排放量也都小于傳統(tǒng)的核電站廢水排放量標(biāo)準(zhǔn),大大降低對(duì)環(huán)境的影響。表2:高溫氣冷堆氣體流出物相比于秦山核電站核秦山核電站核廢水排放標(biāo)準(zhǔn)碘氚碳-144.90E+12高溫氣冷堆在火電廠址復(fù)用方面前景廣闊。在“雙碳”背景下,關(guān)停30萬kw以下的火電機(jī)組已經(jīng)成為大趨勢(shì),火電站廠址的特點(diǎn)比較符合高溫氣冷堆的選址要求,火電廠廠房和設(shè)備經(jīng)過評(píng)估和少量改造后,可直接用于高溫氣冷堆核電廠,因此高溫氣冷堆在火電廠址的復(fù)用方面有著廣闊的應(yīng)用前景。根據(jù)"GlobalCoalPlantTracker,GlobalEnergyMonitor,July2023andOctober2023Supplementrelease"(GlobalEnergyMonitor發(fā)布目前我國(guó)單機(jī)組容量30萬kw及以下的火電機(jī)組裝機(jī)容量共有215.834GW,我們假設(shè)在悲觀、中性、樂觀三種情況下高溫氣冷堆可以替代的火電機(jī)組分別占比10%、30%、50%,測(cè)算得到對(duì)應(yīng)的核電裝機(jī)容量分別為21.583GW、64.750GW、107.917GW。請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明11release"(GlobalEnergyMonitor發(fā)布中信證券研究部測(cè)核能制氫:高溫氣冷堆終極應(yīng)用場(chǎng)景,制氫成本具備經(jīng)濟(jì)性高溫氣冷堆技術(shù)可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、工業(yè)化制取綠氫。核能制氫是利用核反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱作為一次能源,從含氫元素的物質(zhì)水或化石燃料制備氫氣。核能制氫具有不產(chǎn)生溫室氣體、以水為原料、高效率、大規(guī)模等優(yōu)點(diǎn),是未來氫氣大規(guī)模供應(yīng)的重要解決方案。核能制氫為高溫氣冷堆提升經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。作為高溫氣冷堆發(fā)電外最重要的用途,核能制氫不僅能實(shí)現(xiàn)制氫過程的無碳排放,還能拓展核能的綜合應(yīng)用領(lǐng)域,提高核電廠的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。目前高溫氣冷堆的制氫路線包括甲烷、烴類蒸汽重整、高溫蒸汽電解(SOEC等)以及熱化學(xué)循環(huán)(碘硫循環(huán)和混合硫循環(huán))等。中信證券CITICSECURITIESCITICSECURITIES請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明12(一)甲烷、烴類蒸汽重整甲烷、烴類蒸汽重整可減少化石燃料的使用,減少CO2排放,是過渡性的制氫技術(shù)。該技術(shù)路線是一種通過在高溫(800℃)下使天然氣(即甲烷)等碳?xì)浠衔锶剂吓c蒸汽反應(yīng)產(chǎn)生氫氣(和CO2)的工藝。以甲烷為中間體的生物質(zhì)核能制氫技術(shù),由生物質(zhì)加氫氣化制甲烷、甲烷水蒸氣重整制氫、重整反應(yīng)高溫氣冷堆供熱三部分組成。甲烷、烴類蒸汽重整是目前工業(yè)上主要的核能制氫方法。該方法以天然氣為原料,成本低廉,但仍會(huì)產(chǎn)生大量的溫室氣體。如果用高溫堆工藝熱作為甲烷重整熱源,可以減少化石資源的用量,并降低相應(yīng)的碳排放。根據(jù)日本原子力機(jī)構(gòu)的計(jì)算,與傳統(tǒng)的蒸汽重整過程相比,可以減少約1/3用作燃燒燃料的天然氣用量,也減少相應(yīng)份額的二氧化碳排放。然而,蒸汽甲烷重整技術(shù)在制氫過程中依然會(huì)排放大量二氧化碳,因此需配備碳捕集、利用和封存設(shè)施,這會(huì)增加成本和工藝復(fù)雜性,因此世界各國(guó)將其視為過渡性制氫技術(shù)。中信證券CITICSECURITIESCITICSECURITIES請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明13(二)高溫蒸汽電解(HTSE)高溫蒸氣電解具有過程簡(jiǎn)單、高效的優(yōu)點(diǎn)。高溫蒸汽電解通常利用固體氧化物燃料電解池(SOEC)實(shí)現(xiàn)高溫水蒸氣的電解。高溫固體氧化物電解水制氫(SOEC)由陰極、陽極和電解質(zhì)組成,800~1000℃水蒸氣進(jìn)入SOEC模塊,在電能和高溫作用下分解,陰極產(chǎn)物氣為H2/H2O混合氣,陽極產(chǎn)物為O2。SOEC的電解效率高、能耗低。高溫蒸汽電解是一種較傳統(tǒng)低溫電解法具有更高熱效率和更低成本的先進(jìn)方法。在電解之前,先通過核能將液態(tài)水升溫為800-1000℃的高溫蒸汽,從而提高制氫的效率。與傳統(tǒng)電解相比,高溫蒸汽電解的耗電量降低了約35%,工藝效率從100℃時(shí)的40%左右提高到850℃時(shí)約60%。該方法被認(rèn)為是未來基于核能或可再生能源大規(guī)模制氫的一種有前景的方法。(三)熱化學(xué)循環(huán)制氫熱化學(xué)循環(huán)制氫成本低,具備規(guī)模經(jīng)濟(jì)性。熱化學(xué)循環(huán)制氫分為碘硫循環(huán)和混合硫制氫兩種路線。碘硫循環(huán)(IScycle)由美國(guó)通用原子公司(GA)最早提出,被認(rèn)為是最有應(yīng)用前景的核能制氫技術(shù)。碘硫循環(huán)由三步反應(yīng)相耦合,組成一個(gè)閉合過程,將水分解產(chǎn)生氫氣和氧氣。碘硫循環(huán)包括如下三步反應(yīng):①本生反應(yīng):I2+SO2+2H20=H2SO4+2HI(常溫)②碘化氫分解:2HI=H2+I2(500℃)③硫酸分解:2H2SO4=2SO2+2H2O+O2,H2SO4經(jīng)過濃縮后在850℃左右催化分解,得到最初的反應(yīng)物,完成閉合循環(huán)?;旌狭蜓h(huán)(HyScycle)最初由美國(guó)西屋電氣公司提出,是篩選出的另一種有工業(yè)應(yīng)用前景的核能制氫流程。混合硫循環(huán)包括如下兩步反應(yīng):①SO2去極化電解:SO2+2H2O=H2SO4+H2(30~120℃)②硫酸分解反應(yīng):H2SO4=H2O+SO2+1/2O2(850℃)請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明14SO2電解產(chǎn)生硫酸和氫氣,硫酸分解產(chǎn)生SO2再用于電解反應(yīng),如此組成閉合循環(huán);凈結(jié)果為水分解產(chǎn)生氫氣和氧氣。循環(huán)只有兩步過程組成,同時(shí)利用高溫?zé)岷碗姡湫蔬h(yuǎn)高于常規(guī)電解,又可部分避免純高溫?zé)徇^程帶來的材料和工程問題。熱化學(xué)循環(huán)制氫具備成本低、效率高等諸多優(yōu)勢(shì)。由于熱化學(xué)循環(huán)制氫過程中不需要使用貴金屬催化劑,因此成本較低;全流體過程易于規(guī)模的擴(kuò)大和實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行,適合大規(guī)模制氫流程;制氫效率較高,碘硫循環(huán)以硫酸分解作為高溫吸熱過程,可與高溫氣冷反應(yīng)堆熱出口溫度良好匹配,根據(jù)《中國(guó)高溫氣冷堆制氫發(fā)展戰(zhàn)略研究》(張平著)判斷,該方案制氫效率可達(dá)50%以上;無污染,在整個(gè)制氫過程中基本可以消除溫室氣體排放。目前熱化學(xué)循環(huán)制氫產(chǎn)業(yè)化程度較低,還處于實(shí)驗(yàn)室階段。作為大規(guī)模制氫的有效途徑,核能制氫受到美、日、法、英等核能大國(guó)的高度關(guān)注。目前美國(guó)的九英里峰核電站以及日本位于茨城縣的高溫試驗(yàn)堆“HTTR”已啟動(dòng)了核能制氫示范項(xiàng)目,法國(guó)、英國(guó)等主要核能大國(guó)也在大力支持推進(jìn)核能制氫項(xiàng)目落地。是利用高溫氣冷堆制氫。日本原子能研究開發(fā)機(jī)構(gòu)和三菱重工將在位于茨城“HTTR”啟動(dòng)制氫示范項(xiàng)目。日本三菱重工宣布請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明15二是將在希舍姆核電廠利用高溫電解(固體氧化物電解池)技術(shù)制氫開展可行核能制氫仍有較大的降本空間,部分技術(shù)路線的經(jīng)濟(jì)性已與灰氫打平。美國(guó)能源部核氫創(chuàng)新計(jì)劃進(jìn)行了核能制氫經(jīng)濟(jì)性評(píng)估,得到的氫氣成本在2.94~4.40美元/kgH2。此外,IAEA開發(fā)了氫經(jīng)濟(jì)評(píng)估程序,參與國(guó)對(duì)核能制氫成本進(jìn)行了情景分析,在不同場(chǎng)景下得到的氫氣成本在2.45~4.34美元/kgH2。此外,根據(jù)《HydrogenProductionUsingNuclearEnergy》(IAEA發(fā)布)測(cè)算,截至2013年底,高溫氣冷堆甲烷蒸汽重整制氫的生產(chǎn)成本有望達(dá)到1.25美元/kgH2,與傳統(tǒng)制氫技術(shù)成本持平,具有廣泛的市場(chǎng)空間,因此核能天然氣制氫是當(dāng)前核能制氫的重要技術(shù)路線。資料來源:“氫能俱樂部”微信公眾號(hào),美國(guó)核氫啟動(dòng)計(jì)劃(NHI《Concerninghydrog高溫氣冷堆制氫能夠與直接還原煉鐵、合成氨、煤液化、石油精煉等領(lǐng)域耦合應(yīng)用。高溫氣冷堆可以實(shí)現(xiàn)制氫與煉鐵的耦合,將大幅度降低鋼鐵冶煉過程中溫室氣體和其他有害物質(zhì)的減排,為冶金行業(yè)帶來行業(yè)革命性的變化。根據(jù)中國(guó)寶武官網(wǎng),2019年1月三方將合作共同打造世界領(lǐng)先的核氫冶金產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。聯(lián)盟以世界領(lǐng)先的第四代高溫氣冷堆核電技術(shù)為基礎(chǔ),開展超高溫氣冷堆核能制氫技術(shù)的研發(fā),并與鋼鐵冶煉和煤化工工藝耦合,依托中國(guó)寶武產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)的二氧化碳超低排放和綠色制造。據(jù)《核中信證券CITICSECURITIESCITICSECURITIES請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明16能制氫-冶金應(yīng)用耦合技術(shù)的現(xiàn)狀及應(yīng)用前景》(饒文濤著)的測(cè)算,600MW的HTR-PM機(jī)組可滿足百萬噸氫冶金工廠的用氫需求。中信證券CITICSECURITIESCITICSECURITIES請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明17▍行業(yè)基本面跟蹤(2024.1.1-2024.1.14)2024.1.1-2024.1.14,核能核電指數(shù)上漲1.72%,跑贏滬深300指數(shù)6pcts。核能細(xì)-0.43%、8.28%。滬深300核能核電核電材料核電設(shè)備核電建設(shè)核電運(yùn)營(yíng)商核能行業(yè)個(gè)股表現(xiàn):漲幅前五為尚緯股份(15.76%);中國(guó)廣核(10.29%);中國(guó)核電(6.27%);海陸重工(5.86%);寶色股份(4.08%)。跌幅前五為天力復(fù)合(-21.78%);應(yīng)流股份(-12.91%);國(guó)光電氣(-8.74%);融發(fā)核電(-8.36%);聯(lián)創(chuàng)光電(-7.09%)。4.08%尚緯股份中國(guó)廣核中國(guó)核電海陸重工寶色股份天力復(fù)合應(yīng)流股份國(guó)光電氣融發(fā)核電聯(lián)創(chuàng)光電近期鈾價(jià)持續(xù)高速增長(zhǎng)。2024年1月11日芝加哥交易所鈾期貨近月合約價(jià)為95.0美元/磅,雙周環(huán)比增長(zhǎng)3.83%。國(guó)產(chǎn)海綿鋯(≥99%)1月12日價(jià)格為187元/公斤,環(huán)比持平。中信證券CITICSECURITIESCITICSECURITIES請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明1800核電建設(shè)投資完成額保持高增。2023年1-11月全國(guó)核電建設(shè)投資完成額達(dá)774億元,同比提升45.3%。2023年11月中國(guó)核電總發(fā)電量達(dá)365億千瓦時(shí),同比提升4.5%。00050請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明19新增四臺(tái)核電機(jī)組獲批。2023年12月29日,國(guó)務(wù)院總理李強(qiáng)主持召開國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議,決定核準(zhǔn)廣東太平嶺、浙江金七門核電項(xiàng)目。廣東太平嶺和浙江金七門核電項(xiàng)目分別隸屬于中國(guó)廣核集團(tuán)和中核集團(tuán),兩個(gè)項(xiàng)目各獲批建設(shè)兩臺(tái)機(jī)組。1號(hào)“華龍一號(hào)”234日日 5日日—6“華龍一號(hào)”7“華龍一號(hào)”日日8號(hào)“華龍一號(hào)”9號(hào)“華龍一號(hào)”“華龍一號(hào)”日“華龍一號(hào)”日“華龍一號(hào)”日日“華龍一號(hào)”日“玲龍一號(hào)”ACP100日日VVER-1200日VVER-1200日號(hào)VVER-1200日號(hào)VVER-1200日日日日日“華龍一號(hào)”日“華龍一號(hào)”日請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明20日號(hào)日序號(hào)1“華龍一號(hào)”—2“華龍一號(hào)” 3—4 5“華龍一號(hào)”—6“華龍一號(hào)” 7“華龍一號(hào)”—8“華龍一號(hào)” 9“華龍一號(hào)”—“華龍一號(hào)” “華龍一號(hào)”—“華龍一號(hào)” 請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明21▍上市公司信息跟蹤近兩周上市公司重大公告近兩周(1月1日-1月14日核能行業(yè)內(nèi)上市公司的重大公告如下:人事變動(dòng):公司董事會(huì)于近日收到公司董事長(zhǎng)張璞臨先生公司董事會(huì)一致同意選舉郭富永先生為公司第股票異常波動(dòng):中信證券CITICSECURITIESCITICSECURITIES請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明22▍行業(yè)信息跟蹤近兩周(1月1日-1月14日核能行業(yè)發(fā)生的主要國(guó)內(nèi)新聞如下:秦山核電基地平均能力因子三澳核電項(xiàng)目一期工程核島安裝實(shí)現(xiàn)350年全年發(fā)電量網(wǎng)機(jī)組棒控棒位核動(dòng)力院又一機(jī)構(gòu)通過國(guó)家海南昌江核電3號(hào)機(jī)組安全運(yùn)工程是我國(guó)“十四五”首個(gè)開工的核電項(xiàng)目,是海南控、確保國(guó)內(nèi)核電供應(yīng)鏈及產(chǎn)業(yè)鏈完整安全具有重要日秦山核電與中國(guó)中原簽署戰(zhàn)網(wǎng)黨委書記、董事長(zhǎng)袁旭的共同見證下,秦山核電與技術(shù)支持、市場(chǎng)開發(fā)、人才培養(yǎng)、調(diào)試試運(yùn)行日三澳核電項(xiàng)目1號(hào)機(jī)組完成組20個(gè)ASP水箱模塊全部順利吊裝完成,標(biāo)志著ASP水箱請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明23近兩周(1月1日-1月14日核能行業(yè)發(fā)生的主要海外新聞如下:核動(dòng)力破冰船幫助北海航線貨物運(yùn)輸創(chuàng)歷五艘核動(dòng)力破冰船的建造工作仍在繼續(xù)。俄羅斯北海航線(NSR)沿著俄羅斯北海岸,連接俄羅斯的歐洲和遠(yuǎn)東港口,全長(zhǎng)5600日本志賀核電站變壓器因地俄羅斯駐印度俄羅斯駐印度大使丹尼斯阿利波夫在瓦爾代俱樂部和維韋卡南羅斯計(jì)劃發(fā)展達(dá)基金會(huì)的會(huì)議上表示,印度和俄羅斯打算擴(kuò)大核能領(lǐng)域的合核能領(lǐng)域的合作日日本女川核電啟時(shí)間再度推遲日志賀核電站海岸又發(fā)現(xiàn)漏油說無核輻射影響日美國(guó)將增加先進(jìn)核反應(yīng)堆的網(wǎng)美國(guó)政府已宣布其目標(biāo)是加強(qiáng)國(guó)內(nèi)鈾供應(yīng),以開發(fā)先進(jìn)核反應(yīng)(DOE)剛剛發(fā)布了鈾濃縮服務(wù)征求建議書(RFP)。該戰(zhàn)略舉措日聞日英國(guó)發(fā)布核能產(chǎn)能翻兩番的聞?dòng)?guó)政府發(fā)布了一份路線圖,以實(shí)現(xiàn)英國(guó)到2050年擁有24GWe核電裝機(jī)容量的宏偉目標(biāo),約占該國(guó)預(yù)計(jì)電力需求的前核能在英國(guó)能源中所占的比例約為16%,但除一座現(xiàn)有反應(yīng)供英國(guó)雄心勃勃的核計(jì)劃未來方向的確定性中信證券CITICSECURITIESCITICSECURITIES請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款和聲明24▍風(fēng)險(xiǎn)因素1)核能項(xiàng)目審批不及預(yù)期。若未來由于核事件發(fā)生造成安全事故,將會(huì)對(duì)核能的應(yīng)用推廣產(chǎn)生不利影響,核能在能源結(jié)構(gòu)中的滲透率提升或?qū)⒉患邦A(yù)期,核能相關(guān)項(xiàng)目的審批及核準(zhǔn)速度或?qū)⒎啪?,壓縮國(guó)內(nèi)核產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的市場(chǎng)規(guī)模并對(duì)相關(guān)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)產(chǎn)生不利影響;2)高溫氣冷堆造價(jià)及建設(shè)周期高于預(yù)期。石島灣高溫氣冷堆從核準(zhǔn)到成功商運(yùn)總共花費(fèi)12年,建造進(jìn)度落后于前期規(guī)劃的于2019年投入商運(yùn);此外,石島灣高溫氣冷堆工程造價(jià)超過80億元,單位千瓦造價(jià)超過4萬元/千瓦,遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)三代機(jī)組1.6萬元/千瓦以及其他綠色能源的產(chǎn)電成本。若高溫氣冷堆建設(shè)成本長(zhǎng)期無法降低至三代堆產(chǎn)電成本,將影響項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)商的盈利情況;3)行業(yè)回款資金不及預(yù)期。核能項(xiàng)目交付周期通常較長(zhǎng),而且又是技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),相關(guān)企業(yè)需要投入較高的研發(fā)費(fèi)用,若無法及時(shí)回收訂單尾款,將影響公司現(xiàn)金流和業(yè)績(jī)釋放節(jié)奏;4)技術(shù)開發(fā)不及預(yù)期。核能項(xiàng)目需要的投資額較高,若核能技術(shù)迭代進(jìn)度緩慢導(dǎo)致降本曲線平緩,

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