核電技術行業(yè)發(fā)展分析報告

核電技術行業(yè)發(fā)展分析報告2022年6月▍核電技術發(fā)展回溯：三代正當時，四代漸崢嶸核能發(fā)電原理簡釋核電是利用核反應堆中核裂變所釋放出的熱能進行發(fā)電的方式。鈾、釷和钚等質量較大的原子的原子核在吸收一個中子后會分裂成兩個或更多個質量較小的原子核，同時放出-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)進行下去，這種過程稱作鏈式反應。原子核在發(fā)生核裂變時，釋放出巨大的能量稱之為原子核能。核電機組利用其產(chǎn)生的熱能并生產(chǎn)蒸汽，推動汽輪發(fā)電機組運轉，產(chǎn)生電力。圖：核裂變過程資料來源：EUScienceHub核電技術代際演進一覽從第一座核電站建成至今，核電技術發(fā)展歷程如下:1）第一代核電技術：主要集中在美國、前蘇聯(lián)、英國、法國等少數(shù)幾個國家，聯(lián)邦德國和日本由于被禁止在二戰(zhàn)后年內進行核研究，因而核能技術應用起步較晚。這階段典型的核電機組堆型包括：英國和法國建造的一批“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：建于核電開發(fā)期，因此具有研究探索的試驗原型堆性質；設計比較粗糙，結構松散，盡管機組發(fā)電容量不大，一般在萬千瓦之內。但體積較大；設計中沒有系統(tǒng)、規(guī)范、科學的安全標準作為指導和準則，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：按照比較完備的核安全法規(guī)和標準以及確定論的方法考慮設計基準事故的要求而設計的，主要有壓水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆和改進型氣冷堆等。13）第三代核電技術：在第二代核電技術設計和運行經(jīng)驗反饋的基礎上，結合技術工業(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)濟性的第三代核電技術堆型。第三代核電技術的設計目標要求比第二代核電技術具有更好的安全性和經(jīng)濟性，尤其是非能動安全系統(tǒng)和嚴重事故應對措施,可減緩嚴重事故的風險，從而使堆芯熔化和放射性物質大量釋放的概率進一步降低。受到國內廣泛認可的第三代核電站的代表是臺山的以及俄羅斯改進技術。）第四代核能系統(tǒng)：年，美國首次提出了第四代反應堆計劃，即規(guī)劃在年左右投入市場的新一代核能系統(tǒng)。在經(jīng)濟性、安全性、核廢物處理和防止核擴散方面有重大的進展。裝機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成功商業(yè)化的示范項目，并于年月日成功并網(wǎng)發(fā)電，我國第四代商業(yè)化高溫氣冷堆正式投運。圖：核電發(fā)展技術路線資料來源：GIF表：第四代核電技術分類堆型簡介快中子潛氦冷反應堆，采用式燃料循環(huán)，燃料可選擇復合陶瓷燃料。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)，以實現(xiàn)可轉換鈾的鉛合金液態(tài)金屬冷卻快堆(LFR)有效轉化，并控制錒系元素。燃料是含有可轉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)冷卻劑中會形成氟化物。熔融的氟鹽具有很好的傳熱特性，可降低對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換鈾的轉化的閉式燃2堆型簡介料循環(huán)。SFR方面。該系統(tǒng)由于具有熱響應時間長、冷卻劑沸騰的裕度大、一回路系統(tǒng)在接近大氣壓下運行，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。因此安全性能好。如日本的高溫工程試驗反應器HTTR)，也可以是球床堆芯如中國的高溫氣冷試驗堆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，在水的熱力學臨界點℃，22.1以上運行。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)的特點是：冷卻劑在反應堆中不改變狀態(tài)，直接與能量轉換設備相連接，因此可大大簡化電廠配套設備。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，中國核電穩(wěn)步發(fā)展海外核電發(fā)展：大事件影響關鍵節(jié)點，能源結構導致規(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。從世界范圍內看，核電發(fā)展主要經(jīng)歷四個階段：起步發(fā)展階段、迅速發(fā)展階段、緩慢發(fā)展階段和逐漸復蘇階段。）起步發(fā)展階段：年，世界核電發(fā)展進入起步發(fā)展階段。在此期間，世界共有個機組投入運行，核反應堆屬于早期原型反應堆，歸為第一代核電技術。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—千瓦實驗性石墨沸水堆；年英國建成萬千瓦原型天然鈾石墨氣冷堆核電站；年美國建成6瓦原型壓水堆核電站；年法國建成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，由于全球石油危機爆發(fā)，世界核電發(fā)展進入迅速造萬千瓦石墨堆和萬千瓦WWER型壓水堆；法國和日本等國引進并消化美國的壓水堆和沸水堆技術。）緩慢發(fā)展階段：年，由于經(jīng)濟發(fā)展減緩導致電力需求下降，尤其受前發(fā)展速度明顯減緩。但在亞洲，中國、印度和韓國等國仍持續(xù)發(fā)展核電。減排壓力增加，同時核電安全運行情況持續(xù)改善，世界各國重新積極規(guī)劃核電發(fā)展，核電進入逐漸復蘇階段。歐美發(fā)達國家開發(fā)出先進輕水堆核電站，第三代核電技術取得重大進展。3截至年年底，全球核反應堆共有座，總容量為397.78GW。圖：全球核反應堆數(shù)量及裝機容量核反應堆數(shù)量（座）總裝機容量（GW）4804604404204003803603403203002010201120122013201420152016201720182019資料來源：IAEAPRIS，中信證券研究部從國家層面來看，核能在各國能源供給中所扮演的角色呈現(xiàn)巨大差異，各國在核能發(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》以應對氣候變化、經(jīng)濟增長和可持續(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)計局年數(shù)據(jù)顯示，包括法、德在內的歐盟個成員國建有核電站，核能發(fā)電量約占歐盟總發(fā)電量的。2021年月，荷蘭提出核能可有效補充太陽能、風能和地熱能，通過核電站建設，減少天然氣進口依賴，計劃新建兩座核電站，并讓現(xiàn)有核電站在保證安全的前提下運行更長時間，同時年前將為新核電站建設提供5億歐元財政支持。圖：2020年各國核電發(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：年美國啟動了先進反應堆示范計劃(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投入運行的示范先進反應堆。年美國基礎設施法案對先進核反應堆示范項目投資和清潔電力標準的規(guī)定，也將更有效激發(fā)美國現(xiàn)有項家建立伙伴關系，以支持美國實現(xiàn)核能發(fā)展目標。年，美國核能平均總發(fā)電成本為美元，由于燃料成本減少，資本支出減少，運營成本減少，核能總發(fā)電成本同比下降。其中約核能發(fā)電來自多機組核電廠。規(guī)?；?jīng)濟促使核電廠運營商將成本分攤到更多的發(fā)電項目上，以降低總發(fā)電成本。年，多機組核電廠的平均總發(fā)電成本為美元/MWh，而單機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，單機組核電廠的成本上升。圖：2020年美國發(fā)電量結構圖：美國核電站成本結構（美元/MWh）燃料成本資本支出運營成本核能發(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林頓和布魯斯核電站正耗資億加元進行翻新工程，以使核電站能夠在本世紀中葉之后繼續(xù)運行。年，核電占加拿大總發(fā)電量的左右。中國核電發(fā)展：穩(wěn)步發(fā)展，自主可控中國核電產(chǎn)業(yè)仍處于并將長期處于發(fā)展的重要戰(zhàn)略機遇期1985年，我國建設第一座自主設計的秦山核電站（浙江海鹽縣，萬千瓦壓水堆核電站，先后又建設秦山二期、嶺澳、秦山三期和田灣核電站。年我國決定在浙江三門核電站和山東海陽核電站引進（美國的先進非能動壓水堆）技術。關鍵技術主要利用各種非能動安全方法（例如對流、傳導和輻5照）代替復雜冗余的交流電源作為動力進行熱傳遞。到年，我國具備核電站建造的專有技術體系和知識產(chǎn)權，不僅能成功地研制出第三代核電技術，而且實現(xiàn)鈾濃縮離心機的國產(chǎn)化，建成核燃料原件，核燃料供應完全立足本國，這些都證實我國核電發(fā)展已經(jīng)進入世界前列。術。年5月臺山核電廠2三代壓水堆的1號機組已于年6月日成功并網(wǎng)發(fā)電）。第三代核電技術改進反應堆的設計技術，確保在事故工況下對造成環(huán)境和社會后果做到實際可控。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，這是全球首個并網(wǎng)發(fā)電的第四代高溫氣冷堆核電項目，標志著我國成為世界少數(shù)幾個掌握第四代核能技術的國家之一，意味著在該領域我國成為世界核電技術的領跑者。運機組數(shù)量及裝機規(guī)模方面，截至年12月31日，我國運行核電機組共臺，在運核電機組裝機規(guī)模約為萬千瓦(不含臺灣地區(qū))，同比增長。圖：我國核電裝機規(guī)模及增速裝機規(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構方面，年全國累計發(fā)電量為億千瓦時，運行核電機組累計發(fā)電量為億千瓦時，同比上升，占全國累計發(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)電相當于減少燃燒標準煤萬噸，減少排放二氧化碳萬噸、二氧化硫萬噸、氮氧化物萬噸。6圖：中國在運核電機組數(shù)量及增速圖：2021年全國發(fā)電量結構核能發(fā)電太陽能發(fā)電量,2.26%在運機組數(shù)量（臺）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行冷卻，海水成本遠低于內陸淡水，另一方面從電力需求角度看，沿海地區(qū)相比內陸地區(qū)電力需求量更大。但隨著內陸經(jīng)濟體崛起，核電站將呈內遷趨勢。7圖：我國核電站分布圖資料來源：在“雙碳”目標大背景下，核電已成為能源轉型重要選項，各級政府不斷加大對核能的關注和投入。廣東、廣西、福建、海南、江蘇、浙江、山東、遼寧等地方政府工作報告相繼出爐，將核電寫入當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展規(guī)劃，被列為年工作重點。表：各地核電相關經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃省份廣東廣西福建海南江蘇浙江山東規(guī)劃內容推進惠州太平嶺核電、陸豐核電、廉江核電等項目建設防城港紅沙核電3號機組按期投產(chǎn)運行昌江核電二期等項目開工漳州核電建設提速推進核能等清潔能源發(fā)展2022年將攻堅突破三門核電二期等重點項目將推進膠東半島千萬千瓦級核電基地建設，開工海陽核電二期加快建設紅沿河核電、徐大堡核電項目遼寧資料來源：相關政府機構官網(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)沖突導致能源價格飆升，多國調整核電政策應對能源安全由于局部沖突使“北溪2號”天然氣管道開通受阻，歐盟把目光重新聚焦在核電上，在推動實現(xiàn)歐盟氣候變化目標、加強歐盟能源安全、助力以可承受的價格提供清潔電力這三者之間尋找新的平衡點。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批準，并滿足一系列防止重大環(huán)境危害的標準；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年前獲得建設批準，并在年底前轉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座核反應堆的可行性計劃，并且要在保證安全性基礎上，將現(xiàn)有核反應堆的使用年限都提升到年以上，只要安全條件允許，法將不再關閉現(xiàn)有核反應堆。比利時：年3月年廢除核能的計劃延后十年，批準多伊爾核電廠4號機組和蒂昂熱核電廠3號機組延壽至年。多伊爾4號機組和蒂昂熱3號機組均于年投運，裝機容量分別為萬千瓦和萬千瓦，占比利時核電裝機容量的。比利時能源部計劃投入億歐元資助能源轉型。年4月78個新的大型核電占英國預計電力需求的。表：我國近期核能相關政策時間文件政策內容要有序推進核電重大工程建設；建成投運福清6號、紅沿河6號、防城港3試點方案》，推進核能綜合利用2022年3月17日《2022年能源工作指導意見》2022年3月21日《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》水制氫、核能高溫制氫等技術研發(fā)建設節(jié)奏，合理布局新增沿海核電項目。開展核能綜合利用示范，綜合利用。切實做好核電廠址資源保護。到2025年，核電運行裝機容量達到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：國家發(fā)改委，國家能源局，中信證券研究部9構建零排放電力系統(tǒng)，核能是部分國家能源轉型的關鍵核能發(fā)電在實現(xiàn)本世紀中葉零碳排放的關鍵目標方面將發(fā)揮關鍵作用，特別是在風能資源不足的國家。圖：各主要發(fā)電方式溫室氣體排放量對比（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電核電資料來源：，中信證券研究部波蘭：波蘭嚴重依賴煤炭，是歐盟成員國中唯一沒有做出承諾到年實現(xiàn)氣候中和的國家。年初，波蘭批準了一項面向年的能源政策，計劃開發(fā)6GW的核能作為多元化能源組合的一部分，以降低對煤炭和進口天然氣的嚴重依賴。波蘭的第一座核電站有望在年啟用，預計到年還會額外增加五座。巴西：巴西主要依賴水力發(fā)電，近年來因降雨模式變化導致水庫蓄水量不足，使得約座水電站無法有效發(fā)電。根據(jù)巴西官方能源機構預測，未來年巴西電力消費將以年均萬千戰(zhàn)略性地利用核電可以更快地擺脫碳排放。作為基礎負荷調節(jié)電力系統(tǒng)，核電發(fā)展大有可為由于風電、光電等可再生清潔能源的間歇性、波動性特征，以及水電的季節(jié)性特性，使得可再生清潔能源的發(fā)電量占比遠低于裝機容量占比，同時也給大型電網(wǎng)穩(wěn)定運行帶來了許多不確定性。核電具有運行穩(wěn)定、可靠、換料周期長等顯著特征，非常適用于大型電網(wǎng)的基負荷以及必要的電網(wǎng)調峰。核電是我國大型電網(wǎng)基負荷能源的重要選項，以低碳清潔能源為主的新能源體系建設過程中，核電的占比增加，將有利于我國電網(wǎng)的安全運行，以及提高風電、光電的利用效率。年，全國千瓦及以上電廠發(fā)電設備平均利用小時數(shù)為小時，同比增加小時。年全國核電的平均利用小時數(shù)為小時，同比增加小時，且長期穩(wěn)定維持在遠高于火電、水電等其他發(fā)電方式的水平。因此，發(fā)展核電是推動中國能源結構低碳化轉型的重要措施，是中國低碳清潔新能源體系建設的必然選擇。10圖：2020年~2021年我國不同種類能源平均利用小時數(shù)202020211000080006000400020000核電火電水電風電太陽能發(fā)電資料來源：中電聯(lián)，中信證券研究部推進核能綜合利用，核電與其它能源品種耦合發(fā)展核能技術可以滿足某些電力和供熱領域的生產(chǎn)要求，包括海水淡化、制氫、原油開采、石油化工、船舶運輸甚至是太空應用。制氫：國際原子能機構研究表明，當天然氣價格遠高于過去十年普遍較低的水平時，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)濟發(fā)展中發(fā)揮關鍵作用。相關研究顯示，歐盟和美3美元/2美元1美元/年2月，英國核工業(yè)委員會(NIC)年，核能可以生產(chǎn)英國三分之一的清潔氫需求。非電力應用潛力巨大，為集中供熱解“燃煤”之急：集中供熱是我國消耗煤炭和產(chǎn)生碳排放的重要領域，在“雙碳”發(fā)展目標下也需要向清潔供暖方向轉型。核能作為清潔低碳安全有效的能源形式,碳發(fā)展戰(zhàn)略，實現(xiàn)能源結構和產(chǎn)業(yè)升級，同時國家能源局也在試點運行。目前，全國需要采暖的省份有個，占國土面積的以上，采暖人口達到7億以上。我國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。燃煤是導致華北地區(qū)冬季霧霾、拉閘限電、實現(xiàn)“雙碳”目標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：我國核能供熱相關政策文件政策內容到2050年核能供熱具備規(guī)模建設條件《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030年）》《北方區(qū)冬季清潔暖規(guī)劃（2017-2021）》《2018年能源工作指導意見》核能、地熱、太陽能等能源是清潔供暖的重要形式積極研究推動北方地區(qū)核能供暖試點工作將核能供暖示范工程列為重點項目予以推進《北方地區(qū)核能供暖五年行動方案》（征求意見稿）堆等先進堆型示范工程，開展核能綜合利用《2030年前碳達峰行動方案》資料來源：國務院，國家發(fā)改委，國家能源局，中信證券研究部11我國城鎮(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。年達到積的10%26-52個熱功率為400MWt的燕龍”低溫供熱堆的供熱面積。圖：我國城市集中供熱面積及預測（億立方米）我國城市集中供熱面積及預測（億平方米）160140120100806040200201020112012201320142015201620172018201920202030E資料來源：《核能供熱發(fā)展模式研究》（曾斌等）（含預測值），中信證券研究部價格方面，單一供熱的低溫核供熱堆在運行、、6個月時，核能供熱價格分別為元/元吉焦和元/電站一期核能供熱項目熱價同徐州燃煤熱價相同，同為熱價元平方米。據(jù)《核能供熱發(fā)展模式研究》一文分析，海陽核電站核能供熱二期項目建成后，海陽城區(qū)的取暖費也下元/平方米降到元/1元，收取的取暖費總計億元，隨著后續(xù)海陽核電站6年最終供熱半徑達到千米，年收取取暖費圖：海陽核能供熱原理圖資料來源：國家電投官網(wǎng)12長期運行經(jīng)濟性優(yōu)勢盡顯，存量市場得以復蘇世界核協(xié)會（WNA）年6月發(fā)布的《核能資產(chǎn)的持久價值》介紹了核電廠長期運行（）的優(yōu)勢，的目的是將核電廠運行壽期延長至超過原許可證壽期或設計運行壽期，使其能夠在更長時間內以可靠、低成本且低碳排放的方式生產(chǎn)電力，從而實現(xiàn)價至制。如今，在滿足法規(guī)、安全性和經(jīng)濟性要求后，核電廠延壽已成為一種常見做法。并非所有核電技術都能實現(xiàn)延壽。例如，由于石墨組件壽命有限且無法替換，英國先進氣冷堆（AGR年內全部關停，平均運行壽期為至年。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組運行性能，并將其壽命限制在年左右。但這類技術只占世界核電廠的小部分，大多核電機組數(shù)均采PWRBWRPHWR限制。核電廠組的運行許可證已在年期限的基礎上延長十分卓越，負荷因子超過。許多運營商甚至希望再次延壽至年。年月，佛羅里達州土耳其角（Point）成為全球第一座獲準延壽至年的核電廠。EnergyAgency年版）提出，核電廠是核電經(jīng)濟性的較好選擇。圖：2020年各類能源平準化成本（美元）資料來源：IEA，中信證券研究部然而世界核協(xié)會（WNA）也認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宜之計，建設新核電廠對于核工業(yè)的長期發(fā)展和實現(xiàn)氣候目標都不可或缺。13電力市場化逐步推進，核電交易市場折價或將消失年以前，核電站的上網(wǎng)電價較多采用“一廠一價”定價方式。年6改委將全國核電核定的標桿電價確定為每千瓦時礎的火電價格采取對標，實行“兩價取低”的定價策略。繼年新一輪電力市場化改革后，核電電價逐步引入雙邊協(xié)商定價和市場競價機制，對核電經(jīng)濟性提出更高要求。自年起，煤電價格聯(lián)動機制取消，定價機制由標桿上網(wǎng)電價改為基準價上下浮動”的年1月改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)了《加快建設全國統(tǒng)一電力市場體系的指導意見》，提出有序放開發(fā)用電計劃，分類推動燃氣、熱電聯(lián)產(chǎn)、新能源、核電等優(yōu)先發(fā)電主體參與市場，推動將優(yōu)先發(fā)電、優(yōu)先購電計劃轉化為政府授權的中長期合同。隨著電力市場化的逐步推進，核電市場化交易規(guī)模占比近年來逐漸擴大，截至去年我國已有近的核電規(guī)模是通過市場化交易形成價格。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/了交均價元/兆瓦時。核電市場交易折價或將消失?？臻g預測全球市場預測：據(jù)雷斯塔能源發(fā)布的數(shù)據(jù)，年，全球核電領域總投資為億億美元，到年將漲至億美元。發(fā)布的《中國核能發(fā)展報告（年，我國在運核電裝機達到萬千瓦左右；到年，核電在運裝機容量達到億千瓦，核電發(fā)電量約占全國發(fā)電量的。預計我國自主三代核電會按照每年臺的核準節(jié)奏實現(xiàn)規(guī)模化批量化發(fā)展，按照每臺核電機組裝機容量計算，核電單位造價通常在萬元/千瓦之間，國內年均投資規(guī)模有望達到億元億元。14▍核能產(chǎn)業(yè)鏈梳理核電設備產(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，中游為核島設備、常規(guī)島設備及輔助設備三類核電設備，下游為核電站運營。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)：包括核燃料進入反應堆前的制備和在反應堆中的裂變及乏燃料處置的整個過程，關系核電機組的運行成本和運行效率。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：中國廣核集團下屬的鈾業(yè)公司、中核集團下屬的原子能公司和國家電投下屬的國核鈾業(yè)發(fā)展有限責任公司是中國僅有的三家獲授經(jīng)營許可及牌照從事天然鈾進口及貿易并提供核相關服務的實體。國際上共有4俄羅斯國家原子能集團公司（RosatomOrano）與美國康弗登公司（Converdyn連續(xù)多年供大于求，市場價格長期進入下行通道，市場競爭日益激烈，先進核燃料供應商Rosatom與分別逐年降低了各自的產(chǎn)能。全球市場二次供應的來源主要包括三個方面，分別為政府庫存、鈾濃縮廠與商業(yè)庫存。圖：2017年世界各國鈾儲量（公噸）圖：2019年國際主要鈾轉化供應商額定產(chǎn)能與實際產(chǎn)量設計產(chǎn)能（tU/年）產(chǎn)能利用率實際產(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）預測，年以前的天然鈾市場不會出現(xiàn)明顯的供需背離。供應方面，哈薩克政局發(fā)生Cameco宣布重啟McArthurRiver序幕。需求方面，俄烏兩國爆發(fā)沖突，俄鈾產(chǎn)品可能遭制裁的預期已引發(fā)鈾價大幅攀升并高位震蕩。此外，以投資基金為主的金融資本驅動的“二次需求”方面，投資基金等依然對天然鈾市場起到主導作用。但受美聯(lián)儲加息影響，未來融資規(guī)模或將有所縮減。預計未來220-30萬tU不會銷售，過剩庫存加速消化，未來幾年的鈾價將較快震蕩上行。俄烏沖突以及可能的俄鈾產(chǎn)品制裁作為助力，或將極大推動在運礦山擴產(chǎn)及閑置產(chǎn)能提前入市，個別低成本新礦山也相繼加入，這將對鈾價漲幅形成制約。16圖：天然鈾價格及預測（US$/IbUO）3866706050403020100636360565454524837353026262522資料來源：（含預測值），UxC，，中信證券研究部鈾濃縮：在天然鈾礦中，只有大約是鈾-235，為了使鏈式反應正常發(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)公司是中國僅有的獲授權從事商用鈾轉化及濃縮業(yè)務以及核料組件加工服務的實體。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。濃縮鈾被轉化成二氧化鈾粉末后，被壓成小燃料球團，加熱后制成堅硬的材料。隨后，這些顆粒被插入到燃料棒的細管中，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發(fā)生的腐蝕，裂變產(chǎn)物的腐蝕，高溫、高壓與機械應力的作用。目前國內外核燃料包殼普遍使用的材料主要是鋯及鋯合金，碳化硅陶瓷復合材料包殼是近年來國際上高度關注的新應用研究方向。年，中國決定研發(fā)具備自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)核燃料品牌——。中核集團自主研制的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，并進一步優(yōu)化燃料棒結構，使CF3燃料組件更耐用。這標志著中國核燃料研發(fā)能力躋身于世界一流，徹底解決了燃料自主的問題。表：2020年中國核電行業(yè)上游企業(yè)業(yè)務情況公司簡稱東方鋯業(yè)業(yè)務布局2020年營收億元應用于核電站核反應堆中的核級海綿鋯7.68中子吸收體、凝汽器復合管板和乏燃料后處理用鈦合金設備西部材料遠達環(huán)保應流股份通裕重工20.2936.78國家電投集團唯一的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)平臺，中低放核廢料處理少數(shù)具備核一級資質的民營企業(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。乏燃料具有強放射性和毒性，含大量高放射性物質。這些乏燃料元件對安全、生態(tài)環(huán)境存在潛在的威脅。17一次通過式”，即對乏燃料元件不處理，直接進行深層地質處置。暫時貯存方式，即將反應堆卸出的乏燃料先暫存反應堆建筑物最底層的貯存庫內，存放一定時間后，外運到容量較大的離堆貯存設施中繼續(xù)暫存，等待若干年后，再做是否進行后處理的決定。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，在國防、宇宙能源、醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)和科學研究等領域具有重要作用。我國再循環(huán)乏燃料后處理方式技術尚處于起步階段。我國乏燃料行業(yè)產(chǎn)量和累積量持續(xù)增長，截至年我國乏燃料的累積量已經(jīng)達到8718噸，處理能力不足使得乏燃料只能暫存在反應堆乏燃料水池中，目前早期的核電機組的乏燃料水池已接近滿容，乏燃料后處理市場需求緊迫。2018年后，全國政府性基金在乏燃料處理處置領域支出爆發(fā)式增長，年全國政府性基金乏燃料處理處置支出為億元，較年增加億，預計“十四五期間此項支出仍會保持高位，推動中國乏燃料后處理產(chǎn)業(yè)建設。圖：中國乏燃料產(chǎn)量及累積量情況（噸）圖：全國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：核電設備，包括核島、常規(guī)島、輔助系統(tǒng)（BOP）核島設備：核島是整個核電站的核心，負責將核能轉化為熱能，是核電站中工藝最復雜、投入成本最高的部分。核島組成部件精細多樣，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)島設備：常規(guī)島利用蒸汽推動汽輪機帶動發(fā)動機發(fā)電。常規(guī)島主要由管道系統(tǒng)及冷凝器、汽輪機、發(fā)電機、汽水分離再熱器組成。常規(guī)島設備除供應于核電外，同時還供應火電、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行的重要設備，管道、泵及冷凝器組成的冷凝系統(tǒng)用于為反應堆降溫并輸送反應堆內熱能，并維持反應堆溫度平衡，因此技術要求較高，成本占比更高。18輔助系統(tǒng)（BOP于保障核電站平穩(wěn)運行。圖：2019年核電設備投資成本結構圖：2019年核島組成部件投資占比核燃料傳核級線纜,穩(wěn)壓器,安注箱和硼控制棒驅送,3%3%2%注箱,2%動,4%輔助系統(tǒng),20%堆內結構,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備的平均毛利率達設備無特殊的技術要求，市場參與者較核島設備市場多，毛利率水平較低，平均毛利率僅為10%。圖：2019年常規(guī)島設備成本結構圖：核電設備毛利率對比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,18%汽輪機,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年中國核電行業(yè)中游企業(yè)業(yè)務情況公司簡稱東方電氣上海電氣業(yè)務布局2020年營收億元372.83核島設備、常規(guī)島設備核島設備、常規(guī)島設備1372.85具有核3級民用核安全機械設備制造許可及核級一類放射性物品及科新機電海陸重工7.35新燃料運輸容器制造許可具有民用核安全設備制造資質，生產(chǎn)吊籃筒體、安注箱、堆內構件吊具等20.25核電站的核級蝶閥和球閥、核級法蘭和鍛件、應用于乏燃料后處理的專用設備及閥門江蘇神通中核科技2.09核電站用關鍵閥門11.6719公司簡稱紐威股份蘭石重裝業(yè)務布局2020年營收億元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)設備、核燃料輔助設備佳電股份中密控股中國一重南風股份尚緯股份萬馬股份沃爾核材核電電機23.699.24核