《機械設備行業深度報告:核電設備迎景氣周期乏燃料后處理長坡厚雪-230410(32頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《機械設備行業深度報告:核電設備迎景氣周期乏燃料后處理長坡厚雪-230410(32頁).pdf(32頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、機械設備機械設備 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 1/32 機械設備機械設備 2023年 04月 10日 投資評級:投資評級:看好看好(維持維持)行業走勢圖行業走勢圖 數據來源:聚源 聚焦智能制造,著眼母機強國行業周報-2023.4.9 氫能產業發展駛入快車道,核心設備需求高增行業周報-2023.4.2 AI 賦 能 制 造 業 行 業 周 報-2023.3.26 核電設備迎景氣周期核電設備迎景氣周期,乏燃料后處理長坡厚雪,乏燃料后處理長坡厚雪 行業深度報告行業深度報告 孟鵬飛(分析師)孟鵬飛(分析師)熊亞威(分析師)熊亞威(分析師) 證書編號:S0790522060001 證書編號:
2、S0790522080004 核電建設核電建設新周期,新周期,三代機組價值量提升三代機組價值量提升 我國核電核準節奏加快,2022 年核電核準數量達到創紀錄的 10 臺。根據中國核學會理事長王壽軍的發言,預計后續每年將保持 6-8 臺核準開工。參考臺山核電站建設節奏,核島設備、常規島設備將分別于開工第 3 年、第 5 年進場。我們預計,2019-2022 年開工的核電站年開工的核電站,將在將在 2023-2025 年迎來設備集中進場,年迎來設備集中進場,核電設備迎來景氣周期。三代核電價值量有所提升,核電工程設備投資占比平三代核電價值量有所提升,核電工程設備投資占比平均超均超 50%。我國建設的
3、二代改進型機組建成價單位投資平均 12056 元/千瓦,而三門一期等采用三代 AP1000 機組的核電項目概算建成均價為 21368 元/千瓦。目前我國已核準核電項目以三代機型華龍一號、CAP1000 和 VVER 為主。乏燃料后處理建設提速,后處理設備長坡乏燃料后處理建設提速,后處理設備長坡厚厚雪雪 我國乏燃料后處理產能嚴重不足,政府基金支出快速增加,設施建設提速。乏燃料貯運容器、智能設備逐步實現國產。我國從事乏燃料運輸容器生產的企業主要有大連寶原、西安核設備等,科新機電等公司亦有布局;景業智能等公司實現乏燃料后處理智能設備國產替代。我們測算,2025 年我國乏燃料運輸容器市場空間或達 19
4、9.1 億元,乏燃料后處理智能裝備探尋千億市場規模??春每春眯氯剂霞胺θ剂线\輸容器、智能設備、冷卻塔等新燃料及乏燃料運輸容器、智能設備、冷卻塔等從從 0 到到 1 的設備環節的設備環節 新燃料運輸容器國產替代新燃料運輸容器國產替代伊始伊始。核燃料組件換料周期一般為 18 個月,單次更換1/3 的燃料??菩聶C電、上海阿波羅、西安核設備、南通中集能源、大連寶原、中國原子能科學研究院等公司機構已獲批準。我們測算,2025 年我國核燃料換料所需運輸容器市場空間約為 26.3億元,2030年將達 40.8 億元。乏燃料貯運容器乏燃料貯運容器、智能設備、智能設備前景廣闊。前景廣闊。乏燃料運輸容器結構復雜,
5、性能要求高,國內廠商主要為大連寶原、西安核設備,科新機電等廠商亦有布局。乏燃料干式貯存可環節乏燃料后處理產能壓力,上海阿波羅已有乏燃料干法貯存容器成品交付。實體清單限制下核工業關鍵設備自主可控需求迫切,景業智能等廠商已入局,部分產品性能可全面或部分實現進口替代。我們測算,2025 年我國乏燃料運輸容器市場空間或達 199 億元,乏燃料后處理智能設備有望探尋千億市場規模。冷卻塔沿海核電應用趨勢明朗。冷卻塔沿海核電應用趨勢明朗。過去沿海核電站多用直流冷卻方案,未來冷卻塔沿海核電應用有望成為趨勢,以 2022 年核電 5698.6 萬千瓦裝機容量,2030年預計達到 12000 萬千瓦裝機容量計算,
6、預計有 126 臺核島用冷卻塔和 63 臺常規島用冷卻塔的市場空間。受益標的受益標的 海鷗股份(冷卻塔)、科新機電(核燃料運輸容器)、景業智能(核工業智能設備及機器人)、華榮股份(防爆電器)、蘭石重裝(核級壓力容器)、佳電股份(主氦風機)、江蘇神通(閥門)、中核科技(閥門)、中密控股(機械密封件)。風險提示:風險提示:核電機組開工進度不及預期,核電設備國產化進程不及預期,乏燃料處理設備研發及國產替代進度不及預期。-19%-10%0%10%19%29%2022-042022-082022-12機械設備滬深300相關研究報告相關研究報告 開源證券開源證券 證券研究報告證券研究報告 行業深度報告行業
7、深度報告 行業研究行業研究 行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 2/32 目目 錄錄 1、核電建設新周期,2023年迎增長元年.4 1.1、核電:廣泛應用的清潔能源,前景明亮.4 1.1.1、世界核電歷經四次迭代,2050 年全球核裝機容量或達當前 3 倍.4 1.1.2、我國核電進入高效發展期,2025 年前裝機量預計預計達 70GW 左右.7 1.2、核電設備景氣周期到來,三代機組價值量可觀.9 1.3、核電設備自主可控是主線,關注從 0 到 1 的國產化環節.11 1.3.1、上游:核燃料、特種材料、核燃料運輸容器.12 1.3.2、中游:核島設備、常規島設
8、備和輔助設備.12 1.3.3、下游:核電站建設、運營及乏燃料處理等.14 2、乏燃料后處理建設提速,后處理設備長坡厚雪.14 2.1、我國堅持核燃料閉式循環處理,乏燃料處理能力亟待提升.14 2.1.1、我國堅持核燃料閉式循環處理.14 2.1.2、乏燃料后處理產能亟待提升.17 3、從 0 到 1:新燃料及乏燃料運輸容器、智能設備、冷卻塔.18 3.1、新燃料運輸容器國產化伊始,資質壁壘高企.19 3.1.1、新燃料運輸容器國產化伊始.19 3.1.2、2030 年我國核燃料(新燃料)運輸容器市場空間將達 40.8 億元.20 3.2、乏燃料貯運容器、智能設備前景廣闊.21 3.2.1、乏
9、燃料運輸容器國產替代空間大.21 3.2.2、乏燃料干式離堆貯存迎來機遇.22 3.2.3、乏燃料后處理智能設備自主可控需求迫切.24 3.2.4、2025 年我國乏燃料運輸容器市場空間或達 199.1 億元.25 3.2.5、乏燃料后處理智能裝備探尋千億市場規模.25 3.3、冷卻塔沿海核電應用趨勢明朗.26 4、行至中途:核島設備、核電閥門、輔助設備.27 4.1、核島設備國產替代程度不一.27 4.2、核電閥門自主可控力強.29 4.3、輔助設備 HVAC 系統已實現國產化.29 5、受益標的.30 6、風險提示.30 圖表目錄圖表目錄 圖 1:世界核電技術已歷經四次迭代.4 圖 2:壓
10、水堆具有二回路系統和蒸汽蒸發器.6 圖 3:沸水堆沒有二回路系統和蒸汽蒸發器.6 圖 4:高溫氣冷堆有望實現大規模綠色制氫.6 圖 5:熱氣導管連接堆芯和蒸汽發生器.6 圖 6:世界核電發展的四個階段.7 圖 7:2022 年國內核電核準數量創紀錄.7 圖 8:我國核電站以壓水堆技術為主.8 圖 9:美國的標準壓水堆(PWR)建設成本中,結構及設備占比約達 33%.11 圖 10:核電產業鏈分為上游-中游-下游三個部分.11 圖 11:核電產業鏈中設備投資占比達 50%。.11 圖 12:核電細分設備中核島設備市場規模較大.11 圖 13:鈾礦資源轉化工藝鏈較長.12 圖 14:我國鈾資源貧乏
11、.12 圖 15:核電機組由核島設備、常規島設備和輔助設備構成.13 圖 16:核島設備成本占比最高.13 圖 17:核島設備、常規島設備和輔助設備競爭格局差異較大.13 圖 18:中廣核、中核核電站裝機量占比較高.14 圖 19:核燃料是發電成本的主要構成之一.14 圖 20:乏燃料具有較高的循環利用價值.15 PWlZjWVYlZiXsRtQsQ8O8Q9PsQoOnPpMlOmMrNfQrQmN6MnNvMNZnQqONZpMsQ行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 3/32 圖 21:我國鈾資源對外依存度常年維持在 70%以上.15 圖 22:乏燃料后處理可
12、分為開式循環和閉式循環兩種.15 圖 23:快堆閉式核燃料循環.16 圖 24:乏燃料后處理提高鈾資源利用率.16 圖 25:我國堅持核燃料閉式循環路線.16 圖 26:乏燃料后處理設備種類較多.17 圖 27:預計 2030 年中國核電機組裝機容量將實現翻倍.17 圖 28:預計 2030 年我國在運核電機組將達 90-96 臺.17 圖 29:預計 2025 年將有 5591 噸乏燃料離堆儲存.18 圖 30:政府性乏燃料后處理基金支出快速增加.18 圖 31:反應堆堆芯位于壓水堆核電站內部.19 圖 32:核燃料組件安裝在反應堆堆芯中.19 圖 33:華龍一號“177 堆芯”含有 177
13、 根燃料組件.19 圖 34:科新機電獲準生產 ANT-12A 新燃料運輸容器.20 圖 35:我們預計,2030 年我國核燃料運輸容器市場空間將達 40.8 億元.21 圖 36:NAC-STC 型乏燃料運輸容器結構復雜.22 圖 37:乏燃料濕式貯存依靠池水.23 圖 38:乏燃料干式貯存依靠容器外殼屏蔽輻射.23 圖 39:上海阿波羅具有乏燃料干法貯存容器生產能力.23 圖 40:我們預計,2025 年我國乏燃料運輸容器市場空間為 199.1 億元.25 圖 41:預計 2021-2035 年乏燃料后處理智能裝備年均投資額約 28 億元-79 億元.26 圖 42:沿海核電應用或為冷卻塔
14、新增量.26 圖 43:壓力容器在核島設備投資中的占比最高.27 圖 44:主管道連接一次冷卻劑系統的壓力容器、蒸汽發生器、主泵等關鍵部件.28 圖 45:主泵是核電運轉控制水循環的關鍵.28 圖 46:蒸汽發生器 U 型傳熱管完整性對核電站安全運行十分重要.29 圖 47:核電站通風與空氣處理(HVAC)系統及設備.30 表 1:目前世界主流核電站采用第二代或第三代核電技術.4 表 2:2021 年國內核電發電量占比較國際核電發電量水平存在較大差距.7 表 3:我國核電將進入高效發展期.8 表 4:十四五期間各省積極規劃核電發展.8 表 5:臺山核電站核島設備、常規島設備分別于開工第 3 年
15、、開工第 5 年進場.9 表 6:2019 年以來核電審批加速.9 表 7:核電設備將在 2022-2023 年集中進場.10 表 8:法國乏燃料處理技術世界領先.16 表 9:相較英法俄日等國,我國乏燃料處理能力較小.18 表 10:新燃料運輸容器國產替代開啟.19 表 11:我們預計,2030 年我國新燃料運輸容器市場空間將達 40.8 億元.21 表 12:乏燃料運輸容器國產替代伊始.22 表 13:國內核廢料處置主體均為大型核電央企.23 表 14:景業智能第二代電隨動機械手部分性能已超越國際一線廠商.24 表 15:景業智能分析用取樣機器人可顯著提升放射性料液取樣流程的工作效率,價格
16、較國外有明顯優勢.24 表 16:我們預計,2025 年我國乏燃料運輸容器市場空間為 199.1 億元.25 表 17:預計 2021-2035 年乏燃料后處理智能裝備市場規??蛇_千億.26 表 18:核電各細分領域有望受益.30 行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 4/32 1、核電建設新周期核電建設新周期,2023 年年迎迎增長元年增長元年 1.1、核電:廣泛應用的核電:廣泛應用的清潔能源清潔能源,前景明亮前景明亮 核電是一種清潔能源,是利用核裂變或核聚變反應所釋放的能量發電的技術,其利用核反應堆產生熱能,進而產生蒸汽驅動渦輪發電機產生電力。相較于傳統化石燃料
17、發電站,核電站排放量低,不會產生溫室氣體和大氣污染物,在世界范圍內被廣泛應用。1.1.1、世界世界核電核電歷經四次迭代歷經四次迭代,2050 年全球核裝機容量或達當前年全球核裝機容量或達當前 3 倍倍 自 1951 年 12 月美國實驗增殖堆 1 號(EBR-1)首次利用核能發電以來,世界核電技術已歷經四次迭代。第一代第一代:20 世紀五六十年代開發的原型堆和動力堆,由于核電直接從軍用到商用,核電機組附加安全設計少,存在安全隱患;第二代第二代:20 世紀 60 年代后期,在試驗性和原型核電機組基礎上陸續建成 發電功率在 300MW 以上的壓水堆、沸水堆、重水堆和石墨水冷堆等核電機組,二代機組專
18、門設計了能動安全裝置,而且僅供民用,提高了核電的經濟性;第三代第三代:總結了核電發展的經驗和教訓,結合新的安全理念、安全方法和安全要求進一步提升了安全性能、運行性能以及經濟性能;第四代第四代:2000 年美國聯合其他九個有意發展核能的國家堆出第四代核能系統計劃,目前仍在發展階段,預計在 2030年左右推向市場;圖圖1:世界核電技術已歷經四次迭代世界核電技術已歷經四次迭代 資料來源:Nuclear Innovation Consultancy、開源證券研究所 目前世界主流核電站皆采用目前世界主流核電站皆采用第二代第二代或或第三代核電技術第三代核電技術。其中,第二代和第三代的主要核電堆型包括壓力堆
19、和沸水堆等,在安全性和經濟性上較前一代都有提升。第四代核電技術第四代核電技術以以在安全性、經濟性、核廢物處理、防止核擴散上更為出色,代表堆型包括鈉冷快堆、鉛冷快堆、氣冷快堆、超高溫氣冷堆等,目前主要研發試驗階段,商業化預計在 2030 年左右實現。表表1:目前世界主流核電站采用第二代或第三代核電技術目前世界主流核電站采用第二代或第三代核電技術 核電系統核電系統 側重點側重點 技術特點技術特點 核電堆型核電堆型 代表核電站代表核電站/核電堆型核電堆型 第一代 試驗驗證 基于軍用核反應堆技術建原型堆和試驗堆 美國希平港核電站 美國行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 5
20、/32 造的首批原型堆,證明了核能系統發電的可行性。設計中沒有系統、規范、科學的安全標準,存在許多安全隱患,發電成本較高且目前已全部退役。印第安角核電站 法國舒茲核電站 德國奧利海母核電站 第二代 推動核電民用化進程,提高經濟性 按照較完備的核安全法規和標準來設計,實現核電民用化。目前世界上商業運行的大多數核電站均為第二代技術 壓水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆和改進型氣冷堆等 切爾諾貝力核電站 浙江秦山核電站 第三代 較第二代,提高了安全性及經濟性 第三代核電站包括革新型核電站和改革型核電站,第三代核電技術堆型在安全、設計上已趨成熟。革新型核電站:采用非能動安全系統,簡化系統,減少設備,進而
21、提高安全性、改善經濟性;改革型核電站:在原有設計基礎上,增加安全裕量來提高安全性,增加單機容量來改善經濟性。先進非能動壓水堆(AP1000)、歐洲壓水堆(EPR)、先進沸水堆(ABWR)、經濟簡化型沸水堆(ESBWR)、先進壓水堆(APWR、APR1400)、國和一號CAP1400、華龍一號HPR1000“華龍一號”福建福清核電站 第四代 較第三代,安全和經濟性都更優,解決核廢物處理、防止核擴散等問題 四代技術有六種反應堆型的概念設計,它在安全性和經濟性都更加優越,廢物量極少,無需廠外應急,并具有防核擴散能力的核能利用系統,商用化預計在 2030 年左右實現。鈉冷快堆、鉛冷快堆、氣冷快堆、超高
22、溫氣冷堆、快中子堆、超臨界水冷堆和熔鹽堆等 石島灣高溫氣冷堆核電站 資料來源:中國核電招股說明書,國家能源局、開源證券研究所 其中,輕水堆廣泛應用于第二、三代核電站。其中,輕水堆廣泛應用于第二、三代核電站。輕水堆可分為壓水堆和沸水堆,為世界上最普遍的商用堆型。壓水堆方面,壓水堆方面,其以加壓清水為冷卻劑和慢化劑,其結構和運行較為簡單、尺寸較小、經濟性好、且安全性高。壓水堆核電站主要包括核反應堆、一回路系統、二回路系統及其他輔助系統。一回路系統主要負責把核裂變產生的熱能傳遞到二回路的水,使給水變為水蒸汽,而二回路系統則負責把水蒸汽傳入汽輪機,帶動電機發電。沸水沸水堆方面,堆方面,其以沸騰輕水為冷
23、卻劑和慢化劑,沒有壓水堆的二回路系統和蒸汽蒸發器,在事故時有泄漏放射性物質的危險。目前全球在運核電站以壓水堆為主。目前全球在運核電站以壓水堆為主。根據世界核能協會數據,截至 2020 年末,全球在運核電反應堆共 441 座,其中壓水堆 302座,占比 68%;沸水堆占比 14%。行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 6/32 圖圖2:壓水堆壓水堆具有具有二回路系統和蒸汽蒸發器二回路系統和蒸汽蒸發器 圖圖3:沸水堆沒有沸水堆沒有二回路系統和蒸汽蒸發器二回路系統和蒸汽蒸發器 資料來源:電力界 資料來源:煙臺核電研發中心 高溫氣冷堆為我國第四代核電站重要方向高溫氣冷堆為我
24、國第四代核電站重要方向,以氣冷代替輕水堆水冷,主要分為棱柱式和球床式兩種。燃料球靠重力自然落入堆芯,能夠不停堆在線換料;可實現小型模塊設計,靈活性更高;且每一個木塊功率密度約為大型壓水堆核電站的 1/20,停堆后余熱水平較低,更加安全。2021 年 12 月,我國石島灣高溫氣冷堆核電站投入運行,設備國產化率達93.4%,采用雙模塊設計,是全球首座球床模塊式高溫氣冷堆核電站。該核電站的氦氣出口溫度能達到 750,產生 566的過熱蒸汽,在高效發電之外,高溫蒸汽還能用于熱電聯產、稠油熱采、化工、冶金等。高溫氣冷堆有望實現大規模綠色制氫。圖圖4:高溫氣冷堆有望實現大規模綠色制氫高溫氣冷堆有望實現大規
25、模綠色制氫 圖圖5:熱氣導管連接堆芯和蒸汽發生器熱氣導管連接堆芯和蒸汽發生器 資料來源:清華大學核能與新能源技術研究院 資料來源:清華大學核能與新能源技術研究院 世界目光重聚核能,世界目光重聚核能,2050 年全球核裝機容量或達當前年全球核裝機容量或達當前 3 倍。倍。從上世紀 50 年代至今,全球核電共經歷了 4 個發展階段。2011 年日本福島核電站事故對世界核電建設造成了一定負面影響。但近年來在低碳趨勢及全球能源危機下,德國政府計劃推遲關閉最后 3 座核電站;2022 年 2 月,法國宣布將建造六座新反應堆,并考慮再建造 8 座;日本在2022 年 8 月表示,將探索建設下一代反應堆,并
26、推動閑置核反應堆重啟。國際能源署(IEA)評估認為,到 2050年全球核裝機容量要達到現在的 3倍。行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 7/32 圖圖6:世界核電發展的四個階段世界核電發展的四個階段 資料來源:上海市核電辦公室、開源證券研究所 1.1.2、我國核電進入高效發展期,我國核電進入高效發展期,2025 年前裝機量年前裝機量預計預計預計預計達達 70GW 左右左右 我國核電發電量占比較發達國家存在較大差距。我國核電發電量占比較發達國家存在較大差距。2021 年我國核電發電量約383TWh,核電發電占比約為 5%。雖然我國核電發電量位居世界前列,但發電占比低
27、于 10%的全球平均水平,較美國、俄羅斯等國家存在較大趕超空間。表表2:2021 年國內核電發電量占比較國際核電發電量水平存在較大差距年國內核電發電量占比較國際核電發電量水平存在較大差距 國家國家 核電發電量(核電發電量(TWh)核電發電量占比核電發電量占比 美國 771.64 19.6%法國 363.39 69%日本 61.3 7.2%俄羅斯 208.44 20%中國 383.21 5%全球 265.33 10%數據來源:IAEA、Our World in Data、開源證券研究所 我國核電進入我國核電進入安全安全高效發展期高效發展期,核電核準加速,核電核準加速。我國核電自上世紀 70 年代
28、開始發展,過去 10 年核電核準分別與 2011 年后和 2016 年后出現了 2 次斷檔。2011年因日本福島事件,國內處于安全考慮在 2012-2014 年暫緩核電建設核準。2016 以來國內用電增長放緩,裝機容量快速增長,出現多臺核電機組陸續投產,導致部分核電機組降負荷運行甚至停機備用的情況;此外,當時全球首個 AP1000 核電項目浙江三門核電站尚未投產,導致 2016-2018 年核電項目核準暫停。2019 年以來三代機組陸續投產,我國核電核準節奏加快。2022 年,國內核電核準數量達到創紀錄的 10臺,預計后續每年將保持 6-8 臺開工核準。圖圖7:2022 年國內核電核準數量創紀
29、錄年國內核電核準數量創紀錄 數據來源:電力科技、核能號等、開源證券研究所 051015核電機組核準數量(臺)開工數量(臺)并網數量(臺)行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 8/32 圖圖8:我國核電站以壓水堆技術為主我國核電站以壓水堆技術為主 資料來源:中國核能行業協會 2025 年年我國我國核電裝機量有望達核電裝機量有望達 70GW,較“十三五”期間增長,較“十三五”期間增長 40%。根據“十四五”現代能源體系規劃,在 2025 年前,我國核電裝機量達到 70GW 左右,較“十三五”期間增長 40%。根據中國核能發展報告(2021)數據,到 2030 年,我國核
30、電在運裝機量有望達到 120GW,核電發電量占全國發電量的 8%。根據核電站的發展歷程及應用前景數據,到 2050 年我國核電裝機總容量將達到 400GW,核電發電量份額將增加到 14.5%。表表3:我國核電我國核電將將進入高效發展期進入高效發展期 時期時期 文件名稱文件名稱 對核電的看法對核電的看法 十五期間(2001-2005)電力工業“十五”規劃“適度發展核電”十一五期間(2006-2010)核電中長期發展規劃(2005-2020 年)“積極推進核電建設”十二五期間(2011-2015)核電安全規劃(2011-2020 年)“提高準入門檻,暫時不安排內陸核電”十三五期間(2016-202
31、0)電力發展“十三五”規劃“堅持安全發展核電的原則,加大自主核電示范工程建設力度,加快推進沿海核電項目建設?!笔奈迤陂g(2021-2025)政府工作報告“在確保安全的前提下積極有序發展核電”“十四五”現代能源體系規劃“規劃到 2025 年,核電運行裝機容量達到 7000 萬千瓦左右,較十三五同比增長 40%,復合增速 7%”資料來源:中國政府網、國家能源局、開源證券研究所 表表4:十四五期間各省十四五期間各省積極規劃核電發展積極規劃核電發展 省份省份 核電發展核電發展規劃規劃 遼寧 開工建設徐大堡核電二期。山東 高效開發核能,穩步有序推進海陽、榮成、招遠等沿海核電基地建設。適時啟動第四核電廠
32、址開發,探索核能小堆供熱技術研究和示范,打造核能強省。到 2025 年,在運在建核電裝機規模達到 1300 萬千瓦左右 江蘇 安全利用核能,加快田灣核電 7、8 號機組項目建設;支持田灣核電應急救援基地建設 浙江 安全高效發展核電,圍繞核電基地探索建設零碳未來城(圖),建成三澳核電一期,推進三門核電二三期、三澳核電二期,形成漸北、浙東、浙南三大沿海核電基地,到 2025 年核電裝機達 1100 萬千瓦以上。廣東 大力發展核能等清潔能源,支持沿海經濟帶發展核電,抓好惠州太平嶺核電站建設,開工建設陸豐、廉江核電。福建 重點推進漳州核電、霞浦核電、神華羅源灣電廠等大型電源項目建設,建成華電可門電廠三
33、期、漳州核電 1、2 號機組、霞浦核電示范快堆 1 號機組,到 2025 年,力爭全省電力總裝機達 8000 萬千瓦以上,廣西 積極穩步發展核電 海南 加快發展核電配套產業,引進核電建設期和運行期所需的機械、電器、儀表、控制系統及材料生產企業。推動建設核行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 9/32 省份省份 核電發展核電發展規劃規劃 電運維服務中心,加快發展核電運行所需的技術支持和檢修運維服務、支持核技術在環保、放射醫學等領域的非動力應用。資料來源:深圳核博會官網、國家能源局、開源證券研究所 1.2、核電核電設備景氣周期到來設備景氣周期到來,三代機組三代機組價值量
34、價值量可觀可觀 核電機組建設核電機組建設周期約為周期約為 6-7 年年。我國 2008 年-2015 年開工的核電機組已陸續完成并網。2016 年-2018 年核電核準中止,意味著 2023-2025 年期間新并網機組數量將會減少,2025 年之后將再次增長。核電設備景氣周期到來。核電設備景氣周期到來。臺山核電站建設過程中,核島設備、常規島設備分別于開工第 3 年、開工第 5 年進場。參考臺山核電站的建設節奏,我們預計,2019-2022 年開工的核電站,將在 2023-2025 年迎來設備集中進場,我國即將迎來核電設備景氣周期。表表5:臺山核電站臺山核電站核島核島設備、常規島設備分別于開工第
35、設備、常規島設備分別于開工第 3 年、開工第年、開工第 5 年進場年進場 開工年份開工年份 時間時間 事件事件 進場進度進場進度 T+1 2009.10.26 核島澆筑第一罐混凝土 T+3 2011.10.23 核島穹頂吊裝就位 核島設備進場 T+4 2012.6.3 反應堆壓力容器吊裝就位 T+4 2012.9.29 首臺蒸汽發生器吊裝就位 T+4 2012.12.26 核島主回路焊接完成 T+5 2013.8.26 發電機定子在東方電氣制造完成 常規島設備進場 T+5 2013.12.4 堆芯捕集器安裝完成 T+5 2013.12.20 核回路中壓注管線沖洗完成 T+6 2014.3.29
36、 汽輪機四缸扣蓋完成 T+6 2014.7.31 海底隧道開工 T+6 2014.8.14 發電機完成轉子穿裝 T+6 2014.10.30 機組泵站進水 T+6 2014.12.26 機組重要廠用水系統首次起泵 T+7 2015.6.8 機組主盤車可用 T+8 2016.1.27 冷試完成 T+8 2016.3.15 機組循環泵水泵首次啟動 T+9 2017.4.13 核燃料到場 新燃料進場 T+9 2017.8.4 熱試完成 T+9 2017.11.15 核燃料接受 T+9 2017.12.18 首次裝料前的安全檢查 T+10 2018.4.10 機組批準書頒布并裝料 T+10 2018.
37、6.6 首次臨界 T+10 2018.6.29 并網發電 T+10 2018.10.30 100%功率發電 資料來源:ChemWhat、開源證券研究所 表表6:2019 年以來核電審批加速年以來核電審批加速 機組名稱機組名稱 投資方投資方 機組型號機組型號 裝機單體容量裝機單體容量 核準時間核準時間 裝機容量裝機容量 漳州 1&2 號 中國核電 華龍一號 2*115 2019 年 225 太平嶺 1&2 號 中廣核集團 華龍一號 2*115 2019 年 225 三澳 1&2 號 中廣核集團 華龍一號 2*115 2020 年 225 昌江 3&4 號 華能集團 華龍一號 2*115 2020
38、 年 225 徐大堡 3&4 號 中國核電 VVER-1200 127*2 2021 年 254 田灣 7&8 號 中國核電 VVER-1200 127*2 2021 年 254 海南昌江“玲瓏一號”中國核電 ACP100 12.5 2021 年 12.5 行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 10/32 機組名稱機組名稱 投資方投資方 機組型號機組型號 裝機單體容量裝機單體容量 核準時間核準時間 裝機容量裝機容量 浙江三門核二期 中國核電 CAP1000 125.1*2 2022 年 250.2 山東海陽二期 國家電投 CAP1000 125*2 2022 年 2
39、50 廣東陸豐 5、6 號機組 中國廣核 華龍一號 120*2 2022 年 240 福建漳州二期 中國核電 華龍一號 121.2*2 2022 年 242.4 廣東廉江一期核電項目 國家電投 CAP1000 125*2 2022 年 250 合計 2653.1 資料來源:北極星電力網、核能號、中核集團、開源證券研究所 表表7:核電設備將在核電設備將在 2022-2023 年集中進場年集中進場 開發商開發商 項目項目 容量(容量(GW)進度進度 時間點時間點 中核 中核玲瓏一號 0.125 核島安裝工程開始 2022.11 中核 徐大堡 4 號 1.27 堆芯捕集器 CC容器吊裝 2022.1
40、 中核 田家灣 8 號 1.27 核島地基澆筑 2022.02 中核 田家灣 7 號 1.27 芯堆捕集器進場 2022.01 中核 徐大堡 3 號 1.27 芯堆捕集器進場 2022.01 中核 漳州 2 號 1.12 核島鋼襯吊裝 2022.01 中核 漳州 1 號 1.12 核島穹頂吊裝完成 2021.10 中核 霞浦 1-2 號示范 1.2 招標 2022.01 中廣核 紅沿河 6 號機組 1.11 調試 2021.10 中廣核 防城港 3 號 1.18 調試 2022.01 中廣核 防城港 4 號 1.18 調試 2022.01 中廣核 惠州 1 號 1.12 核島穹頂吊裝完成 20
41、21.12.24 中廣核 惠州 2 號 1.12 FCD混凝土澆筑 預計2021.10 中廣核 三澳 1 號 1.12 FCD混凝土澆筑 2020.12.31 中廣核 三澳 2 號 1.12 FCD混凝土澆筑 2021.12.31 華能 海南昌江 3 號 1.2 置換水箱 3 個模塊順利吊裝 2021.12.03 華能 海南昌江 4 號 1.2 FCD混凝土澆筑 2021.12.29 資料來源:北極星電力網、海南政府網等、開源證券研究所 三代三代核電價值量核電價值量有所有所提升提升。目前我國核電設備以第三代核電設備為主。三代核電每臺機組的 EPC(Engineering Procurement
42、 Construction,工程總承包)投資約為200 億。我國建設的二代改進型機組建成價單位投資平均 12056 元/千瓦,最高12983 元/千瓦,最低 10468 元千瓦;而三門一期、海陽一期、臺山一期等采用三代AP1000 機組的核電項目概算建成均價為 21368 元/千瓦。相較二代機組,三代核電價值量有所提升。目前我國已核準核電項目以三代機型華龍一號、CAP1000 和VVER 為主。核電工程核電工程設備投資占比平均超設備投資占比平均超 50%。根據英國能源技術研究所(Energy Technologies Institute)數據,美國的標準壓水堆(PWR)建設成本中,直接成本占比
43、約達 33%,包括結構和改進;反應堆設備;渦輪發電機設備;電氣設備;散熱系統;雜項設備;特殊材料;模擬器;直接成本的不可預見費等。我國核電工程中設備投資占比平均超 50%。行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 11/32 圖圖9:美美國的標準壓水堆(國的標準壓水堆(PWR)建設成本中,結構及設備占比約達)建設成本中,結構及設備占比約達 33%資料來源:Energy Technologies Institute 1.3、核電設備核電設備自主可控是主線,關注從自主可控是主線,關注從 0 到到 1 的國產化環節的國產化環節 核電產業鏈上游為核燃料、特種材料及壓力容器,中游
44、為核電機組設備,包括核島設備、常規島設備和輔助設備等,下游為核電站建設運維及、乏燃料后處理等。核電產業鏈環節中,基礎設施占比達 40%,設備投資占比達 50%。我們看好新燃料我們看好新燃料及乏燃料運輸容器、智能設備、冷卻塔等從及乏燃料運輸容器、智能設備、冷卻塔等從 0 到到 1的設備環節。的設備環節。圖圖10:核電產業鏈分為上游核電產業鏈分為上游-中游中游-下游三個部分下游三個部分 資料來源:我國核電站項目設備供應商管理研究(曲野萌 2018 年)、開源證券研究所 圖圖11:核電產業鏈核電產業鏈中中設備投資占比達設備投資占比達 50%。圖圖12:核電細分設備核電細分設備中核島設備中核島設備市場
45、規模市場規模較大較大 數據來源:我國核電站項目設備供應商管理研究(曲野萌,2018年)、開源證券研究所 數據來源:我國核電站項目設備供應商管理研究(曲野萌 2018年)、開源證券研究所 設備投資,50%基礎建設,40%其他,10%設備投資基礎建設其他60%9%25%7%19%12%8%10%30%24%18%12%40%10%核島設備壓力容器安全殼管道蒸發器核級閥主泵內構件和控制桿常規島設備汽輪機發電機凝汽器泵閥及管道輔助設備行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 12/32 1.3.1、上游:上游:核燃料、特種材料、核燃料運輸容器核燃料、特種材料、核燃料運輸容器 鈾
46、礦資源轉化工藝鏈較長。鈾礦資源轉化工藝鏈較長。鈾礦石開采出來后,經過破碎、研磨、浸出、固液分離、萃取等過程,得到濃縮鈾,再經過提純、化學轉化制成二氧化鈾或金屬鈾。但這時鈾產品中鈾 235 僅占 0.71%,若要用于核電廠輕水堆的燃料,需要把鈾 235的濃度提 2-5pct后,才能制成芯塊并組裝成核燃料組件。我國我國核燃料進口依賴度高,中核集團核燃料獨家供應。核燃料進口依賴度高,中核集團核燃料獨家供應。我國大部分鈾資源品味低且埋藏深,開采成本較高,鈾礦資源 70以上都來源于進口,主要供應國家包括哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦、加拿大、納米比亞、尼日爾和澳大利亞等。核燃料物資在各國都受到嚴格管制,只有獲
47、得許可的企業才能采購。中核集團目前是中國唯一擁有完整核燃料循環產業的企業,國家授權中核集團對核燃料、鈾產品的生產經營和進出口實行專營,具有核燃料供應資質。圖圖13:鈾礦資源轉化工藝鏈較長鈾礦資源轉化工藝鏈較長 圖圖14:我國我國鈾資源鈾資源貧乏貧乏 資料來源:國家核安全局 數據來源:World Information Service on Energy、開源證券研究所 1.3.2、中游:中游:核島設備、常規島設備和輔助設備核島設備、常規島設備和輔助設備 中游中游核電核電機組機組設備主要包括核島設備、常規島設備和輔助設備。設備主要包括核島設備、常規島設備和輔助設備。根據中國核能發展報告 2025
48、,十四五期間我國核電設備年均投資額約為 540-720 億元。隨著2022 年核電項目審批加速,設備有望迎來放量;疊加核電進入三代裝機時代,設備價值量有望增大。核電機組中核島設備成本占比最高,但核島設備、常規島設備和輔助設備競爭格局差異較大。020406080100120140鈾資源(萬噸)行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 13/32 圖圖15:核電核電機組由機組由核島設備、常規島設備核島設備、常規島設備和和輔助設備輔助設備構構成成 圖圖16:核島設備成本占比最高核島設備成本占比最高 資料來源:中國產業信息網 數據來源:前瞻產業研究院、開源證券研究所 圖圖17:
49、核島設備、常規島設備和輔助設備核島設備、常規島設備和輔助設備競爭格局競爭格局差異較大差異較大 資料來源:我國核電站項目設備供應商管理研究(曲野萌 2018 年)、開源證券研究所 核島設備成本占比最高,核島設備成本占比最高,約為約為 46,包括反應堆壓力容器、主管道及熱交換器和蒸汽發生器為核島三大主要部件。這些是我國核電國產化的核心,壟斷程度高、技術壁壘高,且毛利率也較高,屬于行業內的高端產品。目前市場參與者較少,主要以國企為主導,民企更多是參與部分部件的制造。核島設備的供應以上海電氣、東方電氣、哈電集團、中國一重四大國企為主,主要承擔三代核電主設備,如反應堆壓力容器、穩壓器、蒸汽發生器、汽輪發
50、電機、主冷卻劑泵的供應。民營企業在細分產品如閥、泵管道、風機制冷設備等方面占據了主要供應地位。核島設備:核心產品由國企壟斷,民企積極布局細分零部件領域核島設備:核心產品由國企壟斷,民企積極布局細分零部件領域。技術難度大、核島,46%常規島,30%BOP,24%核島常規島BOP行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 14/32 質量要求高、資金投入多等原因導致核島設備的進入壁壘極高,核心設備包括壓力容器、蒸汽發生器、主泵及主管道等均由國企壟斷,兼具投資占比較高與毛利率較高兩大特點,主要參與者為東方電氣、上海電氣、哈動力集團和一重集團四家企業。常規島設備占比約常規島設備占
51、比約 30%,壁壘及毛利率較低。壁壘及毛利率較低。主要包括汽輪機組和二回路等輔助系統。由于常規島的發電原理與火電、水電等其他發電站相似,設備具備一定的通用性,因此常規島設備的市場競爭程度較高,毛利率較低。輔助設備占輔助設備占比約比約 20%,民營企業居多,市場競爭激烈民營企業居多,市場競爭激烈。包括核燃料儲存系統、電廠運行控制系統、專設的安全設施和系統、放射性廢物處理系統等。2015 年,國內開啟核三級設備市場化,輔助系統設備市場中民營企業較多,由于無特殊的技術要求,技術壁壘低,市場參與者較多且競爭激烈,毛利率水平偏低。1.3.3、下游下游:核電站建設、運營及乏燃料處理核電站建設、運營及乏燃料
52、處理等等 下游為核電站建設、運營及乏燃料處理等。下游為核電站建設、運營及乏燃料處理等。核電建設周期長、投資規模大,前期工作一般需要 5-10年。由于核電行業的特殊性及核電技術的復雜性,不管是在運裝機容量還是發電量行業集中度都很高,2020 年核電運營市場 CR2 高達 90以上。我國的核電項目大都由中國核電和中國廣核兩家分別或合作建設運營。我國的核電項目大都由中國核電和中國廣核兩家分別或合作建設運營。核電運營商的發電成本主要由核燃料、折舊及攤銷、職工薪酬和乏燃料處理費核電運營商的發電成本主要由核燃料、折舊及攤銷、職工薪酬和乏燃料處理費用構成。用構成。根據中廣核招股說明書數據,四大成本構成在 2
53、016-2018 年度合計占比分別為 81.25%、79.28%及 81.43%。核燃料是發電成本的主要構成之一,2018 年度占總發電成本的 31.33%。圖圖18:中廣核、中核中廣核、中核核電站裝機量占比核電站裝機量占比較高較高 圖圖19:核燃料是發電成核燃料是發電成本的主要構成之一本的主要構成之一 數據來源:中國核電、中廣核、開源證券研究所 數據來源:中廣核招股說明書、開源證券研究所 2、乏燃料后處理建設提速,后處理設備長坡乏燃料后處理建設提速,后處理設備長坡厚雪厚雪 2.1、我國堅持核燃料閉式循環處理,乏燃料處理能力亟待提升我國堅持核燃料閉式循環處理,乏燃料處理能力亟待提升 2.1.1
54、、我國堅持核燃料閉式循環處理我國堅持核燃料閉式循環處理 乏燃料是指受過輻射照射、被使用過的核燃料,通常由核電站的核反應堆中卸出。這種燃料無法繼續維持核反應,且具有放射性,但其中含有的鈾 235、钚 239等可裂變材料和鈾 238 等可轉換材料仍然具有二次利用價值。將乏燃料中的鈾、钚與裂變產物相互分離,將回收的鈾和钚作為核燃料再利用的過程叫做乏燃料后處理,51.71%43.32%4.59%0.39%中廣核中核集團國家電投華能集團0500,0001,000,0001,500,0002,000,0002,500,000201620172018萬元核燃料折舊及攤銷職工薪酬乏燃料處理費其他行業深度報告行
55、業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 15/32 是核燃料循環后段中的關鍵環節之一。圖圖20:乏燃料具有較高的循環利用價值乏燃料具有較高的循環利用價值 圖圖21:我國鈾資源對外依存度常年維持在我國鈾資源對外依存度常年維持在 70%以上以上 資料來源:國家能源局、開源證券研究所 數據來源:國家能源局、開源證券研究所 輻照之后的燃料組件依然保留著 475-480KG 的 U,占了新燃料 U 裝料的 95-96%,燃料組件收到輻照后會產生 5KG 的 PU 元素,占了整個燃料組件的 1%,這些 U 和 Pu 元素都可以循環再利用,不可利用的裂變產物只占到組件重量的 3%-4%。圖圖22
56、:乏燃料后處理可分為開式循環和閉式循環兩種乏燃料后處理可分為開式循環和閉式循環兩種 資料來源:全球乏燃料與高放廢物管理現狀(陸燕,2022 年)、國外核電廠乏燃料貯存方式對比研究(徐健等,2021 年)、開源證券研究所 乏燃料后處理的意義首先在于資源的充分利用。通常壓水堆核電站鈾資源的利用率僅為 0.37%,如果對乏燃料進行后處理,用“榨”出來的鈾在壓水中在循環一次,可節省天然鈾 25%;若如此多次循環,則鈾資源的利用率可以達到 1%;若將后處理得到的钚與鈾富集后剩下的貧鈾制成快堆燃料,則鈾資源的利用率可以提高60 倍左右,達到 60%到 70%,這意味著原本僅能使用 5060 年的天然鈾可利
57、用長達 3000 余年。此外,乏燃料后處理可以顯著減少需長期深地質層處置的核廢物體積,并且大幅降低核廢料的放射性。乏燃料處理方式可分為閉式循環和一次通過循環兩種乏燃料處理方式可分為閉式循環和一次通過循環兩種。閉式循環是指對乏燃料進行處理,回收其中可用的材料和元素,英法俄日等國家采取該路線,其中法國技術最為先進。一次通過循環則是將乏燃料作為放射性廢物直接予以深埋貯存,采取該路線的國家主要有美加瑞(典)等。我國堅持核燃料閉式循環我國堅持核燃料閉式循環處理(后處理)。處理(后處理)。020406080100單位:單位:%中國鈾資源對外依存度(%)行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露
58、和法律聲明 16/32 圖圖23:快堆閉式核燃料循環快堆閉式核燃料循環 圖圖24:乏燃料后處理提高鈾資源利用率乏燃料后處理提高鈾資源利用率 資料來源:我國快堆閉式核燃料循環體系的現狀及展望(王宏淵 2013 年)資料來源:國內外乏燃料后端處理(田偉,2016)、開源證券研究所 圖圖25:我國堅持核燃料閉式循環路線我國堅持核燃料閉式循環路線 資料來源:中國能源報 中核集團與法國阿?,m公司合作建設處理廠,借鑒法國乏燃料閉式循環處理的大規模商業運行經驗,實現核燃料的循環利用。2010 年年底中國自主建設的中試廠熱調試取得成功,預計 2025 年前后才會正式投入運行,但中試廠規模有限,年處理能力僅為
59、50 噸。與法國阿?,m公司合作后,在甘肅省境內建立年處理規模達800tHM 的乏燃料處理廠已于 2021 年實現第一罐混凝土澆筑,預計 2029 年后處理設施進行熱試,2030 年實現投運,總造價將超過 1000 億。表表8:法國法國乏燃料處理乏燃料處理技術世界領先技術世界領先 國家國家 廠名廠名 乏燃料類型乏燃料類型 規模規模(t/a)建成時間建成時間 備注備注 法國 UP2-400 氧化物 400 1966 已關閉 UP3-800 氧化物 800 1990 UP2-800 氧化物 800 1994 由 UP2-400 改建 英國 唐瑞 快堆混合氧化物 8 1960 鎂諾克斯 氧化物 150
60、0 THORP 氧化物 600 1994 俄羅斯 馬雅克 金屬鈾 400 1948 1976 年處理動力堆乏燃 料 日本 東海村 氧化物 210 1977 實際生產能力 90t/a 六所村 氧化物 800 2008 推遲到 2016 年投運 行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 17/32 印度 特朗貝 金屬鈾 30 1964 塔拉普爾 氧化物 100 1977 卡爾帕卡姆 氧化物 200 美國 西谷 氧化物 300 1966 1972 年關閉 巴威爾 氧化物 1500 1975 冷試過,未投產 德國 WAK 氧化物 35 1971 1990 年停運 中國 甘肅中試
61、廠 氧化物 50 2010 2010 年熱試成功,未投產 資料來源:立鼎產業研究院、開源證券研究所 圖圖26:乏乏燃料后處理燃料后處理設備種類較多設備種類較多 資料來源:乏燃料后處理設備源項計算研究(熊雯雯,2016年)、開源證券研究所 2.1.2、乏燃料乏燃料后處理產能亟待提升后處理產能亟待提升 我我國核電機組核準加速,國核電機組核準加速,2030 年核電機組裝機容量有望翻倍。2022 年,我國核電機組核準加速,全年共核準 5 個核電項目總計 10 臺核電機組。截至 2022 年底,我國在運核電機組 55臺;截至 2022 年 9 月,在建核電機組 23 臺,為全球第一。圖圖27:預計預計
62、2030 年中國核電機組裝機容量將實現翻倍年中國核電機組裝機容量將實現翻倍 圖圖28:預計預計 2030 年我國在運核電機組將達年我國在運核電機組將達 90-96 臺臺 數據來源:Wind、經濟參考報、開源證券研究所 數據來源:Wind、21 世紀經濟報道、上海證券報等、開源證券研究所 55,806120,000 0.001.002.003.004.005.006.007.008.009.00020,00040,00060,00080,000100,000120,000140,000裝機容量:核電機組:商運(兆瓦)核電發電量占發電總量比重:核電機組:商運(%)020406080100全國核電機
63、組在運數量(臺,樂觀)全國核電機組在運數量(臺,保守)行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 18/32 我國早期投入運行的多臺核電機組已處于堆水池飽和或即將飽和的困境,政府我國早期投入運行的多臺核電機組已處于堆水池飽和或即將飽和的困境,政府乏燃料后處理基金支出快速增加,乏燃料離堆貯存的需求十分緊迫。乏燃料后處理基金支出快速增加,乏燃料離堆貯存的需求十分緊迫。目前秦山第二核電廠一、二號機組、大亞灣核電廠和嶺澳核電廠在堆貯存水池已飽和或即將飽和。秦山核電廠、嶺澳核電廠(二期)的核電機組在堆貯存水池在 2021-2025 期間將陸續達到飽和。圖圖29:預計預計 2025
64、年將有年將有 5591 噸乏燃料離堆儲存噸乏燃料離堆儲存 圖圖30:政府性乏燃料后處理基金支出快速增加政府性乏燃料后處理基金支出快速增加 數據來源:中國核電發展與乏燃料貯存及后處理的關系(肖雨生 2020 年)、國家統計局、Wind、開源證券研究所 數據來源:國家統計局、Wind、開源證券研究所 我國乏燃料后處理產能我國乏燃料后處理產能不足不足,乏燃料后處理能力亟待提升。乏燃料后處理能力亟待提升。目前我國后處理產能僅 50 噸/年,在建產能約有 400 噸/年(其中首期 200 噸預計 2025 年運營;中核龍瑞乏燃料 200t 處理項目二期廠區規劃于 2022 年開始建設)。相比英法俄日等國
65、,我國乏燃料處理能力較小。表表9:相較英法俄日等國,我國乏燃料處理能力較小相較英法俄日等國,我國乏燃料處理能力較小 國家國家 設施設施 位置位置 產能(產能(tHM/a)投運時間投運時間 法國 UP2-800 阿格 800 1994 年 UP3 阿格 800 1989 年 英國 鎂諾克斯 塞拉菲爾德 1500 1964 年 俄羅斯 RT-1 馬雅克 400 1977 年 日本 六村所 六村所 800 2024 年(計劃)印度 四座小型設施 360-總計 4660 資料來源:全球乏燃料與高放廢物管理現狀(陸燕,2022)、中核戰略規劃研究總院、開源證券研究所 2025 年之后,核電裝機將大幅上升
66、,乏燃料的量會相應增加。目前,我國存量乏燃料近萬噸,每年新增超 1000 噸,平均每臺機組產生約 25 噸/年。預計到 2035年存量降到 3.87 萬噸,每年新增超 3000 噸。若 2035 達到動態平衡,需 3-4 個 800噸/年后處理廠,每個投資 1000-1500 億,總投資 3000-6000 億元。其中設備占比約40%-50%,智能裝備占設備的 20%。我國第一期龍騰我國第一期龍騰 200 噸,總投資額約為噸,總投資額約為 300 億,其中設備投資額占比約億,其中設備投資額占比約 50%。按照 2030 年 800 噸處理產能計算,設備總投資額約為 600 億元,折合每年 60
67、 億市場規模。3、從從 0 到到 1:新新燃料及燃料及乏燃料乏燃料運輸容器運輸容器、智能設備、冷卻塔、智能設備、冷卻塔 1119 1172 1470 707 752 1047 2230 2932 5591 0200040006000我國乏燃料新增量(噸)當年外運需求量(噸)2.25 0.84 0.70 1.59 4.32 0.52 2.55 14.97 8.15 10.39 10.81-200%0%200%400%600%0510152020112012201320142015201620172018201920202021全國政府性基金支出:核電站乏燃料處理處置基金支出全國政府性基金支出:核
68、電站乏燃料處理處置基金支出行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 19/32 3.1、新燃料新燃料運輸運輸容器容器國產化伊始,國產化伊始,資質壁壘高企資質壁壘高企 3.1.1、新燃料新燃料運輸容器國產化伊始運輸容器國產化伊始 新燃料組件運輸容器用于裝載未經輻照、未發生核鏈式反應的燃新燃料組件運輸容器用于裝載未經輻照、未發生核鏈式反應的燃料組件料組件。核燃料安裝于核電站反應堆堆芯中,可分為天然六氟化鈾直接加工及乏燃料后處理加工(MOX 燃料)兩種。核燃料組件一般由數百根圓柱形燃料棒成束組成,內部裝載含有 2%-4%鈾 235或鈾 238 的燃料。圖圖31:反應堆堆芯位于
69、壓水堆核電站內部反應堆堆芯位于壓水堆核電站內部 圖圖32:核燃料組件安裝在反應堆堆芯中核燃料組件安裝在反應堆堆芯中 資料來源:機電原理官網 資料來源:機電原理官網 核燃料組件換料周期一般為核燃料組件換料周期一般為 18 個月,單次更換個月,單次更換 1/3 的燃料的燃料。以廣東大亞灣核電站為例,該核電站站 M310 型反應堆堆芯由 157 個 AFA3G 燃料組件構成,換料周期 18 個月,每次更換 1/3 的燃料;華龍一號所使用的 177堆芯由 177個燃料組件構成。圖圖33:華龍一號“華龍一號“177 堆芯”含有堆芯”含有 177 根燃料組件根燃料組件 資料來源:華龍一號“177 堆芯”特
70、點分析(李冬生 2022年)一座百萬千瓦的壓水堆核電廠運行一座百萬千瓦的壓水堆核電廠運行 1 年,大致需要年,大致需要 30 噸燃料組件的運輸量噸燃料組件的運輸量。目前我國的核電廠主要建設在東南沿海,核燃料的生產廠和核廢料處置庫位于西部地區,核燃料運輸耗時一周左右。新燃料運輸容器國產替代新燃料運輸容器國產替代開啟。開啟。運輸容器型號包括 CNFC-300、STC-NF1A、ANT-12A,以及用于實驗快堆燃料組件運輸的 TK-C57、CEFR-MOX-N01。目前,我國已獲得產品資質的企業包括科新機電、上海阿波羅、西安核設備、大連寶原核設備等。表表10:新燃料運輸容器國產替代開啟新燃料運輸容器
71、國產替代開啟 運輸容器型號運輸容器型號 主要制造公司主要制造公司 批準日期批準日期 特點特點 容器質量容器質量 設計設計壽命壽命 CNFC-300 西安核設備 2018 年 1 月 最多裝載 2 組 FA300 2362kg-行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 20/32 運輸容器型號運輸容器型號 主要制造公司主要制造公司 批準日期批準日期 特點特點 容器質量容器質量 設計設計壽命壽命 新燃料組件,U-235初始富集度最高為4%STC-NF1A 南通中集能源 2019 年 4 月 最多裝載 1 組 RFA-XL 型新燃料組件,U-235 初始富集度最高為 4.95
72、%1420kg-ANT-12A 科新機電、上海阿波羅、大連寶原核設備有限公司 2021 年 4 月、2020年 12 月、2022 年 1月 最多兩組帶或不帶相關組件的 12 英尺STEP-12 系列與AFA3G 系列新燃料件,U-235 初始富集度最高為 4.95%3200kg 40 年 TK-C57 中國原子能科學研究院 2018 年 10 月 組件重量最高為10kg,單個組件中的燃料元件數量為 10根,U-235 富集度最高為 5%。100kg 20 年 CEFR-MOX-N01 中國原子能科學研究院 2017 年 11 月 最多裝載 4 盒 CEFR-MOX燃料組件,U-235 同位素
73、富集度最高為 45%2377kg-資料來源:生態環境部官網、核燃料組件運輸容器應用現狀概述(孫謙,2022)、開源證券研究所 ANT-12A 適用于絕大多數壓水堆燃料組件運輸。適用于絕大多數壓水堆燃料組件運輸。根據生態環境部官網ANT-12A 型新燃料運輸容器設計批準書數據,ANT-12A 型號容器 可以用于運輸 STEP-12 系列,以及我國目前絕大多數壓水堆核電站主要采用的 AFA3G 系列新燃料組件。在新燃料運輸容器上,科新機電已實現該領域高端設備的國產化。在新燃料運輸容器上,科新機電已實現該領域高端設備的國產化。公司為行業內少數擁有核電資質的民營壓力容器制造企業,目前已取得了 ANT-
74、12A 型新燃料運輸容器項目批量化生產訂單并服務于“一帶一路”相關項目。圖圖34:科新機電獲準生產科新機電獲準生產 ANT-12A 新燃料運輸容器新燃料運輸容器 資料來源:ANT-12A 型新燃料運輸容器設計批準書 3.1.2、2030 年我國核燃料(新燃料)運輸容器市場空間將達年我國核燃料(新燃料)運輸容器市場空間將達 40.8 億元億元 根據世界核電廠運行實績報告(2022)數據。我國目前在運核電機組 54 個;我們預計,到 2025 年和 2030年,我國在運核電機組將分別達 62 個和 96 個。假設我國在運反應堆堆芯燃料組件數平均 157 個,在建核電機組堆芯燃料組件數與“華龍一號”
75、相同,為 177 個;反應堆堆芯換料平均周期為 15 個月,每次更換 1/3的燃料;假設核電機組有一定的新燃料貯存要求。行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 21/32 假設核燃料(新燃料)運輸容器單價 150 萬元,單臺設備每年將使用一次,我們測算,2022 年我國核燃料換料所需運輸容器市場空間為 20.3 億元,至 2025 年約為 26.3 億元,2030 年或將達 40.8 億元。圖圖35:我們預計,我們預計,2030 年我國核燃料運輸容器市場空間將達年我國核燃料運輸容器市場空間將達 40.8 億元億元 數據來源:世界核電廠運行實績報告(世界核協會 2022
76、 年)、中核戰略規劃研究總院、Wind、開源證券研究所 表表11:我們預計,我們預計,2030 年我國年我國新新燃料運輸容器市場空間將達燃料運輸容器市場空間將達 40.8 億元億元 2022 2025E 2030E 中國在運反應堆(個)54 62 96 堆芯平均組件數量 157 177 177 平均組件替換周期(年)1.25 1.25 1.25 每次替換組件占比 1/3 1/3 1/3 平均每年替換組件數量 2261 2926 4531 每件新燃料運輸容器搭載組件數 2 2 2 每年所需新燃料運輸容器數量 1130 1463 2266 新燃料運輸容器單價(萬元)150 150 150 新燃料運
77、輸容器市場空間(億元)20.3 26.3 40.8 數據來源:世界核電廠運行實績報告(世界核協會 2022 年)、中核戰略規劃研究總院、Wind、開源證券研究所 3.2、乏燃料乏燃料貯運貯運容器容器、智能設備前景廣闊、智能設備前景廣闊 3.2.1、乏燃料乏燃料運輸運輸容器國產替代空間大容器國產替代空間大 乏燃料后處理乏燃料后處理貯運貯運容器主要分為金屬容器和混凝土容器兩種。容器主要分為金屬容器和混凝土容器兩種。乏燃料后處理前首先需要貯存-運輸-貯存,其剛卸出時仍然會放出大量熱量,需要先在核電站的乏燃料水池中進行冷卻(濕法貯存)5-8 年。經過濕法貯存的乏燃料將被運輸到其他地方進行集中暫存,以備
78、后處理。在乏燃料貯運容器中,金屬容器安全性高,但成本較為高昂;混凝土容器造價較低,但安全性不如金屬容器。乏燃料運輸容器結構復雜,性能要求及工藝難度高。目前我國所采用的乏燃料運輸容器主要為從美國采購的 NAC-STC型(兩臺,單臺價格 3,000 萬美元)和 Hi-star 60 型商業壓水堆乏燃料運輸容器,單臺容量分別為 26 組、12 組。此外,乏燃料儲運容器中還包括儲運兩用容器等,該種容器在轉運至集中貯存點后可直接就地儲存,既減少了一次乏燃料取出-放置的過程,也省去了空容器運輸的成本。20.326.340.80.010.020.030.040.050.0020406080100120202
79、22025E2030E中國在運反應堆(個,左軸)核燃料運輸容器市場空間(億元,右軸)行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 22/32 圖圖36:NAC-STC 型乏燃料運輸容器結構型乏燃料運輸容器結構復雜復雜 資料來源:我國乏燃料運輸現狀探討(李越 2016 年)目前,我國從事乏燃料運輸容器生產的企業主要有大連寶原核設備有限公司、西安核設備有限公司。其中,前者生產型號主要為 RY-IA/IB 等乏燃料運輸容器,西安核設備有限公司制造 CNSC 乏燃料運輸容器。表表12:乏燃料運輸容器乏燃料運輸容器國產替代伊始國產替代伊始 運輸容器型號運輸容器型號 NAC-STC R
80、Y-IA/IB/IC CNSC 主要制造公司(西班牙)大連寶原核設備有限公司 西安核設備有限公司 批準日期(包括延續)/2022 年 8 月 2017 年 11 月 設計公司(美國)中國核電工程有限公司 中國核電工程有限公司 批準日期/2009 年 1 月 2017 年 11 月 主體結構材料 不銹鋼板、銅、0Cr18Ni9 06Cr19Ni10、XM-19/FXM-19 屏蔽材料 雙層圓筒之間灌鉛作為 y 屏蔽,在外殼外用樹 脂(NS4FR)作中子屏蔽。屏蔽 y 射線的鉛和中子屏蔽材料 包括屏蔽 y 射線的鉛和屏蔽中子的中子屏蔽材料。容器質量(含減震器)86427kg 5100kg 約 83
81、740kg 最大外形尺寸 總長 6527.8mm;外殼直徑2209.8mm;減震器外徑3149.6mm 總長 2390mm;外殼直徑616mm;減震器外徑 1116mm 2960 X 2950 X 6270mm 使用環境溫度(-29C,38C)/(-40C,38C)運輸方式 陸路、水路運輸,獨家使用/道路、水路、鐵路,獨家使用 設計使用壽命 20 年 25 年/資料來源:生態環境部官網、開源證券研究所 3.2.2、乏燃料干式乏燃料干式離堆離堆貯存貯存迎來機遇迎來機遇 乏燃料離堆貯存可以乏燃料離堆貯存可以暫緩乏燃料后處理產能壓力暫緩乏燃料后處理產能壓力。隨著乏燃料年產量的增加,在乏燃料后處理規模
82、化之前可將飽和的乏燃料卸出,運至統一地點管理,待后處理大廠建成后,再進行后處理。離堆貯存主要分為干法貯存和濕式貯存。離堆貯存主要分為干法貯存和濕式貯存。濕法貯存是將乏燃料貯存在水池中,依靠池水對乏燃料進行冷卻和屏蔽輻射;干法貯存則是將乏燃料貯存金屬或混凝土容器中,容器里充滿空氣或惰性氣體,依靠氣體對流來對乏燃料進行冷卻,依靠容器外殼來屏蔽輻射。我國乏燃料后處理我國乏燃料后處理形勢與日本類形勢與日本類似。似。其一,我國和日本都具有一定的乏燃料后處理能力,但皆以小規模試點為主,暫未運行國大規模商業化處理廠。其二,我國與日本都選擇了和法國阿?,m公司合作建廠,借鑒阿?,m公司成熟閉循環處理技術經驗。其三
83、,我國與日本都面臨乏燃料離堆貯存的迫切需求。行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 23/32 日本乏燃料干式離堆貯存對我國具有借鑒意義。日本乏燃料干式離堆貯存對我國具有借鑒意義。1998 年后,日本的乏燃料沒有再委托其他國家處理,由于后處理廠投運時間延期,乏燃料已經快達到其容量上限,因此日本已大規模采用干式離堆貯存方式。采用干式離堆貯存方式。預計到 2025 年,中國有 3000 噸乏燃料需要離堆貯存。日本的乏燃料暫存、處置方式具有借鑒意義。表表13:國內核廢料處置主體均為大型核電央企國內核廢料處置主體均為大型核電央企 公司公司 母公司母公司 經營范圍經營范圍 現狀
84、現狀 中核清原 中核集團 中低放核廢料處置 及高放核廢料運輸 負責運營甘肅中低放處置廠及高放核燃料運輸 中廣核工程公司 中廣核集團 中低放核廢料處置 負責運營北龍中低放處置廠 中電遠達 國電投集團 中低放核廢料處置 計劃在山東等地建設中低放處置廠,暫無牌照 資料來源:國防科工局、開源證券研究所 濕式貯存為目前普遍采用的方法,干式貯存濕式貯存為目前普遍采用的方法,干式貯存有望成為未來主流有望成為未來主流。干法貯存前期投入較大,但安全性高,且儲運方便。2021 年 11 月,秦山三期規劃建設乏燃料臨時干式貯存設施,擬建設 18 個 QM-400 模塊,并留有增建 2 個模塊的場地,每個QM-400
85、 模塊可貯存 24000 根乏燃料棒束,按照機組實際產生的乏燃料推算,可存貯機組運行 45 年的乏燃料。圖圖37:乏燃料濕式貯存乏燃料濕式貯存依靠池水依靠池水 圖圖38:乏燃料干式貯存乏燃料干式貯存依靠容器外殼屏蔽輻射依靠容器外殼屏蔽輻射 資料來源:中國核電網 資料來源:中國核電網 目前,上海阿波羅在乏燃料干法貯存容器領域已有成品交付。2020 年 12 月,公司生產的干法貯存容器發往田灣核電站。根據 Nuclear Energy Institute 數據,干法貯存設施和設備的前期投入需要至少800 萬美金,但每年貯存乏燃料的成本只需要 30 萬美金。假設單個乏燃料干式貯存假設單個乏燃料干式貯
86、存容器設計容量為容器設計容量為 15 噸,售價為噸,售價為 900 萬美金,按萬美金,按 2025 年乏燃料累計產量為年乏燃料累計產量為 1.6 萬噸萬噸計算,則到計算,則到 2025 年,干式貯存容器的市場規模在年,干式貯存容器的市場規模在 96 億美元。億美元。圖圖39:上海阿波羅上海阿波羅具有具有乏燃料干法貯存容器乏燃料干法貯存容器生產能力生產能力 資料來源:上海阿波羅微信公眾號 行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 24/32 3.2.3、乏燃料后處理智能設備自主可控需求迫切乏燃料后處理智能設備自主可控需求迫切 實體清單限制實體清單限制,核工業關鍵設備自主可
87、核工業關鍵設備自主可控控需求迫切需求迫切。近年來,中美貿易摩擦不斷加劇,2018 年 10 月美國能源部限制對中國出口核技術,并于 2020 年 6 月美國國防部將中核集團等企業列入“實體清單”,但國內核工業領域部分進口設備已達到使用壽命期限,面臨設備無法迭代更新的困難局面。我國迫切需要在關鍵設備環節進行進口替代,實現自主可控。目前入局乏燃料后處理智能設備的廠商包括景業智能等。目前入局乏燃料后處理智能設備的廠商包括景業智能等。景業智能第二代電隨動機械手在各方面已經可完全實現進口替代,且在部分性能指標上已超越大部分國際一線隨動機械手。表表14:景業智能第二代景業智能第二代電隨動機械手電隨動機械手
88、部分性能已超越國際一線廠商部分性能已超越國際一線廠商 性能指標性能指標 法國法國 A 公司公司 M 型機械手型機械手 俄羅斯俄羅斯 B公司公司 S 型機械手型機械手 德國德國 C 公司公司 T 型機械手型機械手 景業智能景業智能 第一代電隨動第一代電隨動機械手機械手 景業智能景業智能 第二代電隨動機第二代電隨動機械手械手 各關節運動范圍 肩關節旋轉255 肩關節擺動+87-22 肘關節旋轉170 肘關節擺動 0,伸縮2450mm 腕關節旋轉360 腕關節擺動+38-114 肩關節、肘關節和腕關節旋轉均為360 肩關節、肘關節和腕關節擺動均為105 肩關節、肘關節和腕關節旋轉均為360 肩關節、
89、肘關節和腕關節擺動均為360 肩關節、肘關節和腕關節旋轉均為360;肩關節、肘關節和腕關節擺動均為110 肩關節、肘關節和腕關節旋轉均為360;肩關節、肘關節和腕關節擺動均為360;操控模式 異構操作 可編程智能運行 同構操作 異構操作 可編程智能運行 同構操作 異構操作 可編程智能運行 同構操作 異構操作 可編程智能運行 操作端反饋力度 持續 10N 最大 35N-最大反饋力 20N 最大反饋力 50N 可調節 最大反饋力 100N 可調節 驅動方式 伺服電機系統 自整角機系統 伺服電機系統 伺服電機系統 伺服電機系統 密封形式 動態密封 靜態密封 靜態密封 靜態密封 靜態密封 安裝方式 固
90、定式安裝 固定式安裝 固定式安裝 固定式+移動式安裝 固定式+移動式安裝 資料來源:景業智能公告、開源證券研究所 表表15:景業智能景業智能分析用取樣機器人可顯著提升放射性料液取樣流程的工作效率,價格較國外有明顯分析用取樣機器人可顯著提升放射性料液取樣流程的工作效率,價格較國外有明顯優勢優勢 技術要求技術要求 測試條件測試條件 景業智能景業智能 分析用取樣機器人分析用取樣機器人 德國德國 D 公司公司 S 型取樣器型取樣器 法國法國 E 公司公司 P 型取樣器型取樣器 取樣操作自動化 取樣操作機構 電機驅動的機械結構和取樣機械臂,直接夾持樣品瓶取樣 電機驅動的機械結構,直接夾持樣品瓶取樣 自動
91、機械臂,需通過特制工具抓取樣品瓶取樣 取送樣操作方式 全自動,可人工操作 全自動 全自動 取樣時間 3min-6min 定量取樣 直接氣動送樣 樣品瓶 10mL 樣品瓶,事先抽真空,不重復使用 3mL 樣品瓶(聚乙烯材質)、不抽真空,不重復使用 10mL 樣品瓶(聚乙烯材質),事先抽真空,不重復使用??芍苯佑糜谧詣臃治?送樣方式 真空抽吸氣動送樣 真空抽吸氣動送樣 真空抽吸氣動送樣 送樣容器 樣品瓶直接作為送樣容器 樣品瓶直接作為送樣容器 樣品瓶直接作為送樣容器 取樣針便于檢維修 取樣針 單針,防堵設計 雙針 單針 取樣針檢維修方式 通過手套口或主從手直接快速更換 通過手套口人工拆除部分機構后
92、手工更換 自動機械臂抓取特制工具自動更換 資料來源:景業智能公告、開源證券研究所 行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 25/32 3.2.4、2025 年我國乏燃料運輸容器市場空間或達年我國乏燃料運輸容器市場空間或達 199.1 億元億元 我國乏運輸容器依賴進口,運輸能力嚴重不足。我國乏運輸容器依賴進口,運輸能力嚴重不足。截至 2019 年,我國乏燃料的運輸工作主要由中國核工業集團下的中核清原環境技術有限責任公司承擔。該公司僅擁有從美國購買的兩種商業壓水堆乏燃料運輸容器,容量分別為 26 組和 12 組,運輸能力嚴重不足。核電站投入運行第二年開始卸料,100 萬
93、kw 每年產生 21t 的乏燃料。根據我國現有的乏燃料處理能力,我們測算,我國 2021/2022/2025 年乏燃料當年外運需求量分別為 707 噸/752 噸/1047 噸;離堆貯存需求量分別為 2230 噸/2932 噸/5591 噸。從國外研制乏燃料運輸容器的發展歷程來看,乏燃料運輸容器噸級會經歷 10t-20t-100t等幾個階段。我國目前僅完成了第一個 10t 階段(以核二院為主導),還尚未進入到第二個階段。假設我國乏燃料運輸容器單次容量為假設我國乏燃料運輸容器單次容量為 10t,單價,單價 3000 萬元,我們測算,萬元,我們測算,2021/2022/2025 年我國乏燃料運輸容
94、器市場空間分別為年我國乏燃料運輸容器市場空間分別為 88.1/110.5/199.1 億元。億元。圖圖40:我們預計,我們預計,2025 年我國乏燃料運輸容器市場空間為年我國乏燃料運輸容器市場空間為 199.1 億元億元 數據來源:乏燃料運輸容器研究進展(汪海,2015 年)、中國核電發展與乏燃料貯存及后處理的關系(肖雨生,2020 年)、Wind、開源證券研究所 表表16:我們預計,我們預計,2025 年我國乏燃料運輸容器市場空間為年我國乏燃料運輸容器市場空間為 199.1 億元億元 2021 2022E 2025E 中國乏燃料當年外運量(即離堆貯存增量,噸)707 752 1047 中國乏
95、燃料當年離堆貯存需求量(噸)2230 2932 5591 中國乏燃料所需運輸量(噸)2937 3684 6638 商用堆用小型乏燃料運輸容器單次容量 10 10 10 每年所需商用堆用小型乏燃料運輸容器數量 294 368 664 乏燃料運輸容器單價(萬元)3000 3000 3000 乏燃料運輸容器市場空間(億元)88.1 110.5 199.1 數據來源:乏燃料運輸容器研究進展(汪海,2015 年)、中國核電發展與乏燃料貯存及后處理的關系(肖雨生,2020 年)、Wind、開源證券研究所 3.2.5、乏燃料后處理智能裝備探尋乏燃料后處理智能裝備探尋千億千億市場規模市場規模 核工業智能裝備領
96、域核工業智能裝備領域有望有望迎來迎來千千億市場規模。億市場規模。根據景業智能披露數據,我們測算,2021-2035 年乏燃料后處理智能裝備市場規模約為 418 億元-1183 億元,按直線法均攤,每年投資額約 28億元-79 億元。88.1110.5199.10.050.0100.0150.0200.0250.002004006008001000120020212022E2025E中國乏燃料當年外運需求量(噸,左軸)乏燃料運輸容器市場空間(億元,右軸)行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 26/32 表表17:預計預計 2021-2035 年乏燃料后處理智能裝備市場
97、規??蛇_千億年乏燃料后處理智能裝備市場規??蛇_千億 最小值最小值 最大值最大值 平均值平均值 我國乏燃料后處理廠建設投資總規模 4500 6000 設備投資占比 39.84%1792.8 2390.4 保守預期下,智能裝備占比設備投資比重 20.00%358.6 478.1 418.3 中性預期下,智能裝備占比設備投資比重 38.28%686.3 915.0 800.7 樂觀預期下,智能裝備占比設備投資比重 56.56%1014.0 1352.0 1183.0 數據來源:景業智能公告、開源證券研究所 圖圖41:預計預計 2021-2035 年乏燃料后處理年乏燃料后處理智能裝備年均投資額約智能裝
98、備年均投資額約 28 億元億元-79 億元億元 數據來源:景業智能公告、開源證券研究所 3.3、冷卻塔沿海核電應用趨勢冷卻塔沿海核電應用趨勢明朗明朗 冷卻塔沿海核電應用冷卻塔沿海核電應用趨勢明朗趨勢明朗。目前,沿海核電站多使用直流冷卻方案,但取水量、用水量、排熱量極大,對魚類繁衍等生態問題有較大影響,且在藻類生長的旺季容易發生濾網堵堵塞,造成潛在風險。2022 年 12 月 16 日,我國首座核電站超大型冷卻塔廣東廉江核電項目一期工程 1 號冷卻塔順利完成首段環基混凝土澆筑。2023 年 3 月 14 日,中國核電工程有限公司發布自然通風濕式冷卻塔基于水輪驅動的勢能利用技術研究項目采購公告,核
99、電海水二次循環冷卻(冷卻塔冷卻)應用趨勢明朗。圖圖42:沿海核電應用或為沿海核電應用或為冷卻塔冷卻塔新增量新增量 資料來源:核美湛江公眾號 依據核電站循環水系統及配套冷卻塔的特點,100 萬千瓦裝機容量機組應配套2 臺 2800m/h 核島用冷卻塔和 1 臺 1,000m/h 常規島用冷卻塔。以 2022 年核電285379020406080100保守預期中性預期樂觀預期乏燃料后處理智能裝備投資額(億元/年)行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 27/32 5698.6 萬千瓦裝機容量,2030 年預計達到 12000 萬千瓦裝機容量計算,則有 126 臺核島用冷卻
100、塔和 63 臺常規島用冷卻塔的市場空間。4、行至中途行至中途:核島設備、:核島設備、核電閥門、輔助設備核電閥門、輔助設備 4.1、核島設備核島設備國產替代程度不一國產替代程度不一 反應堆反應堆壓力容器:壓力容器在核島設備投資中的占比最高,占壓力容器:壓力容器在核島設備投資中的占比最高,占 23%。壓力容器是安置核反應堆并承受其巨大運行壓力的密閉容器,作為防止輻射性外泄的第二道屏障,對核安全至關重要,它具有制造技術標準高、難度大和周期長等特點。根據中國一重 2020 年報顯示,國內大部分反應堆壓力容器由中國一重制造,2020 年訂貨 20.23 億元,同比增加 18.03 億元,毛利同比上升 4
101、%。除國企之外,科新機電、海陸重工、海鍋股份、蘭石重裝等民企也在布局生產反應堆壓力容器。國產化國產化方面方面,在在 2016 年,中國核電站反應堆壓力容器的最后一個關鍵零部件年,中國核電站反應堆壓力容器的最后一個關鍵零部件C 型密封環實現型密封環實現了國產化,中國成為繼美國之后全球第二個能生產了國產化,中國成為繼美國之后全球第二個能生產 C 型密封環的國家。型密封環的國家。圖圖43:壓力容器在核島設備投資中的占比最高壓力容器在核島設備投資中的占比最高 資料來源:中國一重招股說明書 主管道:主管道:它連接反應堆一次冷卻劑系統的壓力容器、蒸汽發生器、主泵等關鍵部件,在核島設備投資中的占比達在核島設
102、備投資中的占比達 20%。國產化進程。國產化進程方面方面,渤船重工在三門一期,渤船重工在三門一期AP1000 機組中供貨的主泵,首次實現了機組中供貨的主泵,首次實現了 100%國產化國產化。根據中為咨詢數據,臺海臺海核電生產的主管道在國內核電市場的占有率達核電生產的主管道在國內核電市場的占有率達 50%,并出口到巴基斯坦。臺海核電2020 年報顯示,核電站一回路主管道占該公司主營業務 6.37%,已供貨 10 余套主管道,有 5 套正在生產制造。行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 28/32 圖圖44:主管道連接主管道連接一次冷卻劑系統的壓力容器、蒸汽發生器、主泵
103、等關鍵部件一次冷卻劑系統的壓力容器、蒸汽發生器、主泵等關鍵部件 資料來源:能源界 主泵主泵:主泵是核電運轉控制水循環的關鍵,功能是使冷卻劑形成強迫循環,從而把反應堆中產生的熱量傳送至蒸汽發生器以產生蒸汽,驅動汽輪機做功。國產化國產化進程進程方面方面,2018 年,哈電集團和沈陽鼓風機集團哈電集團和沈陽鼓風機集團共同承制的首臺 AP1000 屏蔽電機主泵試驗成功,標志了我國成功實現核主泵國產化。主泵泵殼國產化方面,應流股主泵泵殼國產化方面,應流股份、臺海核電份、臺海核電通過引進消化吸收國外技術,目前已將主泵泵殼實現了國產化。根據臺海核電 2020 年報,該公司于 2016 年 3 月取得鑄造主泵
104、泵殼生產資質,目前已供貨 12 件主泵泵殼。圖圖45:主泵是核電運轉控制水循環的關鍵主泵是核電運轉控制水循環的關鍵 資料來源:哈電集團 蒸汽發生器蒸汽發生器 U 型型傳熱管傳熱管:蒸汽發生器的 U 型傳熱管為防止放射性產物外泄的主要屏障,其完整性對于蒸汽發生器和整個核電站的安全運行都十分重要。從國產化進程看,目前國內有,目前國內有 2 家廠商具備核電用不銹鋼無縫管的生產能力家廠商具備核電用不銹鋼無縫管的生產能力,久立特材是國內較少具備采用國際先進的熱擠壓工藝生產核電用不銹鋼無縫管的廠商,于 2017年 10月、12 月先后中標白龍核電 2 號機組與漳州核電 1 號機組蒸汽發生器 690U形管項
105、目,驗證了其產品的實力。行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 29/32 圖圖46:蒸汽發生器蒸汽發生器 U 型型傳熱管傳熱管完整性對核電站安全運行十分重要完整性對核電站安全運行十分重要 資料來源:哈電集團 4.2、核電閥門自主可控力強核電閥門自主可控力強 核電閥門是指在核電站中核島、常規島和電站輔助設施系統中使用的閥門。核電閥門是指在核電站中核島、常規島和電站輔助設施系統中使用的閥門。它連接整個核電站的數百個系統,控制并調節介質的壓力、溫度、流向、流量,并對壓力容器及核電系統起著安全保護的重要作用,是核電站安全運行中的必不可少的重要組成部分。核級閥門在核島中使用量
106、較大,在整個核島設備的投資中占比約核級閥門在核島中使用量較大,在整個核島設備的投資中占比約 12%、常規、常規島占比島占比 19%。國內民營企業積極布局核電閥門領域,目前核級閥門已基本實現了國產化,國產化程度已超過國產化程度已超過 80%。我國核電閥門企業起步晚、規模小、在中高端產品領域有較大差距,仍存在較我國核電閥門企業起步晚、規模小、在中高端產品領域有較大差距,仍存在較大的進步空間。大的進步空間。國外公司通常成立于 2000 年以前,有著長期研究核電閥門的經驗,2021 年,美國西屋電氣的營業收入約為 274 億元人民幣,而我國核電閥門民營龍頭企業江蘇神通,2021 年營業收入為 19 億
107、元,差距較大。根據華經產業研究院數據,2020年我國核電閥門市場規模約為 38億元。4.3、輔助設備輔助設備 HVAC 系統已實現國產化系統已實現國產化 暖通空調暖通空調(HVAC)系統設備系統設備:核電站的 HVAC 系統設備是保障核島正常運行以及工作人員工作環境安全的關鍵設備。核電領域對 HVAC 系統設備的性能參數、運行的可靠性、安全性、耐久性等要求非常嚴格。例如核島 HVAC 系統至少要保證40 年的使用壽命,在發生故障情況下將放射性氣體及時過濾排除,還需滿足耐輻射、耐腐蝕等要求。國產化進程國產化進程方面方面,參與 HVAC 系統設備制造的公司主要有南風股份、盾安環境、盈峰環境、金盾股
108、份等。南風股份在核電站南風股份在核電站 HVAC 系統設備的市場占有率達系統設備的市場占有率達 70%以上以上,自主研發的設備打破了國外領先企業對國內的技術壟斷,實現了核電站核島HVAC 系統關鍵設備的國產化。行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 30/32 圖圖47:核電站通風與空氣處理(核電站通風與空氣處理(HVAC)系統及設備)系統及設備 資料來源:南風股份招股說明書 5、受益標的受益標的 海鷗股份(冷卻塔)、科新機電(核燃料運輸容器)、景業智能(核工業智能設備及機器人)、華榮股份(防爆電器)、蘭石重裝(核級壓力容器)、佳電股份(主氦風機)、江蘇神通(閥門)、
109、中核科技(閥門)、中密控股(機械密封件)。表表18:核電各細分領域有望受益核電各細分領域有望受益 細分領域細分領域 受益標的受益標的 EPS PE 代碼 公司名稱 評級 2022E 2023E 2024E 2022E 2023E 2024E 冷卻塔 603269.SH 海鷗股份 買入 0.54 1.36 2.18 30.8 12.3 7.7 核燃料運輸容器 300092.SZ 科新機電 買入 0.44 0.52 0.80 35.77 30.27 19.68 核工業智能設備及機器人 688290.SH 景業智能 買入 1.48 1.94 2.77 57.03 43.51 30.47 防爆電器 6
110、03855.SH 華榮股份 未評級 1.24 1.70 2.12 21.4 15.6 12.5 核級壓力容器 603169.SH 蘭石重裝 未評級 0.13 0.30 0.40 57.6 26.1 19.4 主氦風機 000922.SZ 佳電股份 未評級 0.58 0.65-19.8 17.4-閥門 002438.SZ 江蘇神通 未評級 0.51 0.76 0.97 24.1 16.1 12.7 000777.SZ 中核科技 未評級-機械密封件 300470.SZ 中密控股 未評級 1.64 2.05 2.51 27.5 22.0 17.9 數據來源:Wind、開源證券研究所 注:表中海歐股份
111、、科新機電、景業智能數據來源為開源證券研究所,其他數據來源為 Wind一致預測,最新收盤日 2023年 4 月 7 日。景業智能、科新機電、蘭石重裝 2022 年年度報告業已發布,故其 2022 年 EPS為實際值。6、風險提示風險提示 政策面、資金面支持效果不及預期。核電機組核準節奏不及預期,核電設備國產化進程不及預期。乏燃料處理設備研發進度不及預期。行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 31/32 特別特別聲明聲明 證券期貨投資者適當性管理辦法、證券經營機構投資者適當性管理實施指引(試行)已于2017年7月1日起正式實施。根據上述規定,開源證券評定此研報的風險等
112、級為R3(中風險),因此通過公共平臺推送的研報其適用的投資者類別僅限定為專業投資者及風險承受能力為C3、C4、C5的普通投資者。若您并非專業投資者及風險承受能力為C3、C4、C5的普通投資者,請取消閱讀,請勿收藏、接收或使用本研報中的任何信息。因此受限于訪問權限的設置,若給您造成不便,煩請見諒!感謝您給予的理解與配合。分析師承諾分析師承諾 負責準備本報告以及撰寫本報告的所有研究分析師或工作人員在此保證,本研究報告中關于任何發行商或證券所發表的觀點均如實反映分析人員的個人觀點。負責準備本報告的分析師獲取報酬的評判因素包括研究的質量和準確性、客戶的反饋、競爭性因素以及開源證券股份有限公司的整體收益
113、。所有研究分析師或工作人員保證他們報酬的任何一部分不曾與,不與,也將不會與本報告中具體的推薦意見或觀點有直接或間接的聯系。股票投資評級說明股票投資評級說明 評級評級 說明說明 證券評級證券評級 買入(Buy)預計相對強于市場表現 20%以上;增持(outperform)預計相對強于市場表現 5%20%;中性(Neutral)預計相對市場表現在5%5%之間波動;減持(underperform)預計相對弱于市場表現 5%以下。行業評級行業評級 看好(overweight)預計行業超越整體市場表現;中性(Neutral)預計行業與整體市場表現基本持平;看淡(underperform)預計行業弱于整體
114、市場表現。備注:評級標準為以報告日后的 612個月內,證券相對于市場基準指數的漲跌幅表現,其中 A 股基準指數為滬深 300 指數、港股基準指數為恒生指數、新三板基準指數為三板成指(針對協議轉讓標的)或三板做市指數(針對做市轉讓標的)、美股基準指數為標普 500或納斯達克綜合指數。我們在此提醒您,不同證券研究機構采用不同的評級術語及評級標準。我們采用的是相對評級體系,表示投資的相對比重建議;投資者買入或者賣出證券的決定取決于個人的實際情況,比如當前的持倉結構以及其他需要考慮的因素。投資者應閱讀整篇報告,以獲取比較完整的觀點與信息,不應僅僅依靠投資評級來推斷結論。分析、估值方法的局限性說明分析、
115、估值方法的局限性說明 本報告所包含的分析基于各種假設,不同假設可能導致分析結果出現重大不同。本報告采用的各種估值方法及模型均有其局限性,估值結果不保證所涉及證券能夠在該價格交易。行業深度報告行業深度報告 請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明 32/32 法律聲明法律聲明 開源證券股份有限公司是經中國證監會批準設立的證券經營機構,已具備證券投資咨詢業務資格。本報告僅供開源證券股份有限公司(以下簡稱“本公司”)的機構或個人客戶(以下簡稱“客戶”)使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。本報告是發送給開源證券客戶的,屬于商業秘密材料,只有開源證券客戶才能參考或使用,如接收人并非開源證券客戶
116、,請及時退回并刪除。本報告是基于本公司認為可靠的已公開信息,但本公司不保證該等信息的準確性或完整性。本報告所載的資料、工具、意見及推測只提供給客戶作參考之用,并非作為或被視為出售或購買證券或其他金融工具的邀請或向人做出邀請。本報告所載的資料、意見及推測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷,本報告所指的證券或投資標的的價格、價值及投資收入可能會波動。在不同時期,本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告??蛻魬斂紤]到本公司可能存在可能影響本報告客觀性的利益沖突,不應視本報告為做出投資決策的唯一因素。本報告中所指的投資及服務可能不適合個別客戶,不構成客戶私人咨詢建議。本公司未確保本報告充
117、分考慮到個別客戶特殊的投資目標、財務狀況或需要。本公司建議客戶應考慮本報告的任何意見或建議是否符合其特定狀況,以及(若有必要)咨詢獨立投資顧問。在任何情況下,本報告中的信息或所表述的意見并不構成對任何人的投資建議。在任何情況下,本公司不對任何人因使用本報告中的任何內容所引致的任何損失負任何責任。若本報告的接收人非本公司的客戶,應在基于本報告做出任何投資決定或就本報告要求任何解釋前咨詢獨立投資顧問。本報告可能附帶其它網站的地址或超級鏈接,對于可能涉及的開源證券網站以外的地址或超級鏈接,開源證券不對其內容負責。本報告提供這些地址或超級鏈接的目的純粹是為了客戶使用方便,鏈接網站的內容不構成本報告的任
118、何部分,客戶需自行承擔瀏覽這些網站的費用或風險。開源證券在法律允許的情況下可參與、投資或持有本報告涉及的證券或進行證券交易,或向本報告涉及的公司提供或爭取提供包括投資銀行業務在內的服務或業務支持。開源證券可能與本報告涉及的公司之間存在業務關系,并無需事先或在獲得業務關系后通知客戶。本報告的版權歸本公司所有。本公司對本報告保留一切權利。除非另有書面顯示,否則本報告中的所有材料的版權均屬本公司。未經本公司事先書面授權,本報告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷貝、復印件或復制品,或再次分發給任何其他人,或以任何侵犯本公司版權的其他方式使用。所有本報告中使用的商標、服務標記及標記均為本公司的商標、服務標記及標記。開開源證券源證券研究所研究所 上海上海 深圳深圳 地址:上海市浦東新區世紀大道1788號陸家嘴金控廣場1號 樓10層 郵編:200120 郵箱: 地址:深圳市福田區金田路2030號卓越世紀中心1號 樓45層 郵編:518000 郵箱: 北京北京 西安西安 地址:北京市西城區西直門外大街18號金貿大廈C2座9層 郵編:100044 郵箱: 地址:西安市高新區錦業路1號都市之門B座5層 郵編:710065 郵箱: