《核技術行業研究報告:軍民兩用深度融合核技應用未來可期-240307(39頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《核技術行業研究報告:軍民兩用深度融合核技應用未來可期-240307(39頁).pdf(39頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 1/39 行業研究|核技術 證券研究報告 核技術核技術行業研究報告行業研究報告 2024 年 03 月 07 日 軍民兩用深度融合軍民兩用深度融合,核技應用核技應用未來可期未來可期 核技術核技術行業行業研究研究報告報告 報告要點:報告要點:“雙碳雙碳”目標背景下,目標背景下,多技術并行多技術并行發展核電大勢所趨發展核電大勢所趨 能源是推進碳達峰、碳中和的主戰場,核電具有環保性、經濟性、高效性三大優點,是唯一可大規模替代化石燃料的清潔能源。目前壓水目前壓水堆是全球主流堆型,全球在運壓水堆占比達堆是全球主流堆型,全球在運壓水堆占比達 73.6%,第四代第四代核電
2、核電、模、模塊化小堆、聚變堆塊化小堆、聚變堆處于處于多技術并行發展多技術并行發展態勢態勢。2023 年 12 月,石島灣高溫氣冷堆(HTR-PM)核電站商運投產,成為世界首個實現模塊化第四代核電技術商業化運行的核電站;2024 年 2 月,全球首個陸上模塊化小型核反應堆“玲龍一號”外穹頂在海南昌江核電基地吊裝完成。聚變聚變堆領域,堆領域,中國環流三號實現 100 萬安培等離子體電流下的高約束運行模式,EAST 實現 403s 可重復的穩態長脈沖高約束模式等離子體運行,我國磁約束核聚變技術已處于世界前列。核電裝機進程加速,核電裝機進程加速,我國我國核島設備核島設備國產化水平持續提升國產化水平持續
3、提升 在運核電方面,在運核電方面,截至 2023 年底,世界 32 個國家在運核電機組共計413 臺,裝機容量 371.5GW,我國在運核電 55 臺,裝機容量 56.9GW,整體規模居世界第三位。在在建建核電方面,核電方面,截至 2024 年 2 月,我國在建核電機組共 25 臺,總裝機容量約 27.9GW,繼續保持全球第一。預計 2030 年,我國在運核電裝機規模有望超過美國成為世界第一;預計到 2035 年,我國核能發電量在總發電量中的占比將達到 10%,相比 2022 年翻倍。關鍵核島設備方面,關鍵核島設備方面,我國核電主設備出產不斷增長,2022 年國內核電主設備累計交付 54 臺套
4、,維持高位。我國核電裝備企業通過實施核心設備和零部件國產化攻關,主要核電堆型設備國產化率達到 90%以上。非動力核技術非動力核技術:同位素及輻射應用方興未艾同位素及輻射應用方興未艾 2022 年,全國從事放射性同位素和射線裝置的相關單位數量共 10.5萬家,同比增長 13.1%,5 年 CAGR 達 9.4%;全國在用放射源達 16.4萬枚,各類射線裝置 26.7 萬臺。非動力非動力核技術在核技術在輻射化工、核環保領輻射化工、核環保領域發展域發展勢頭勢頭迅猛迅猛。鈷源輻照裝置和高能電子輻照加速器廣泛用于各類輻射化工產品;電子輻照處理廢氣、廢水、廢物的新興技術加速發展,中國成都建成世界第一座電子
5、束處理煙氣的工業化應用裝置。投資建議投資建議 核技術與核電是解決國家能源需求、助推“雙碳”目標實現、保障國家能源安全的關鍵科技變量,隨著中國核電裝備制造國產化和自主化能力的增強,核電裝機規模以及核能發電量將不斷提升,產業鏈相關公司有望充分受益,迎來快速發展期。重點布局技術壟斷性強、行業壟斷性好的龍頭公司,我們建議關注上游材料及閥門上市公司:久立我們建議關注上游材料及閥門上市公司:久立特材、中核科技、國光電氣、安泰科技;中游核設備、部件上市公司:特材、中核科技、國光電氣、安泰科技;中游核設備、部件上市公司:蘭石重裝、安泰科技;下游核電運營上市公司:中國核電、中國廣核。蘭石重裝、安泰科技;下游核電
6、運營上市公司:中國核電、中國廣核。風險提示風險提示 宏觀經濟風險;行業政策調整風險;核安全風險 推薦推薦|首次首次 過去一年市場行情 資料來源:Wind 相關研究報告 國元證券行業研究-軍工及新材料行業 2024 年度投資策略報告:云帆已立,靜待橫渡滄海2024.01.07 報告作者 分析師 馬捷 執業證書編號 S0020522080002 電話 021-51097188 郵箱 聯系人 王鵬 電話 021-51097188 郵箱 -45%-35%-25%-15%-5%5%3/66/69/612/63/6SW國防軍工滬深300 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 2/39 目 錄 1.核能發電:核
7、技術軍技民用的典范.5 1.1 雙碳目標背景下,發展核電大勢所趨.5 1.2 壓水堆是全球在運核電站主流堆型.6 1.3 核電產業鏈高壁壘,我國核電規模不斷擴大.8 1.3.1 上游端:世界鈾資源分布不均,我國多措并舉保供應安全.8 1.3.2 中游端:核島設備是關鍵,國產化水平持續提升.12 1.3.3 下游端:核電裝機建設進程加速,核電發電占比有望快速提高.13 1.4 第四代核電多技術并行發展,中國 HTR、SFR 產業化進展速度快.18 1.5 模塊化小堆是核能必爭之地,開發和部署節奏加快.21 1.6 核聚變是未來能源終極方案,正處于關鍵技術探索階段.24 1.6.1 世界各國積極布
8、局,國際合作與自主研發齊頭并進.25 1.6.2 核聚變產業鏈覆蓋范圍廣,超導磁性材料是關鍵環節.28 2.非動力核技術:輻射化工及電子輻照方興未艾.28 2.1 受益綠色化工產業發展,高附加值輻射化工彰顯旺盛生命力.30 2.2 電子輻照技術在環保領域的應用發展迅速.32 3.投資建議.35 4.風險提示.38 圖表目錄 圖 1:各主要發電方式 CO2排放量對比(克/千瓦時).5 圖 2:核裂變原理.6 圖 3:核能發電原理(以壓水堆為例).6 圖 4:各堆型冷卻劑和慢化劑對應情況.7 圖 5:全球在運堆型情況.7 圖 6:核能發電產業鏈.8 圖 7:核島及常規島.8 圖 8:核燃料循環.8
9、 圖 9:核燃料制造過程.8 圖 10:2021 年世界鈾資源分布.9 圖 11:2022 年全球鈾產量(噸).9 圖 12:全球鈾市場價格(美元/公噸).10 圖 13:我國鈾需求量(噸).10 圖 14:乏燃料水池.11 圖 15:乏燃料存儲格架.11 圖 16:20182022 年國內核電主設備交付數量.12 圖 17:核電站主管道.12 圖 18:全球主要國家在運機組容量和臺數.13 圖 19:我國核電裝機容量及增速(萬千瓦).13 VY2V0WEUPYAUSU7NaO7NtRqQnPmQeRnNtQkPnNuMaQmNnNuOtRsOvPqNsP 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 3
10、/39 圖 20:主要核電國家的在建機組容量及臺數.15 圖 21:2022 年全國各類電源發電量占比情況.17 圖 22:近 20 年全國核電累計發電量及增速.17 圖 23:近十年四大集團在運機組變化(臺).18 圖 24:近十年四大集團在運容量變化(萬千瓦).18 圖 25:六種堆型示意圖.19 圖 26:GIF 路線圖(2014 修訂版).19 圖 27:一體化小堆示意圖.22 圖 28:海上核動力小型模塊反應堆的動力范圍.23 圖 29:部分國家的海上小型模塊反應堆.23 圖 30:可控核聚變反應必須滿足的三個條件.24 圖 31:可控核聚變約束途徑.25 圖 32:托卡馬克約束磁場
11、基本結構.25 圖 33:新一代人造太陽“中國環流三號”.26 圖 34:EAST 主要部件結構及系統.27 圖 35:中國聚變能發展路線圖.27 圖 36:核聚變產業鏈.28 圖 37:民用核技術應用領域.29 圖 38:全國從事放射性同位素和射線裝置的單位數量.29 圖 39:全國在用放射源及各類射線裝置數量.29 圖 40:鈷源輻照裝置示意圖.31 圖 41:射線輻照引起的高分子接枝、交聯和降解過程.31 圖 42:電子加速器布局.32 圖 43:電子束的產生和特性.32 圖 44:核環保用電子加速器.32 圖 45:電子束輻照技術染料污水處理工藝.33 圖 46:電子束輻照在廢水處理廠
12、中可能的應用方式.34 圖 47:電子束輻照消毒的原理.34 圖 48:電子束輻照法煙氣脫硫脫硝工藝流程圖.34 圖 49:電子束煙氣脫硫脫硝反應器.34 表 1:近年來主要國家的核電發展政策.6 表 2:全球核電站使用的主要堆型一覽.7 表 3:我國的鈾礦分布情況.9 表 4:我國對其他國家鈾礦的權益投資.10 表 5:全球核電后處理廠處理能力情況.11 表 6:2022 年國內核電主設備出產情況.12 表 7:中國在運核電站情況一覽(截止 2023.12.31).14 表 8:中國在建核電站情況一覽(截止 2024.2.28).16 表 9:近 2 年中國審批核電站情況一覽(截止 2023
13、.12.31).16 表 10:核電行業進入壁壘.18 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 4/39 表 11:六種候選堆概覽.21 表 12:小型模塊式反應堆(SMR)的優點.22 表 13:世界各國小堆發展情況.23 表 14:核聚變能的獨特優勢.24 表 15:國際主要國家和地區的核聚變研究.25 表 16:核聚變產業鏈相關公司.28 表 17:輻射化工產品.30 表 18:各類廢水特點及處理效果.33 表 19:電子束輻照法煙氣脫硫脫硝優缺點.35 表 20:核技術與核電產業鏈公司.35 表 21:重點公司盈利預測.37 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 5/39 1.核能發電:核能發電
14、:核技術軍技民用核技術軍技民用的典范的典范 1.1 雙碳目標背景下,雙碳目標背景下,發展核電發展核電大勢所趨大勢所趨 能源是推進碳達峰、碳中和的主戰場。中共中央、國務院關于全面推進美麗中國建設的意見明確提出,要力爭 2030 年前實現碳達峰,為努力爭取 2060 年前實現碳中和奠定基礎。堅持先立后破,加快規劃建設新型能源體系,確保能源安全。大力發展非化石能源,加快構建新型電力系統,要求到 2035 年非化石能源比重進一步提高。核電具有環保性、經濟性核電具有環保性、經濟性、高效性三大優點,對實現雙碳目標和清潔能源轉型發揮不高效性三大優點,對實現雙碳目標和清潔能源轉型發揮不可或缺的作用??苫蛉钡淖?/p>
15、用。環保性:與火電相比,核電站不會污染空氣或直接排放二氧化硫、氮氧化物、溫室氣體,其二氧化碳的間接排放量僅為 21 克每千瓦時,是六種主要發電方式中最低的。經濟性:與風電、光伏相比,單位投資相當,但核電的運行小時數高,每年可以運行7000 小時以上。據聯合國經合組織研究報告,歐洲的核電發電成本是光伏發電的1/5.3,風電的 1/1.8;中國的核電發電成本是光伏發電的 1/4.7,風電的 1/2.1。高效性:1000 克標準煤、礦物油及鈾分別產生約 8 千瓦時、12 千瓦時及 24 兆瓦時的電力,單位鈾的發電量分別是標準煤和礦物油的 3000 倍和 2000 倍。圖圖 1:各主要發電方式:各主要
16、發電方式 CO2排放量對比(克排放量對比(克/千瓦時)千瓦時)資料來源:中國廣核招股說明書,國元證券研究所 能源轉型趨勢下,世界各國重視能源轉型趨勢下,世界各國重視核電核電發展。發展。目前已有 70 多個國家(能源相關溫室氣體排放量占全球四分之三)承諾將排放量減至凈零。核能發電作為唯一可大規模替代化石燃料的清潔能源,受到世界許多國家的青睞,各國政策紛至沓來,我國也提出“十四五”現代能源體系規劃,明確提出加快推動能源綠色低碳轉型,到 2025 年,核電運行裝機容量達到 7000 萬千瓦左右。020040060080010001200煤電氣電水電光伏風電核電直接排放量間接排放量 請務必閱讀正文之后
17、的免責條款部分 6/39 表表 1:近年來主要國家的核電發展政策:近年來主要國家的核電發展政策 國家國家 出臺時間出臺時間 政策政策 政策內容政策內容 美國 2022 年 8 月 通脹削減法案 向氣候變化和清潔能源領域投資 3690 億美元,采用多種激勵措施推動核能行業發展。法國 2023 年 5 月 加速核能發展法案 取消 2015 年設定的“到 2035 年法國核電占比不超過 50%的上限”,簡化行政手續促進新反應堆的建設。歐盟 2022 年 7 月 歐盟可持續金融分類法案 將核能納入歐盟可持續金融分類法案。俄羅斯 2022 年 10 月 俄羅斯國家綠色項目分類法 規定了包括核能項目在內不
18、同行業的合規標準,正式承認核能是俄羅斯綠色能源的組成部分,明確其作為清潔、低碳能源的地位。英國 2022 年 4 月 能源安全戰略 開發 8 個新的大型核電項目,新建多座模塊化小堆。到 2050 年,核電總裝機容量達到 2400 萬千瓦,約占預計電力需求的 25%。中國 2022 年 1 月 “十四五”現代能源體系規劃 明確提出加快推動能源綠色低碳轉型,到 2025 年,核電運行裝機容量達到 7000 萬千瓦左右。資料來源:中國核能發展報告(2023),中核戰略規劃研究總院,人民網,國元證券研究所 1.2 壓水堆是壓水堆是全球全球在運在運核電站核電站主流堆型主流堆型 核燃料在反應堆內發生裂變而
19、產生大量熱能,高溫高壓的一回路冷卻水把這些熱能帶出反應堆,并在蒸汽發生器內把熱量傳給二回路的水,使它們變成蒸汽,蒸汽推動汽輪機帶動發電機發電。圖圖 2:核裂變原理:核裂變原理 圖圖 3:核能發電原理(以壓水堆為例)核能發電原理(以壓水堆為例)資料來源:國際原子能機構,國元證券研究所 資料來源:壓水堆核電站常規島電氣系統的分析研究李瑩等,國元證券研究所 一回路:一回路:反應堆堆芯因核燃料裂變產生巨大的熱能,高溫高壓的冷卻水由主泵泵入堆芯帶走熱量,然后流經蒸汽發生器內的傳熱 U 型管,通過管壁將熱能傳遞給 U 型管外的二回路,釋放熱量后又被主泵送回堆芯重新加熱再進入蒸汽發生器。水這樣不斷的在密閉的
20、回路內循環,被稱為一回路。二回路:二回路:蒸汽發生器 U 型管外的二回路水受熱變成蒸汽,蒸汽推動汽輪機發電機做功,把熱能轉換為電力;做完功后的蒸汽進入冷凝器冷卻,凝結成水返回蒸汽發生器,重新加熱成蒸汽。這個回路循環被稱為二回路。請務必閱讀正文之后的免責條款部分 7/39 核反應堆核反應堆:裝配核燃料以實現大規??煽刂屏炎冩準椒磻难b置,是核電站的核心裝置。反應堆冷卻劑將熱量由核反應堆堆芯轉移至發電機及外部環境,中子慢化劑會降低快中子的速度,生成可維持核鏈式反應的熱中子。商用核電反應堆一般根據反應堆冷卻劑/慢化劑或中子能分類。按照冷卻劑/慢化劑的不同,反應堆一般可分為輕水堆(包括壓水堆和沸水堆等
21、)、重水堆及氣冷堆。按照所用的中子能量,反應堆一般可分為慢(熱)中子堆或快中子堆。圖圖 4:各堆型冷卻劑和慢化劑對應情況各堆型冷卻劑和慢化劑對應情況 圖圖 5:全球全球在運在運堆型情況堆型情況 資料來源:中國核電招股說明書,國元證券研究所 資料來源:國際原子能機構,國元證券研究所 表表 2:全球核電站使用的主要堆型一覽:全球核電站使用的主要堆型一覽 堆型名稱堆型名稱 燃料燃料 冷卻劑冷卻劑 慢化劑慢化劑 主要國家主要國家 原理及技術特點原理及技術特點 壓水堆(PWR)濃縮 UO2 水 水 美國、法國、中國、俄羅斯、日本、韓國 把輕水(普通水)加壓后能提高沸點,加壓水在 325高溫下仍能保持液體
22、狀態。PWR 在其一回路系統中使用加壓水吸收熱量,之后在二回路系統中降低氣壓釋放熱量。沸水堆(BWR)濃縮 UO2 水 水 美國、日本、瑞典 沸騰輕水在反應堆壓力容器內直接產生飽和蒸汽的動力堆。沸水堆與壓水堆同屬輕水堆,都具有結構緊湊、安全可靠、建造費用低和負荷跟隨能力強等優點。重水堆(HWR)天然 UO2 重水 重水 加拿大、印度 重水堆能高效、充分的利用核燃料,但體積比輕水堆大,建造費用高,重水昂貴,發電成本比較高。石墨氣冷堆(GCR)天然 UO2 CO2或氦氣 石墨 英國 用石墨慢化,二氧化碳或氦氣冷卻的反應堆。近期的研究集中在氦氣冷卻的高溫氣冷堆(HTGR)上。石墨水冷堆(LWGR)濃
23、縮 UO2 水 石墨 俄羅斯 堆芯和循環回路龐大,難以設置安全屏障,運行較復雜??熘凶釉鲋扯眩‵BR)濃縮 UO2、PuO2&UO2 液態鈉 無 俄羅斯 由快中子引起鏈式裂變反應所釋放出來的熱能轉換為電能的反應堆??於言诜磻屑认牧炎儾牧?,又生產新裂變材料,而且所產可多于所耗,能實現核裂變材料的增殖。資料來源:世界核協會,中國廣核招股說明書,國元證券研究所 目前,目前,壓水堆壓水堆為全球主流反應堆堆型為全球主流反應堆堆型。全球在運壓水堆占所有反應堆的占比達 73.6%,其次為沸水堆,占比 9.9%。截至 2023 年底,我國共 55 臺在運核電機組,有兩臺重水堆(秦山三期 1 號、2 號)、
24、一臺高溫氣冷堆(石島灣一期),其余均為壓水堆。73.61%9.93%11.14%2.66%1.94%0.48%0.24%壓水堆沸水堆重水堆石墨水冷堆石墨氣冷堆快中子增殖堆高溫氣冷堆 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 8/39 1.3 核電核電產業鏈產業鏈高壁壘高壁壘,我國我國核電規模不斷擴大核電規模不斷擴大 核電產業鏈包括了核燃料供給商、設備供應商、電力設計、科研、施工、安裝、發電和輸配電等企業,按照其在產業鏈中的位置可分為上游、中游和下游三個環節。核電上游環節包括核燃料及循環、碳素及金屬的制造;中游環節包括核島、常規島設備制造及核電輔助設備制造;下游環節主要包括核電站設計、建設及運營維護。圖
25、圖 6:核能發電產業鏈:核能發電產業鏈 圖圖 7:核島及常規島核島及常規島 核島設備 常規島設備 輔助設備 核燃料及循環 碳素及金屬上游中游 核電站設計、建設 核電站運營、維護下游 資料來源:基于產業鏈和系統動力學的我國核電產業可持續發展影響因素探析王占永等,國元證券研究所 資料來源:中國核電招股說明書,國元證券研究所 1.3.1 上游上游端端:世界鈾資源分布不均世界鈾資源分布不均,我國我國多措并舉多措并舉保保供應安全供應安全 核燃料進入反應堆前的制備和在反應堆中燃燒后的處理的整個過程被稱為核燃料循環,其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,是核能安全可持續發展
26、的重要基礎,被喻為核能發展的“大動脈”。核燃料循環的前端包括鈾礦探采、礦石加工、精煉、轉化、濃縮等;核燃料循環的后端包括對放射性廢物的處理、乏燃料的貯存和處置等,乏燃料經過處理后可以回收 99%以上的鈾和钚以及其他有用的放射性同位素,實現鈾資源的充分利用。圖圖 8:核燃料循環:核燃料循環 圖圖 9:核燃料:核燃料制造過程制造過程 資料來源:世界核協會,國元證券研究所 資料來源:國際原子能機構,國元證券研究所 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 9/39 世界鈾世界鈾資源分布極不均勻,近八成的資源分布極不均勻,近八成的產量來自哈薩克斯坦、加拿大產量來自哈薩克斯坦、加拿大、納米比亞納米比亞和澳大和澳
27、大利亞。利亞。2022 年,哈薩克斯坦的礦山鈾產量最大(占世界供應量的 43%),其次是加拿大(15%)、納米比亞(11%)和澳大利亞(9%),我國 2022 鈾產量約 1700 噸鈾,占比 3.4%。產鈾行業市場集中度極高,2022 年產量排名前 10 位的公司貢獻了全球鈾產量的 90%以上。圖圖 10:2021 年世界鈾資源分布年世界鈾資源分布 圖圖 11:2022 年全球鈾產量(噸)年全球鈾產量(噸)資料來源:世界核協會,國元證券研究所 資料來源:世界核協會,國元證券研究所 我國是鈾資源豐富的國家,但整體品位較低。根據世界核協會數據,截至 2021 年 1月,中國已查明可采資源總量為 2
28、2.39 萬噸鈾,占世界鈾資源的 4%,排名第九??紤]到我國資源稟賦的現實因素,我國高度重視天然鈾保障體系建設,強化多元多樣的鈾資源保障體系。我國已初步建立了國內開發、國際貿易、海外開發、儲備體系相結合的“四位一體”天然鈾保障供應體系。國內開發國內開發方面,方面,我國開采的鈾礦主要位于新疆、陜西、江西、廣東和內蒙古,總名義產能 1600 噸鈾/年,由中核集團的全資子公司中核鈾業有限責任公司(簡稱中核鈾業)負責經營。國際貿易方面,國際貿易方面,我國鈾的國際來源主要是公開市場上購買的鈾,進口國主要是哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦、加拿大、納米比亞、尼日爾和澳大利亞。表表 3:我國的鈾礦分布情況:我國的鈾
29、礦分布情況 所在省市所在省市 開采方式開采方式 名義產能(噸名義產能(噸/年)年)開始生產開始生產年份年份 新疆伊寧 原地浸出 850 1993 陜西藍田 地下開采,堆浸 0 1993 江西撫州 地下開采,磨礦 350 1966 江西崇義 地下開采,堆浸 0 1979 廣東韶關 地下開采,堆浸 200 2008 內蒙古通遼 原地浸出 200 2015 總計 1600 資料來源:世界核協會,國元證券研究所 海外開發海外開發方面,方面,我國對其他國家鈾礦的權益投資主要由中核鈾業和中廣核鈾業發展有限公司進行。該部分鈾資源供應保障是可靠且成本相對穩定的,相比之下國際鈾貿28%13%10%8%8%5%5
30、%5%4%2%12%澳大利亞哈薩克斯坦加拿大俄羅斯納米比亞南非尼日爾巴西中國蒙古其他0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%05,00010,00015,00020,00025,000產量占比 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 10/39 易的波動性和供應風險性更高。此外,由于鈾資源對國際航線運輸量和通道占用量極低,因而通常海外開發的鈾資源安全性較高。表表 4:我國對其他國家鈾礦的權益投資:我國對其他國家鈾礦的權益投資 公司公司 國家國家 礦山礦山 股權股權 開始生產年份開始生產年份 中核鈾業有限責任公司 尼日爾 Azelik 37.2%(中核鈾業)+24.8%(中興金源
31、)2010,現已關閉 尼日爾 Imouraren 25%+,更多待定 暫停 納米比亞 Langer Heinrich 25%2014 納米比亞 Rssing 68.6%2019 中廣核鈾業發展有限公司 納米比亞 Husab 100%2016 哈薩克斯坦 Irkol&Semizbai 49%2008,2009 哈薩克斯坦 Central Mynkuduk 49%2021 資料來源:世界核協會,國元證券研究所 儲備體系儲備體系方面,方面,天然鈾供應安全性水平高,能夠相對經濟地構建安全的儲備體系。相比于儲備 1 年所需的石油費用 3 萬億,當前我國現有運行核電機組 50 余臺,按照每臺百萬千瓦核電機
32、組消耗天然鈾 180 噸鈾計算,儲備一年量的天然鈾需要 150 億元人民幣,儲備 10 年的天然鈾約 1500 億元,遠低于石油儲備 1 年的成本。價格價格端端,天然鈾供應緊缺天然鈾供應緊缺,價格大幅攀升。,價格大幅攀升。近年來,由于多起突發事件如俄烏戰爭、全球最大的鈾生產國哈薩克斯坦的大規??棺h、尼日爾政變,天然鈾持續供應緊缺,鈾價大幅攀升。截止 2024 年 1 月,每公噸鈾價突破了 80 美元。相比于化石燃料發電,核電的燃料成本(包括鈾、轉化、濃縮和制造的成本)在核電站總電力成本中占比較小,通常不到 20。需求端,需求端,全球全球核電裝機容量不斷增加,鈾需求量也隨之上升。核電裝機容量不斷
33、增加,鈾需求量也隨之上升。我國 2007-2023 年鈾需求保持快速增長,年均復合增速為 13.7%,2023 年需求量為 1.1 萬噸。根據世界核協會預測,到 2040 年,全球反應堆對鈾燃料的需求預計將從目前的約 6.6 萬噸鈾增加至約 13 萬噸鈾,東亞將成為全球核電裝機容量和鈾需求增幅最大的地區,裝機容量將增加到 1.4-2.6 億千瓦,鈾需求量將達到 2.3-4.1 萬噸鈾。圖圖 12:全球鈾市場價格(美元:全球鈾市場價格(美元/公噸)公噸)圖圖 13:我國鈾需求量(噸):我國鈾需求量(噸)資料來源:IMF,國元證券研究所 資料來源:世界核協會,國元證券研究所 02040608010
34、012014016020072009201120132015201720192021202302000400060008000100001200020072008200920102011201220132014201520162017201820192020202120222023 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 11/39 乏燃料后處理是核燃料循環過程的關鍵一環。乏燃料后處理是核燃料循環過程的關鍵一環。乏燃料是反應堆中使用完卸載出來的燃料,國際上處理乏燃料主要有直接處置和再循環兩種途徑。我國根據自身情況,立足長遠,采用的是閉式燃料循環后處理戰略,同時采用該方式的還有法國、日本、俄羅斯、印度
35、等國。乏燃料處理過程中,乏燃料水池和乏燃料貯存格架是后處理產業鏈中的核心設備。圖圖 14:乏燃料水池乏燃料水池 圖圖 15:乏燃料存儲格架乏燃料存儲格架 資料來源:生態環境部,國元證券研究所 資料來源:中國核電網,國元證券研究所 我國核電高速發展的背景下,乏燃料后處理建設進度卻顯得有些滯后。我國核電高速發展的背景下,乏燃料后處理建設進度卻顯得有些滯后。全球商用乏燃料后處理能力為 4660 噸/年,約相當于全球每年卸出乏燃料量的 42%。其中,法國乏燃料后處理能力為 1600 噸/年,英國為 1500 噸/年,日本為 800 噸/年。據預測,2030 年我國核電廠累積卸出乏燃料將達到 2.4 萬
36、噸,離堆貯存需求達到 1.5 萬噸以上,而以我國目前的乏燃料管理能力,存在乏燃料管理壓力增大、核電發展面臨可持續性問題突出、核燃料循環后段需求日益迫切的實際情況。表表 5:全球核電后處理廠處理能力情況:全球核電后處理廠處理能力情況 國家國家 后處理廠后處理廠 年處理能力(噸年處理能力(噸/年)年)法國 UP2-800、UP3 后處理廠 1600 英國 鎂諾克斯后處理廠 1500 俄羅斯 瑪雅克 RT-1 后處理廠 400 日本 六所村后處理廠(尚未投運)800 印度 加壓重水堆乏燃料處理廠 360 合計 4660 資料來源:全球乏燃料與高放廢物管理現狀陸燕等,國元證券研究所 核廢料后處理作為核
37、電市場的下一片“藍?!?,已提至國家高度。核廢料后處理作為核電市場的下一片“藍?!?,已提至國家高度。在國家發改委、能源局印發的能源技術革命創新行動計劃(20162030 年)中“乏燃料后處理與高放廢物安全處理處置技術創新”成為核能行業技術兩大創新重點之一?!笆奈濉币巹澓?2035 遠景目標綱要提出,“安全穩妥推動沿海核電建設”和“建設乏燃料后處理廠”,更是明確了我國堅定執行閉式核燃料循環的政策。請務必閱讀正文之后的免責條款部分 12/39 我國在后處理產能方面制定了三步走計劃:一是建設每年 60 噸規模后處理中試廠,目前已完成;二是要完成每年 200 噸規模后處理示范工廠的建設;三是實現每年
38、800噸的工業規模后處理能力。1.3.2 中游中游端端:核島核島設備設備是關鍵是關鍵,國產化水平持續,國產化水平持續提升提升 核電設備包括核島設備、常規島設備和輔助設備。核電設備包括核島設備、常規島設備和輔助設備。其中,核島設備是保障核電機組安全運行的關鍵,其結構復雜、專業性強、交叉施工多、技術難度大、工期要求緊、質量要求高,且必須滿足核安全法規的嚴格要求,代表了核電站建設的技術水平;常規島工程與普通火電工程相近。由于核電產業的特殊性,核電工程建設市場為非完全競爭市場,行業內競爭企業數量有限。中國核建在核電站核島建設市場處于絕對主導地位,我國已建和在建的絕大多數核島工程由中國核建承建。常規島和
39、輔助設備建設市場,由于工程難度和特殊性不及核島建設,目前國內參與競爭的企業較多,包括各大型建筑企業、火電建設企業等,市場競爭激烈。圖圖 16:20182022 年國內核電主設備交付數量年國內核電主設備交付數量 圖圖 17:核電站主管道:核電站主管道 資料來源:中國核能發展報告(2023),國元證券研究所 資料來源:國家能源局,國元證券研究所 近年來,我國核電主設備出產不斷增長。近年來,我國核電主設備出產不斷增長。我國已具備先進核電設備規?;圃炷芰?,且造價僅為海外同類機組價格的 60%左右,具備明顯比較優勢。2022 年,我國核電裝備制造企業持續推進三代核電裝備制造技術改進、完善和標準化工作,
40、通過實施核心設備和零部件國產化攻關,著力解決“卡脖子”問題,主要核電堆型設備國產化率達到 90%以上,如“國和一號”濕繞組電機主泵和屏蔽電機主泵等一批核電關鍵裝備首臺套交付。2022 年國內核電主設備累計交付 54 臺套,維持高位。表表 6:2022 年國內核電主設備出產情況年國內核電主設備出產情況 堆型堆型 設備設備 交付數量交付數量“國和一號”蒸汽發生器 2 堆內構件 2 控制棒驅動機構 1 濕繞組電機主泵 3 屏蔽電機主泵 1 發電機 1-40%-20%0%20%40%60%80%010203040506020182019202020212022交付數量(臺)同比增速 請務必閱讀正文之后
41、的免責條款部分 13/39 汽輪機 1“華龍一號”反應堆壓力容器 4 蒸汽發生器 15 穩壓器 2 堆內構件 2 控制棒驅動機構 2 主泵 3 安注箱 9 主管道 2 汽輪機 1 發電機 1 凝汽器/低加/MSR 2“玲龍一號”反應堆壓力容器 1 合計 54 資料來源:中國核能發展報告(2023),國元證券研究所 1.3.3 下游下游端端:核電核電裝機裝機建設進程加速建設進程加速,核電核電發電發電占比占比有望有望快速提高快速提高 我國在運核電裝機規模居世界第三位。我國在運核電裝機規模居世界第三位。據國際原子能機構統計,截至 2023 年 12 月31 日,世界 32 個國家在運核電機組共計 4
42、13 臺,裝機容量 371.5GW。其中,美國在運核電 93 臺,裝機容量 95.8GW;法國在運核電 56 臺,裝機容量 61.4GW;俄羅斯在運核電 37 臺,裝機容量 27.7GW。近年來我國核電裝機規模和發電量均平穩增長,2023 年在運裝機規模 56.9GW,同比增長 2.5%,位居全球第三。圖圖 18:全球全球主要國家主要國家在運機組容量在運機組容量和和臺數臺數 圖圖 19:我國我國核電裝機容量及增速(萬千瓦)核電裝機容量及增速(萬千瓦)資料來源:國際原子能機構,國元證券研究所 資料來源:中國電力企業聯合會,國元證券研究所 020406080100120美國法國中國俄羅斯韓國加拿大
43、 烏克蘭日本在運裝機容量(GW)在運核電臺數(臺)-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%010002000300040005000600020042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020202120222023裝機容量增速 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 14/39 表表 7:中國在運核電站情況一覽(截止:中國在運核電站情況一覽(截止 2023.12.31)序號序號 核電站名稱核電站名稱 機組機組 裝機容量裝機容量(MWe)堆型堆型 技術說明技術說明 控股控股集團集團 并網
44、日期并網日期 1 浙江秦山一期 1#350 壓水堆/CNP300 自主設計/二代 中核 1994.4.1 2 浙江秦山一期擴建(方家山)1#1089 壓水堆/CNP1000 自主設計/二代半 2014.12.15 3 2#1089 壓水堆/CNP1000 自主設計/二代半 2015.1.12 4 浙江秦山二期 1#670 壓水堆/CNP650 自主設計/二代 2002.4.15 5 2#670 壓水堆/CNP650 自主設計/二代 2004.5.8 6 3#670 壓水堆/CNP650 自主設計/二代 2010.8.10 7 4#670 壓水堆/CNP650 自主設計/二代 2011.12.3
45、0 8 浙江秦山三期 1#728 重水堆/CANDU6 加拿大 AECL/二代 2012.12.31 9 2#728 重水堆/CANDU6 加拿大 AECL/二代 2003.7.24 10 江蘇田灣 1#1060 壓水堆/AES91 俄羅斯/二代半 2007.5.17 11 2#1060 壓水堆/AES91 俄羅斯/二代半 2007.8.16 12 3#1126 壓水堆/AES91 俄羅斯/二代半 2017.12.30 13 4#1126 壓水堆/AES91 俄羅斯/二代半 2018.10.27 14 5#1118 壓水堆/M310 自主設計/二代半 2020.8.8 15 6#1118 壓水
46、堆壓水堆/M310 自主設計自主設計/二代半二代半 2021.5.11 16 海南昌江 1#650 壓水堆/CNP650 自主設計/二代 2015.11.7 17 2#650 壓水堆/CNP650 自主設計/二代 2016.6.20 18 福建福清 1#1089 壓水堆/M310 自主設計/二代半 2014.11.22 19 2#1089 壓水堆/M310 自主設計/二代半 2015.8.6 20 3#1089 壓水堆/M310 自主設計/二代半 2016.9.7 21 4#1089 壓水堆/M310 自主設計/二代半 2017.7.29 22 5#1161 壓水堆/HPR1000 自主設計/
47、三代 2020.11.27 23 6#1161 壓水堆壓水堆/HPR1000 自主設計自主設計/三三代代 2022.1.1 24 浙江三門 1#1251 壓水堆/AP1000 美國/三代 2018.6.30 25 2#1251 壓水堆/AP1000 美國/三代 2018.8.24 26 廣東大亞灣 1#984 壓水堆/M310 法國 Areva/二代 中廣核 1994.2.1 27 2#984 壓水堆/M310 法國 Areva/二代 1994.5.6 28 廣東嶺澳 1#990 壓水堆/M310 法國 Areva/二代 2002.5.28 29 2#990 壓水堆/M310 法國 Areva
48、/二代 2003.1.8 30 3#1086 壓水堆/CPR1000 改進設計/二代半 2010.9.20 31 4#1086 壓水堆/CPR1000 改進設計/二代半 2011.8.7 32 福建寧德 1#1089 壓水堆/CPR1000 改進設計/二代半 2013.4.15 33 2#1089 壓水堆/CPR1000 改進設計/二代半 2014.5.4 34 3#1089 壓水堆/CPR1000 改進設計/二代半 2015.6.10 35 4#1089 壓水堆/CPR1000 改進設計/二代半 2016.3.29 36 遼寧紅沿河 1#1118.79 壓水堆/CPR1000 改進設計/二代
49、半 2013.6.6 37 2#1118.79 壓水堆/CPR1000 改進設計/二代半 2014.5.13 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 15/39 38 3#1118.79 壓水堆/CPR1000 改進設計/二代半 2015.3.23 39 4#1118.79 壓水堆/CPR1000 改進設計/二代半 2016.4.1 40 5#1118.79 壓水堆壓水堆/ACPR1000 自主自主設計設計/二代半二代半 2021.6.25 41 6#1118.79 壓水堆壓水堆/ACPR1000 自主自主設計設計/二代半二代半 2022.5.2 42 廣東陽江 1#1086 壓水堆/CPR1000
50、 改進設計/二代半 2014.3.25 43 2#1086 壓水堆/CPR1000 改進設計/二代半 2015.6.5 44 3#1086 壓水堆/CPR1000 改進設計/二代半 2015.10.18 45 4#1086 壓水堆/CPR1000 改進設計/二代半 2017.1.8 46 5#1086 壓水堆/ACPR1000 自主設計/三代 2018.5.23 47 6#1086 壓水堆/ACPR1000 自主設計/三代 2019.6.29 48 廣西防城港 1#1086 壓水堆/CPR1000 改進設計/二代半 2015.10.25 49 2#1086 壓水堆/CPR1000 改進設計/二
51、代半 2016.7.15 50 3#1187.6 壓水堆壓水堆/HPR1000 自主設計自主設計/三三代代 2023.1.10 51 廣東臺山 1#1750 壓水堆/EPR1750 歐洲/三代 2018.6.29 52 2#1750 壓水堆/EPR1750 歐洲/三代 2019.6.23 53 山東海陽 1#1253 壓水堆/AP1000 美國/三代 國家電投 2018.8.7 54 2#1253 壓水堆/AP1000 美國/三代 2018.10.13 55 山東石島灣山東石島灣 1#211 高溫氣冷堆高溫氣冷堆/HTR-PM 自主設計自主設計/四代四代 華能華能 2021.12.14 資料來
52、源:國際原子能機構,中國核能行業協會,國元證券研究所(注:標藍色為近 3 年并網的核電機組)我國我國在建在建核電規模核電規模繼續保持全球第一繼續保持全球第一。截止 2024 年 2 月,世界 17 個主要核電國家在建核電機組共計 60 臺,裝機容量約 64.1GW。其中我國在建核電機組共 25 臺,總裝機容量約 27.9GW,整體規模繼續保持全球第一,其中,兩臺為快中子堆,其余均為壓水堆。印度、土耳其在建核電為 8 臺和 4 臺,裝機容量為 6.0GW 和 4.5GW;按堆型劃分,全球在建壓水堆、重水堆、沸水堆和快堆分別為 49 臺、3 臺、2 臺和4 臺,裝機容量分別為 53.2GW、1.9
53、GW、2.7GW 和 2.1GW,壓水堆仍是主流。圖圖 20:主要核電國家的在建機組容量及臺數:主要核電國家的在建機組容量及臺數 資料來源:國際原子能機構,國元證券研究所 0510152025中國印度土耳其埃及英國俄羅斯韓國日本臺數容量(百萬千瓦)請務必閱讀正文之后的免責條款部分 16/39 表表 8:中國在建核電站情況一覽(截止:中國在建核電站情況一覽(截止 2024.2.28)序號序號 控股集團控股集團 核電站名稱核電站名稱 機組機組 裝機容量裝機容量(MWe)堆型堆型 技術說明技術說明 核島核島主主建設單位建設單位 開工日期開工日期 1 中核 江蘇田灣 7#1265 壓水堆/VVER12
54、00 俄羅斯/三代 中國核建 2021.5.19 2 江蘇田灣 8#1265 壓水堆/VVER1200 俄羅斯/三代 中國核建 2022.2.25 3 遼寧徐大堡 3#1274 壓水堆/VVER1200 俄羅斯/三代 中國核建 2021.7.28 4 遼寧徐大堡 4#1274 壓水堆/VVER1200 俄羅斯/三代 中國核建 2022.5.19 5 遼寧徐大堡 1#1080 壓水堆/CAP1000 改進設計/三代 中國核建 2023.11.15 6 浙江三門 3#1251 壓水堆/CAP1000 改進設計/三代 中國核建 2022.6.28 7 浙江三門 4#1251 壓水堆/CAP1000
55、改進設計/三代 中國核建 2023.3.22 8 福建漳州 1#1212 壓水堆/HPR1000 自主設計/三代 中國核建 2019.10.16 9 福建漳州 2#1212 壓水堆/HPR1000 自主設計/三代 中國核建 2020.9.4 10 福建漳州 3#1212 壓水堆/HPR1000 自主設計/三代 中國核建 2024.2.22 11 海南昌江示范小堆/125 壓水堆/ACP100 自主設計/三代小堆 中國核建 2021.7.13 12 福建霞浦示范快堆 1#682 鈉冷快堆/CFR600 自主設計/四代 中國核建 2017.12.29 13 福建霞浦示范快堆 2#682 鈉冷快堆/
56、CFR600 自主設計/四代 中國核建 2020.12.27 14 中廣核 廣西防城港 4#1180 壓水堆/HPR1000 自主設計/三代 中建二局 2016.12.23 15 廣東陸豐 5#1200 壓水堆/HPR1000 自主設計/三代 中國核建 2022.9.8 16 廣東陸豐 6#1200 壓水堆/HPR1000 自主設計/三代 中國核建 2023.8.26 17 浙江三澳 1#1210 壓水堆/HPR1000 自主設計/三代 中國核建 2020.12.31 18 浙江三澳 2#1210 壓水堆/HPR1000 自主設計/三代 中國核建 2021.12.30 19 廣東太平嶺 1#1
57、200 壓水堆/HPR1000 自主設計/三代 中建二局 2019.12.26 20 廣東太平嶺 2#1202 壓水堆/HPR1000 自主設計/三代 中建二局 2020.10.15 21 國家電投 山東海陽 3#1253 壓水堆/CAP1000 改進設計/三代 中國核建 2022.7.7 22 山東海陽 4#1253 壓水堆/CAP1000 改進設計/三代 中國核建 2023.4.22 23 廣東廉江 1#1253 壓水堆/CAP1000 改進設計/三代 中國核建 2023.9.27 24 華能 海南昌江 3#1197 壓水堆/HPR1000 自主設計/三代 中國核建 2021.3.31 2
58、5 海南昌江 4#1200 壓水堆/HPR1000 自主設計/三代 中國核建 2021.12.28 資料來源:中核戰略規劃研究總院,中核集團,國元證券研究所 2022 年以來,中國年以來,中國核電核電機組機組核準數量創十余年來之最。核準數量創十余年來之最。2011 年日本發生福島核事故后,中國一度暫停了新增核電項目審批,2019 年中國核電審批再次重啟,隨后三年分別核準核電機組四臺、四臺、五臺。2023 年通過審批的核電機組數量達到十臺,分別于 7 月核準六臺,以及 12 月再核準四臺,與 2022 年持平,均創十余年來之最。按照單臺“華龍一號”機組約 200 億元的總投資計算,2023 年核
59、準的 10 臺機組投資規模高達 2000 億元。表表 9:近:近 2 年中國審批核電站情況一覽(截止年中國審批核電站情況一覽(截止 2023.12.31)年度年度 核電站名稱核電站名稱 裝機容量裝機容量(MWe)核電技術核電技術 所屬集團所屬集團 核島建設單位核島建設單位 開工開工日期日期 2023(10 臺)福建寧德 5#1210 華龍一號/三代 中廣核、大唐 中國核建-福建寧德 6#1210 華龍一號/三代 中廣核、大唐 中國核建-請務必閱讀正文之后的免責條款部分 17/39 遼寧徐大堡 1#1080 CAP1000/三代 中核 中國核建 2023.11.15 遼寧徐大堡 2#1080 C
60、AP1000/三代 中核 中國核建 預計 2024 年年內 山東石島灣擴建一期 1#1225 華龍一號/三代 華能 中建二局-山東石島灣擴建一期 2#1225 華龍一號/三代 華能 中建二局-廣東太平嶺 3#1209 華龍一號/三代 中廣核 中建二局-廣東太平嶺 4#1209 華龍一號/三代 中廣核 中建二局-浙江金七門 1#1200 華龍一號/三代 中核 中國核建-浙江金七門 2#1200 華龍一號/三代 中核 中國核建-2022(10 臺)浙江三門 3#1251 CAP1000/三代 中核 中國核建 2022.6.28 浙江三門 4#1251 CAP1000/三代 中核 中國核建 2023
61、.3.22 山東海陽 3#1253 CAP1000/三代 國家電投 中國核建 2022.7.7 山東海陽 4#1253 CAP1000/三代 國家電投 中國核建 2023.4.22 廣東陸豐 5#1200 華龍一號/三代 中廣核 中國核建 2022.9.8 廣東陸豐 6#1200 華龍一號/三代 中廣核 中國核建 2023.8.26 福建漳州 3#1212 華龍一號/三代 中核 中國核建 2024.2.22 福建漳州 4#1212 華龍一號/三代 中核 中國核建 預計 2024 年下半年 廣東廉江 1#1253 CAP1000/三代 國家電投 中國核建 2023.9.27 廣東廉江 2#125
62、3 CAP1000/三代 國家電投 中國核建 預計 2024 年 7 月 資料來源:人民網,各集團官網,國元證券研究所 我國核電我國核電發電量占比發電量占比還有巨大的發展空間。還有巨大的發展空間。2022 年,我國火電占總發電量的比重高達66.5%,而核電發電量占比僅4.7%,與法國(62.6%)、韓國(29.6%)、美國(18.2%)、加拿大(12.9%)等主要核電國家相比仍然較低。我國近 20 年全國核電發電量增速大體上先上升后下降,20 年 CAGR 為 11.40%,2023 年,我國核電發電量 4332.6億千瓦時,同比增長 3.71%。圖圖 21:2022 年全國各類電源發電量占比
63、情況年全國各類電源發電量占比情況 圖圖 22:近:近 20 年全國年全國核電核電累計累計發電量及增速發電量及增速 資料來源:中國核能發展報告(2023),國元證券研究所 資料來源:中國核能行業協會,國元證券研究所 核電行業的核電行業的進入壁壘包括進入壁壘包括行政行政壁壘、技術壁壘、技術壁壘、人才壁壘、人才壁壘和資金壁壘這壁壘和資金壁壘這四四大壁壘大壁壘。目前我國具有核電運營資質牌照的公司只有四家,即中國核工業集團公司、中國廣核集團、國家電力投資集團公司和中國華能集團公司。近十年來主要的核能發電企業只有中核集團和中國廣核,但近幾年來國家電投和中國華能也開始有小規模的裝機容量。15.3%8.6%4
64、.7%4.8%66.5%水電風電核電太陽能發電火電0%5%10%15%20%25%30%35%050010001500200025003000350040004500500020042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020202120222023累計發電量(億千瓦時)增速 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 18/39 表表 10:核電行業進入壁壘核電行業進入壁壘 核電進入壁壘核電進入壁壘 壁壘情況壁壘情況 行政壁壘 我國政府對核電項目及業主采取核準、發放許可證、執照等方式,對投資主體進入市場進行管理。我國對
65、核電廠的監管實施許可證制度。技術壁壘 核電行業是技術密集型的行業,涉及核物理、化學、材料、運行、維修、性能監督、環境污染監測、輻射防護等多個領域。核電廠的建設需要綜合權衡安全性、技術先進性、經濟性和工程可實施性要求,符合核安全法規要求,采用成熟的技術和經過驗證的技術。人才壁壘 核電行業需要高素質的專業人員,核電設施的建設和運行,需要嚴格按照質量保證大綱執行,對于人員的素質提出了嚴格的要求。核電行業核心骨干人員培訓的時間較長,需求量大。資金壁壘 核電行業是資金密集型的行業,對選址、設計、建安、設備采購和制造調試等要求較高,建設周期長,項目資金投入較大。在福島核事故后,國家對環保、核安全提出更高的
66、要求,核電企業在安全、環保等相關輔助設施的投資進一步加大,提高了投資核電行業的資金壁壘。資料來源:中國核電招股說明書,國元證券研究所 2023 年四大集團在運機組和容量分別為:中核集團:25 臺,2375 萬千瓦;中國廣核:27 臺,3056 萬千瓦;國家電投:2 臺,250 萬千瓦;中國華能:1 臺,21 萬千瓦。五大發電集團中的國家電投、華能已實現核電站控股,中國大唐、中國華電和國家能源集團在核電領域也有所滲透,通過參股的模式擁有一定的核電項目或裝機權益。未來五大發電集團的發力將帶來新的變量和新的動能。圖圖 23:近十年四大集團在運機組變化:近十年四大集團在運機組變化(臺)(臺)圖圖 24
67、:近十年四大集團在運容量變化:近十年四大集團在運容量變化(萬千瓦)(萬千瓦)資料來源:國家原子能機構,國元證券研究所 資料來源:國家原子能機構,國元證券研究所 國內核電發展規模和節奏有望進入新常態。預計預計 2030 年前,我國在運核電裝機規模年前,我國在運核電裝機規模有望超過美國成為世界第一有望超過美國成為世界第一,在世界核電產業格局中占據更加重要的地位。綜合多家機構的研究成果,預計到 2035 年,我國核能發電量在總發電量中的占比將達到 10%,相比 2022 年翻倍,核電在我國能源結構中的重要性進一步提升。1.4 第四代第四代核電核電多技術并行發展,多技術并行發展,中中國國 HTR、SF
68、R 產業化進展產業化進展速度速度快快 2000 年,美國能源部發起了“第四代國際論壇”(GIF),其愿景是跨過應用中的輕水堆技術,通過與國際伙伴的合作來分享先進核能反應堆系統的研究與開發。我國于2006 年加入 GIF,與其他成員國共同開發能獲得許可、建造和運行的未來一代核能反應堆系統,這種核能系統將提供具有競爭力的價格、可靠的能源產品,且能令人滿0510152025302014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023中核集團中國廣核國家電投中國華能05001000150020002500300035002014 2015 2016 2017
69、2018 2019 2020 2021 2022 2023中核集團中國廣核國家電投中國華能 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 19/39 意地解決核安全、核廢物、防擴散和公眾認知關切。第四代核反應堆主要特征是安第四代核反應堆主要特征是安全可靠性高、廢物產生量小、具有更好的經濟性全可靠性高、廢物產生量小、具有更好的經濟性,是未是未來核能重要的發展方向。來核能重要的發展方向。圖圖 25:六種堆型示意圖:六種堆型示意圖 圖圖 26:GIF 路線圖(路線圖(2014 修訂版)修訂版)資料來源:中國核能行業協會,國元證券研究所 資料來源:GIF 官網,國元證券研究所 經過共同努力,GIF從130多種概念
70、設計中遴選出氣冷快堆(氣冷快堆(GFR)、鉛冷快堆()、鉛冷快堆(LFR)、)、熔鹽反應堆(熔鹽反應堆(MSR)、鈉冷快堆()、鈉冷快堆(SFR)、超臨界水冷堆()、超臨界水冷堆(SCWR)、超高溫氣冷堆()、超高溫氣冷堆(VHTR)六種核能系統作為最有開發前景的第四代核能技術,并在其后發布了技術路線圖,確定并規劃了推動這六種核能發展所必不可少的研發工作和相關時間節點。我國對于四代堆“高溫氣冷堆”和“鈉冷快堆”分別建設了實驗堆和示范工程,是產業化進展最快的第四代核電技術。鈉冷快堆鈉冷快堆(SFR):鈉冷快堆是以液態金屬鈉為冷卻劑、主要由快中子引起核裂變的反應堆??於阎饕袃纱髢瀯荩阂皇窃鲋?,它
71、可以將天然鈾中占 99%以上的鈾-238 轉化為易裂變核素钚-239,將鈾資源利用率從壓水堆的不到 1%提高到 60%以上;二是嬗變,它可以將乏燃料中的長壽命高放射性核素轉化為短壽命低放射性核素,從而將核廢料的放射性危害降至最小。俄羅斯:俄羅斯開展多用途鈉冷快中子研究堆、BN 系列鈉冷快堆以及燃料循環專項計劃的研究,主要在堆設計、新燃料以及相關裝置和特種同位素生產的研發,同時俄羅斯即將實現閉式燃料循環。美國:已在 20 世紀 40 年代建成全球首座實驗快堆,已經積累了有近 50 年的運行經驗,并且已具備示范快堆燃料制造能力。日本:擁有大量運行快堆的經驗,近期正攜手美國開發鈉冷快堆。中國:實驗快
72、堆工程(CEFR)已具備發電能力,目前正在建設福建霞浦 CFR600 示范快堆。請務必閱讀正文之后的免責條款部分 20/39 超高溫氣冷堆(超高溫氣冷堆(VHTR):VHTR 是 20 世紀 70-80 年代開發的高溫反應堆的衍生物。以全陶瓷包覆顆粒燃料為特征,采用石墨作為中子減速劑,氦作為冷卻劑,通過自動衰變熱排除能力實現了固有安全性和工藝用熱應用能力。美國:主要開發棱柱型反應堆。美國能源部開展的“下一代核電站”(NGNP)研究項目最終選擇通用公司參與的棱柱型模塊式反應堆(MHTGR)作為美國超高溫堆研發的目標,目前還處于研發階段。日本:擁有研究運行 HTTR 試驗堆的大量經驗,并掌握高溫制
73、氫技術。俄羅斯:主要開展超高溫堆燃料制造技術研究。中國:主要開發球床型反應堆。中國已于 2021 年底建成全球首座球床模塊式高溫氣冷示范堆核電站(石島灣高溫氣冷堆核電站),實現并網發電。超臨界水堆超臨界水堆(SCWR)SCWR 是一種高溫高壓水冷堆,在水的熱力學臨界點(374,22.1MPa)以上運行。一般地說,SCWR 的概念設計可分為兩大類:一類最初由日本提出、最近由歐洲原子能共同體合作提出的壓力容器概念;另一類是由加拿大提出的壓力管概念,一般稱為加拿大超臨界水堆。SCWR 的主要優點是熱力效率高,且有可能簡化廠房,從而提高了經濟性。日本:在超臨界水冷堆方面開展過大量系統性工作。加拿大:研
74、究目前由加拿大核能實驗室(CNL)牽頭,多所科研機構和大學共同參與。歐盟:研究由德國卡爾斯魯厄研究院(KIT)牽頭,其他十余個歐洲研究機構參加。中國:目前的超臨界水堆設計方案已基本具備國際評審條件。熔鹽堆(熔鹽堆(MSR):熔鹽堆是以熔鹽作為冷卻劑的反應堆。熔鹽具有高溫、低壓、高化學穩定性、高熱容等非常理想的反應堆熱量傳輸特性,可建成常壓、緊湊、輕量化和低成本的反應堆;熔鹽堆運行只需少量的水,即使在干旱地區也能夠高效發電;熔鹽堆輸出溫度可達700以上,既可用于發電,也用于工業生產和高溫制氫、吸收二氧化碳制甲醇等,緩解氣候問題和環境污染,實現核能綜合利用。俄羅斯:正由國家原子能集團公司的博奇瓦爾
75、無機材料研究所開展熔鹽堆燃料及乏燃料處理技術的研發,主要包括氟化钚和次錒系元素氟化物的制備、氟化鋰和氟化鈹混合熔鹽的制備以及氚的安全防護。美國:在 1965 年已建成并滿功率運行 8MW 熔鹽實驗堆(MSRE),后來停止運行;目前,美國和加拿大兩國核監管機構已完成一體化熔鹽堆(IMSR)的聯合技術評審。中國:我國 20 世紀就開展過熔鹽堆的研究,包括“820 工程”“728 工程”,并在 1971年建成冷態熔鹽堆,目前主要由上海應用物理研究所牽頭開展釷基熔鹽堆的研究,有機所、高研院、金屬所等參與,已在甘肅武威實現了機電安裝以及功率調試。請務必閱讀正文之后的免責條款部分 21/39 鉛冷快堆(鉛
76、冷快堆(LFR):GIF 確定的 LFR 概念包括三個參考系統:一是額定功率為 600MWe 的大型系統(ELFR,歐盟);二是額定功率為 300MWe 的中型系統(BREST-300,俄羅斯);三是額定功率為 10-100MWe 的小型可運輸系統(小型安全可運輸的自主反應堆SSTAR,美國),其特征是堆芯壽命很長。美國:已于 21 世紀初重啟鉛冷快堆研發計劃。美國阿貢國家實驗室、勞倫斯伯克利國家實驗室和洛斯阿拉莫國家實驗室聯合開展 SSTAR 項目,主要研究小型模塊化設計;在 SSTAR 基礎上,美國阿貢國家實驗室開展 SUPER-STAR 項目,主要研究小型自然循環鉛冷快堆,并處于國際領先
77、地位;美國西屋公司開展鉛冷示范快堆(DLFR)項目研究,主要驗證示范快堆技術的可行性。俄羅斯:主要實施“突破”計劃,目前已基本掌握快堆、氮化物燃料和后處理關鍵技術,且正在設計和建造 BREST300 鉛冷快堆及燃料循環設施。中國:我國已擁有三座啟明星系列零功率裝置,已分別于 2005 年、2016 年和 2019年實現臨界。氣氣冷快堆(冷快堆(GFR):GFR 的參考概念是一種堆芯出口溫度達 850的 2400MWh 反應堆。如此高的堆芯出口溫度使間接燃氣蒸汽聯合循環能夠由三個中間熱交換器來驅動。但也需要燃料能夠在為實現快堆堆芯的良好中子經濟性所必需的高功率密度下持續工作。這是在開發 GFR
78、系統的過程中遇到的最大挑戰。GFR 面臨的第二大挑戰是確保在所有預期的運行工況和事故工況下都能排除衰變熱。截至目前,國際上還沒有建造過真正的氣冷快堆,美國開展了 300MW 示范電廠和1000MW 商業電廠的初步設計;氣冷快堆實驗堆國際上的研究主要由法國牽頭,其他四個歐洲國家參與。我國在氣冷快堆方面還沒有系統開展工作。表表 11:六種候選堆概覽:六種候選堆概覽 類型類型 中子運作形式中子運作形式 冷卻劑冷卻劑 運作溫度(運作溫度(C)燃料循環燃料循環 發電量(發電量(MW)超高溫氣冷堆(VHTR)熱中子 氦 9001000 開放式 250300 超臨界水堆(SCWR)熱/快中子 水 51062
79、5 開/封皆可 300700,10001500 鈉冷快堆(SFR)快中子 鈉 550 封閉式 30150,3001500,10002000 氣冷快堆(GFR)快中子 氦 850 封閉式 1200 鉛冷快堆(LFR)快中子 鉛 480800 封閉式 20180,3001200,6001000 熔鹽堆(MSR)熱/快中子 氟化物/熔鹽 700800 封閉式 1000 資料來源:GIF 官網,國元證券研究所 1.5 模塊化模塊化小小堆堆是是核能必爭之地核能必爭之地,開發和開發和部署部署節奏節奏加快加快 根據 IAEA 標準,電功率小于 300MWe 的反應堆被劃分為小堆。因小堆具有對電網等級要求不高
80、,用途廣泛等的特點而受到關注。請務必閱讀正文之后的免責條款部分 22/39 圖圖 27:一體化小堆示意圖一體化小堆示意圖 資料來源:小型一體化全功率自然循環壓水堆 NHR200-II 技術特點及熱力市場應用分析郝文濤等,國元證券研究所 小堆是在成熟的壓水堆基礎上經過多項重大技術改進而發展起來的,有如下主要特征:(1)采用一體化壓水堆結構設計;(2)模塊式高效直流蒸汽發生器;(3)小型屏蔽電機泵;(4)非能動安全系統的新設計;(5)模塊化設計和施工。表表 12:小型模塊式反應堆(:小型模塊式反應堆(SMR)的優點)的優點 優點優點 具體描述具體描述 模塊化 當前的大型核電站的建設需要大量的現場工
81、作將組件組裝到運行的核電站中。而中小型反應堆只需很少的現場準備,并大大減少大型機組通常需要的漫長施工時間。并且隨著能源需求的增加,可以逐步添加額外的模塊。低投入資金 SMR 可以減少核電站所有者的資本投資。模塊化組件可以降低施工成本和工期。選址靈活 SMR 可以為基礎設施提供電力,而且 SMR 可以替代或升級老化/退役化石燃料電廠。高效率 SMR 可以與其他能源(包括可再生能源和化石能源)結合使用,以整合資源、提高效率,并產生多種能源終端產品,同時增強電網穩定性和安全性。安全 大多數中小型反應堆將建在地下以增強安全性,防止自然災害導致意外發生。部分 SMR 可在不加注燃料的情況下長時間運行,生
82、命周期結束時返回工廠進行燃料卸載,有助于減少核材料的運輸和處理。資料來源:美國能源部,國元證券研究所 現有的小型堆設計中,壓水堆技術仍占據主導地位?,F有的小型堆設計中,壓水堆技術仍占據主導地位。中國、美國、俄羅斯、阿根廷、韓國、英國等均提出了各自小型壓水堆設計方案,其中絕大部分處于設計或評審階段。中國 ACP100、阿根廷 CAREM 等部分堆型已進入建設階段,俄羅斯在海上浮動堆領域處于領先水平。請務必閱讀正文之后的免責條款部分 23/39 圖圖 28:海海上上核動力小型模塊反應堆核動力小型模塊反應堆的動力范圍的動力范圍 圖圖 29:部分國家的海上:部分國家的海上小型模塊反應堆小型模塊反應堆
83、資料來源:國際原子能機構,國元證券研究所 資料來源:國際原子能機構,國元證券研究所 下一代反應堆技術獨特的安全性等優勢在小堆領域具備獨特應用價值下一代反應堆技術獨特的安全性等優勢在小堆領域具備獨特應用價值。中國在高溫氣冷、釷基熔鹽等小型堆領域,俄羅斯在液態金屬冷卻小型堆領域,美國和加拿大在微堆、熔鹽小型堆等領域開發進展處于前列。表表 13:世界世界各國各國小堆小堆發展情況發展情況 國家國家 小堆發展情況小堆發展情況 美國 重點開發多種一體化小型壓水堆,分別是NuScale公司的VOYGR、B&W技術公司的mPower、Holtec 國際公司的 SMR-160。此外,還有以 GE 公司 BWRX
84、-300 為代表的小型模塊化沸水堆。其中,NuScale 已與多國簽署合作協議。俄羅斯 兼顧陸上、海上小堆發展。2020 年,裝載兩臺 KLT-40S 的羅蒙諾索夫院士號浮動核電站已經完成滿功率運行。采用 RITM-200 小堆技術的兩艘破冰船已投入使用,RITM-200N 陸基核電廠和 RITM-200M 浮動式核電廠項目穩步推進。此外 RITM-400、ABV-6E 和 VBER-300 等多個小堆型號正在開發中。阿根廷 CAREM-25 原型堆于 2014 年 2 月正式開工建設,計劃于 2026 年臨界。韓國 SMART 小堆標準設計于 2020 年獲批準。英國 Rolls-Royce
85、 SMR 小堆預計 2026 年開始首堆建造。資料來源:中國核能行業協會,國元證券研究所 我國的小堆技術發展迅速,目前國內共有中核集團、中廣核集團、國電投集團、中科院、清華大學等單位的 10 種小堆已收錄在 IAEA 小型模塊化反應堆技術進展(2022版)手冊里。其中,水冷型小堆 7 種,非水冷型小堆(高溫氣冷堆、熔鹽堆)3 種。國內各輕水冷卻型小堆設計已完成可研或初步設計。國內各輕水冷卻型小堆設計已完成可研或初步設計。其中,陸上小堆主要有發電(含熱電聯供)和供熱兩類預期應用,中核集團 ACP100(“玲龍一號”)是第一個實際部署在建的小型模塊化輕水堆,海南昌江多用途模塊式小型堆科技示范工程正
86、在建設中,采用一體化反應堆、非能動的安全系統和模塊化設計,裝機容量 125MWe。另外,ACP100S、ACPR50S 等海上浮動堆也采用了小型壓水堆路線,考慮了熱、電、淡水聯供和孤島供能等多種預期應用。清華大學 HTR-10、HTR-PM 高溫氣冷堆已投入運行。中科院上海應用物理研究所 TMSR-LF1 釷基熔鹽堆正處于調試關鍵期。請務必閱讀正文之后的免責條款部分 24/39 1.6 核聚變核聚變是是未來未來能源能源終極終極方案方案,正處于關鍵技術探索階段,正處于關鍵技術探索階段 核聚變是指在一定條件下(超高溫、高壓),由質量較小的原子核互相聚合生成新的質量更重的原子核,同時釋放出巨大能量的
87、過程。核聚變類型包括氘-氚聚變、氘-氦3 聚變、氫-硼和氘-氘聚變,其中,氘-氚聚變是最容易獲得聚變能的方式,也是實現可控核聚變的最為可行的發展路線。與核裂變能相比,核聚變能具有燃料來源豐富、核聚變能具有燃料來源豐富、能量效率、綠色環保、安全性高等優勢,是人類未來理想終極能源的首要選擇。能量效率、綠色環保、安全性高等優勢,是人類未來理想終極能源的首要選擇。表表 14:核聚變能的獨特優勢:核聚變能的獨特優勢 類型類型 中子運作形式中子運作形式 燃料來源豐富 氘在每升海水中含有 0.03 克,經過聚變反應可以產生 300 升汽油燃燒后釋放出的能量,全球海水中就有超過 45 萬億噸氘;氚則可以利用聚
88、變產生的中子與豐富的天然鋰反應產生,這些燃料可供人類使用數百萬年之久。能量效率高 1g 鈾 235(核裂變燃料)產生的核裂變能量相當于 1.8t 汽油,而 1g 氘氚(核聚變燃料)產生的核聚變能量相當于 8t 汽油,比貧鈾裂變高出 4 倍以上。綠色環保 核聚變燃料屬于輕元素序列,其原料和產物很少具有輻射性,即使放射性元素氚其半衰期也只有短短的 12.43 年左右;反應過程不產生污染環境的氮化化物和硫化物,不排放二氧化碳。安全性高 核聚變只能在嚴格的操作條件下發生,超出這個條件(例如在事故或系統故障的情況下),等離子體將自然終止,并在對反應堆造成任何持續損害之前熄滅。資料來源:超導磁體技術與磁約
89、束核聚變王騰,國元證券研究所 實現可控核聚變反應必須滿足三個條件:實現可控核聚變反應必須滿足三個條件:高溫、高密度高溫、高密度、能量約束、能量約束。目前實現可控核聚變的兩個困難是在數億度的溫度下點火和對長期約束的穩定控制。能量增益因子Q 是聚變反應中輸出能量和輸入能量之比,當 Q=1,聚變反應所釋放的功率等于維持反應所需的加熱功率,稱為收支平衡,一般認為商業聚變堆至少需要Q值達到10。圖圖 30:可控核聚變反應必須滿足的三個條件:可控核聚變反應必須滿足的三個條件 資料來源:超導磁體技術與磁約束核聚變王騰,國元證券研究所 核聚變約束途徑包括引力約束(如太陽)、慣性約束(激光約束、粒子數約束、箍縮
90、驅動及彈丸彈射等)、磁約束(如仿星器、磁鏡以及托卡馬克等)。在三類約束方式中,引力約束無法在地球上實現,慣性約束難以實現持續的聚變功率輸出,因此,磁磁約束核聚變是實現聚變能開發的有效途徑。約束核聚變是實現聚變能開發的有效途徑。請務必閱讀正文之后的免責條款部分 25/39 根據磁場位形的不同,磁約束核聚變裝置可分為托卡馬克、磁鏡、仿星器、球形環、緊湊環、直線箍縮、環箍縮等多種類型。其中,托卡馬克通過在環形真空室中構造出一個閉合的螺旋磁場,完成對高溫等離子體的約束,聚變燃料在周而復始的運動中完成核聚變反應,基于托卡馬克裝置的磁約束核聚變是目前最有希望實現聚變能和平基于托卡馬克裝置的磁約束核聚變是目
91、前最有希望實現聚變能和平利用的途徑。利用的途徑。圖圖 31:可控核聚變約束途徑:可控核聚變約束途徑 圖圖 32:托卡馬克約束磁場基本結構:托卡馬克約束磁場基本結構 資料來源:超導磁體技術與磁約束核聚變王騰,國元證券研究所 資料來源:超導磁體技術與磁約束核聚變王騰,國元證券研究所 1.6.1 世界各國積極世界各國積極布局布局,國際合作與自主研發國際合作與自主研發齊頭并進齊頭并進 ITER(國際熱核聚變試驗堆)由歐盟、美、俄、中、日、韓國、印度七方聯合實施,2001 年完成工程設計,2007 年開始建設,預計 2025 年完成。非核試驗計劃 2026年開始,持續 10 年,隨后氘氚運行于 2035
92、 年開始,到 2045 年結束。國際主要國家和地區都制定了詳細的聚變能源發展路線,一方面積極參與 ITER 計劃的建造和實驗,吸收 ITER 技術和經驗;另一方面,各國建設和發展自己的下一代聚變商業示范堆(DEMO)裝置,并開展與 ITER 配套的相關研究。表表 15:國際主要國家和地區的核聚變研究:國際主要國家和地區的核聚變研究 國家國家/地區地區 核聚變項目核聚變項目 概況概況 歐盟 ITER、JET JET 于 2021 年 12 月通過氘氚聚變反應產生了脈沖寬度 5s、能量輸出 59MJ 的等離子體。與日本合作建設 JT-60SA、IFMIF 等研究設施、成員國建設 DONES、DTT
93、、JULE-PSI 等設施,攻克ITER 不能解決的聚變堆工程技術問題。美國 FPNS、MPEX、EXCITE 在慣性約束、托卡馬克、仿星器、箍縮等方式都有投入,其中托卡馬克在美國聚變基金中占據較大比例。日本 ITER、JT-60SA 技術路線以托卡馬克為主,通過 ITER 計劃、BA 計劃與歐洲緊密合作,并行部署 ITER、JT-60SA、聚變中子源、DEMO 研發、包層研發、仿星器、高功率激光。俄羅斯 ITER、T-15MD 開展長脈沖燃燒等離子體物理研究,布局混合堆概念 DEMO-FNS,開展材料等聚變技術研發,2055 年建造聚變電站。韓國 ITER、KSTAR、K-DEMO 推動 D
94、EMO 到 2030 年建成,聚變電站于 2040 年建造。韓國是世界上第一個為聚變能源發展制定法律基礎的國家。印度 ITER、SST-2 同時開展 ITER 工程建造、實驗工作和建造國內的 SST-2,DEMO 預計于 2037 年建成,聚變電站計劃于 2049 年左右建成,并且實現 2060 年建造兩個GW 的聚變電站。資料來源:聚變發展現狀及展望李林蔚等,國元證券研究所 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 26/39 我國的受控核聚變研究始于 20 世紀 50 年代中期,經過 60 余年的努力,目前磁約束核聚變技術的研究已處于世界前列。磁約束托卡馬克裝置主要包括核工業西南物理研究院的 HL
95、 系列裝置和中國科學院等離子體物理研究所的 EAST 裝置。(1)中國環流器系列(HL)中國環流器系列(HL)核聚變裝置由中核集團西南物理研究院建設。1984 年建成 HL-1,標志著我國核聚變研究由原理性探索進入到規?;瘜嶒炑芯侩A段;2002 年建成HL-2A,是我國第一個具有偏濾器位形的托卡馬克裝置,等離子體電子溫度達到 5500萬度;2020 年 12 月,HL-2M 建成并首次放電,2022 年 10 月,HL-2M 等離子體電流突破 100 萬安培,創造了我國可控核聚變裝置運行新記錄;2023 年 8 月,中國環流三號首次實現 100 萬安培等離子體電流下的高約束運行模式,標志著我國
96、磁約束核聚變裝置運行水平邁入國際前列。圖圖 33:新一代人造太陽“中國環流三號”新一代人造太陽“中國環流三號”資料來源:新華網,國元證券研究所(2)合肥超環(HT-7)和東方超環(EAST)所有托卡馬克的終極目標是將氘氚聚變原料加熱到點火點或更高的溫度,并加以控制地持續盡可能長的反應時間,以追求連續的聚變能量輸出。即使采用導電性良好的銅作為導體繞制線圈,由于電流巨大線圈不可避免地存在發熱問題,從而限制了磁約束核聚變的長時間穩態運行。由于超導體具有零電阻效應,且承載電流密度更高有由于超導體具有零電阻效應,且承載電流密度更高有利于建造更加緊湊、更高場強的聚變裝置,能夠有效改善長脈沖穩態運行,利于建
97、造更加緊湊、更高場強的聚變裝置,能夠有效改善長脈沖穩態運行,20 世紀世紀后期,科學家們開始把超導技術用于托卡馬克裝置。后期,科學家們開始把超導技術用于托卡馬克裝置。中國科學院等離子體物理研究所 1990 年引進蘇聯 T-7 裝置,并升級為 HT-7 裝置(合肥超環);2006 年,自主研制并建成世界上第一個全超導托卡馬克實驗裝置 EAST(東方超環),標志著聚變能發展步入全超導托卡馬克時代,向著實現穩態核聚變能源方向發展。EAST 是由 Experimental(實驗)、Advanced(先進)、Superconducting(超導)、Tokamak(托卡馬克)四個單詞首字母拼寫而成,具有“
98、全超導托卡馬克實驗裝置”之意。請務必閱讀正文之后的免責條款部分 27/39 圖圖 34:EAST 主要部件結構及系統主要部件結構及系統 資料來源:中國科學院等離子體物理研究所,國元證券研究所 EAST 裝置具有三大科學目標:1MA 等離子體電流、1 億度高溫等離子體、1000s 運行時間。近年來 EAST 實驗屢獲突破,先后于 2010 年運行 1MA 等離子體電流、2018年首次獲得 1 億度高溫等離子體、2021 年實現 1056s 長脈沖高參數等離子體運行,三大科學目標已經分別獨立完成。2023 年 4 月 12 日,EAST 成功實現了 403s 可重復的穩態長脈沖高約束模式等離子體運
99、行穩態長脈沖高約束模式等離子體運行,創造了托卡馬克裝置高約束模式運行新的世界紀錄。(3)中國聚變工程實驗堆(CFETR)中國磁約束聚變能的開發分為 3 個階段:第一階段,力爭在 2025 年推動中國聚變工程試驗堆立項并開始裝置建設;第二階段,到 2035 年建成中國聚變工程實驗堆,調試運行并開展物理實驗;第三階段,到 2050 年開始建設商業聚變示范電站。圖圖 35:中國聚變能發展路線圖:中國聚變能發展路線圖 資料來源:超導磁體技術與磁約束核聚變王騰,國元證券研究所 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 28/39 CFETR(中國聚變工程實驗堆)(中國聚變工程實驗堆)是中國自主設計和研制并聯合國
100、際合作的重大科學工程,作為從作為從 ITER 到到 DEMO 示范堆的過渡階段示范堆的過渡階段,2017 年在合肥正式啟動,目前工程設計已基本完成。2019 年,中國科學院等離子體物理研究所正式啟動聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施(CRAFT,“夸父”)項目,主要建設內容為超導磁體研究系統和偏濾器研究系統,CRAFT 全面建成后將是最高參數和最完備功能的磁約束核聚變研究平臺,保證未來聚變工程堆建設和關鍵部件研發的順利進行。CFETR 第一階段主要開展長脈沖穩態等離子體運行和燃燒等離子體研究,以此實現200MW 的聚變功率;第二階段主要圍繞商用聚變示范堆(DEMO)開展相關驗證性試驗,同時實現 1
101、GW 的聚變功率。1.6.2 核聚變產業鏈覆蓋范圍廣核聚變產業鏈覆蓋范圍廣,超導超導磁性材料是磁性材料是關鍵環節關鍵環節 核聚變產業鏈覆蓋范圍較廣,上游原材料包括有色金屬(鎢、銅等)、特種氣體(氘、氚)、特種鋼材、磁性材料、超導材料等;中游組件、裝備包括包層第一壁、偏濾器、真空室、真空杜瓦、控制系統、超導磁線圈等;下游聚變機組運營包括聚變裝置、發電機組。圖圖 36:核聚變產業鏈:核聚變產業鏈 有色金屬(鎢、銅等)、特種鋼材、特種氣體(氘、氚)、磁性材料、超導材料中游:組件、裝備下游:聚變機組運營上游:原材料包層第一壁、偏濾器、真空室、真空杜瓦、控制系統、超導磁線圈聚變裝置、發電機組 資料來源:
102、超導磁體技術與磁約束核聚變王騰,國元證券研究所 表表 16:核聚變產業鏈相關公司:核聚變產業鏈相關公司 項目項目 分系統分系統/部件部件 相關上市公司相關上市公司 ITER 超導材料 西部超導(688122),白銀有色(601212)不銹鋼部件 久立特材(002318)第一壁 國光電氣(688776)偏濾器 安泰科技(000969),國光電氣(688776)鎢材料 廈門鎢業(600549)真空杜瓦 航天晨光(600501)大型聚變裝置(EAST、HL、CFETR)結構材料 廣大特材(688186)偏濾器 安泰科技(000969)氚工廠 國光電氣(688776)資料來源:Wind,公司公告,國元
103、證券研究所 2.非動力核技術非動力核技術:輻射化工輻射化工及及電子輻照電子輻照方興未艾方興未艾 非動力核技術是除核武器與核電之外的放射性應用研究技術,是現代科學技術發展的重要組成部分,是重要尖端的技術之一,廣泛應用于工業、農業、醫學、環保、安 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 29/39 全等諸多與人們生活密切相關的領域。國際原子能機構(IAEA)指出:“就應用的廣度而言,只有現代電子學和信息技術才能與同位素及輻射技術相提并論?!眻D圖 37:民用核技術:民用核技術應用應用領域領域 民用核技術民用非動力核技術核能與核動力核醫學輻射化工輻射交聯輻射接枝輻射固化輻射降解輻射硫化廢水處理及消毒煙氣脫硫
104、脫硝污泥處理三廢處理輻照消毒其他治療診斷 資料來源:輻射加工在國民經濟中的應用及發展前景劉樹德,電子加速器輻射加工原理、應用及檢測研究王強等,國元證券研究所 我國我國民用民用核技術穩步發展,核技術穩步發展,全國從事放射性同位素和射線裝置的單位數量逐年增加。全國從事放射性同位素和射線裝置的單位數量逐年增加。截止 2022 年 12 月 31 日,全國從事放射性同位素和射線裝置的相關單位數量共 10.5萬家,同比增長 13.1%,5 年 CAGR 達 9.4%。其中,生產、銷售、使用放射性同位素的單位 0.97 萬家,僅生產、銷售、使用射線裝置的單位共有 9.5 萬家。2022 年底全國在用放射源
105、達 16.4 萬枚,各類射線裝置 26.7 萬臺。圖圖 38:全國從事放射性同位素和射線裝置全國從事放射性同位素和射線裝置的的單位數量單位數量 圖圖 39:全國在用放射源及各類射線裝置數量全國在用放射源及各類射線裝置數量 資料來源:國家核安全局,國元證券研究所 資料來源:國家核安全局,國元證券研究所 020,00040,00060,00080,000100,000120,00020182019202020212022生產、銷售、使用放射性同位素和射線裝置的單位生產、銷售、使用放射性同位素的單位僅生產、銷售、使用射線裝置的單位050,000100,000150,000200,000250,000
106、300,00020182019202020212022在用放射源(枚)各類射線裝置(臺)請務必閱讀正文之后的免責條款部分 30/39 我國非動力核技術我國非動力核技術產業規模產業規模有待進一步發展壯大。有待進一步發展壯大。美國將核技術應用列為優先支持的 22 項重大技術發展方向之一,其核技術應用產值已達 6000 億美元,約占 GDP 的3%。我國核技術應用產值從 2015 年的 3000 億元(約占 GDP 的 0.4%),到 2022年底已接近 7000 億元(約占 GDP 的 0.57%),年均增長 15%以上。其中,工業應用產值占比超過 50%,醫用核技術產值占比約 20%。但總體而言
107、,與發達國家相比,我國非動力核技術應用產值占比低,產業仍存在較大潛力和發展空間。2.1 受益受益綠色化工產業綠色化工產業發展,發展,高附加值高附加值輻射輻射化化工工彰顯旺盛生命力彰顯旺盛生命力 輻射化工是利用電離輻射作用于物質產生的化學變化(化合、分解、交聯、聚合、接枝、固化、降解等)來實現材料改性的一種新的加工方法。輻射化工產品附加值高,應用面廣,涉及通信、電子、電力、交通、石油化工、航空航天等諸多國民經濟重要領域,近十幾年來,隨著世界范圍產業結構的升級和環保意識的增強,輻射化工作為一種高效、節能、無污染、易控制的綠色化工產業受到世界的普遍重視,顯示出旺盛的生命力。輻射化工包括輻射交聯、輻射
108、固化、輻射硫化、輻射降解及輻射接枝改性。輻射交聯輻射交聯是利用電子束輻射在高分子聚合物長鏈之間形成化學鍵,從而使聚合物的物理性能、化學性能獲得改善并有可能引入新性能的技術手段。利用輻射交聯技術生產的一大類產品是具有特殊“記憶效應”的熱收縮材料,另一大類產品是輻射交聯的電線電纜。輻射固化輻射固化是一種借助照射方法實現化學配方由液態轉化為固態的加工過程。具有固化速度快、表面均一、能耗低、不使用化學溶劑等優點,是一種環保的固化方法,幾乎涵蓋所有的印刷工藝。輻射硫化輻射硫化是高能電子束在橡膠基體中激活橡膠分子,產生橡膠大分子自由基,使橡膠大分子交聯,形成三維網狀結構。它避免了傳統的化學熱硫化由于使用的
109、交聯劑在基材內部分布不均而造成交聯不均勻,以及溫度梯度的影響造成的材料性能下降的缺點,非常適合用于載重汽車輪胎、密封圈以及長期使用于戶外的橡膠產品。輻射降解輻射降解是指在輻射作用下,高分子聚合物發生主鏈斷裂的情況。輻射降解技術主要應用于廢舊塑料的處理及橡膠制品的再生利用。輻射接枝改性輻射接枝改性是研制各種性能優異的新材料,或對原有材料進行輻射改性的有效手段之一。由于輻射接枝不需要向體系添加引發劑,可得到非常純的接枝聚合物,是合成醫用高分子材料的有效方法。表表 17:輻射化工產品:輻射化工產品 反應類型反應類型 應用領域應用領域 主要產品主要產品 輻射交聯 熱收縮制品 通訊電纜附件 電線、電纜被
110、覆 電力電纜附件 材料交聯 電力絕緣熱收縮管 聚乙烯發泡材料 電力母排 工程塑料改性 石油保護管等 PTC 材料及溫控電熱帶 通訊、電力深井交聯聚乙烯電纜等 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 31/39 輻射聚合 高分子環保材料 輻射聚合絮凝劑 聚合復合材料 木塑復合材料制品 聚合涂料 增稠劑 紡織印染助劑 粘合劑 醫用硅橡膠 醫用硅橡管 輻射接枝 高吸水性衛生材料 高吸水樹脂 特種功能膜 輻射接枝電池隔膜 輻射降解 廢棄物再利用 聚四氟乙烯超經粉 天然纖維素的再利用 屋頂防水卷材料、制取工業酒精 輻射固化 涂層固化 摩托車外層涂料 復合材料 木地板涂料、塑面金屬板材等 資料來源:輻射加工在國
111、民經濟中的應用及發展前景劉樹德,國元證券研究所 輻射化工用的設備主要有 2 類,分別為鈷源輻照裝置和高能電子輻照加速器。鈷源輻照裝置鈷源輻照裝置:其利用放射性同位素鈷 60 源放射出的 射線進行輻照加工。它主要是由基本建設和各種工藝系統組成?;窘ㄔO主要有輻照室、預輻照大廳、控制室等組成。工藝系統主要是源的升降系統,物品的輸運系統、控制系統、水處理系統和安全聯鎖系統等組成。高能電子輻照加速器高能電子輻照加速器:利用高電壓將電子槍產生的電子進行加速,賦予電子以一定高的能量如 0.5Mev3Mev,使電子具有一定的強度,如 20mA。然后將這一電子束直接打在被加工的物品上進行輻照加工,也可以將電子
112、束轉變成 X 射線進行加工。其主要設備是電子加速器,束下裝置和控制系統。圖圖 40:鈷源輻照裝置示意圖:鈷源輻照裝置示意圖 圖圖 41:射線輻照引起的高分子接枝、交聯和降解過程:射線輻照引起的高分子接枝、交聯和降解過程 資料來源:鈷-60 源與輻射技術林廷睿等,國元證券研究所 資料來源:鈷-60 源與輻射技術林廷睿等,國元證券研究所 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 32/39 圖圖 42:電子加速器布局:電子加速器布局 圖圖 43:電子束的產生和特性電子束的產生和特性 資料來源:國家原子能機構核技術研發中心官網,國元證券研究所 資料來源:電子束輻照處理廢水研究及進展沈云鵬等,國元證券研究所
113、2.2 電子輻照技術電子輻照技術在環保領域的應用發展迅速在環保領域的應用發展迅速 核技術在環保領域可以有效處理“三廢”(廢氣、廢水、廢物),如煙道氣脫硫脫硝、去除揮發性有機物、各類型廢水處理、處理污泥以減少致病微生物有機體、固體廢棄物處理等。與傳統方法比,具有效率高、可變廢為寶、操作簡便等優點。我國在輻射處理廢氣、廢水、廢物等方面,雖然起步較晚但發展迅速。我國在輻射處理廢氣、廢水、廢物等方面,雖然起步較晚但發展迅速。世界上第一座電子束處理煙氣的工業化應用裝置在中國成都建成。中廣核達勝在廣東建成國內第一個工業規模的電子加速器輻照處理印染廢水工程項目已于 2020 年 6 月份正式投入運營,采用
114、7 臺電子加速器聯機運行,設計處理能力達到 30000m3/d。2020 年 7月中廣核達勝加速器技術有限公司聯合新疆川寧生物科技有限公司,在新疆伊犁建設完成了我國第一個電子束無害化處理抗生素菌渣示范工程,設計處理抗生素菌渣100t/d,為電離輻照在固體廢棄物領域的應用開辟了新方向。圖圖 44:核環保用電子加速器核環保用電子加速器 資料來源:國家原子能機構,國元證券研究所 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 33/39 電子輻照技術用于廢水處理及消毒:電子輻照技術用于廢水處理及消毒:電子束輻照技術,既可以用作預處理,破壞有機污染物的結構,提高其生物降解性,以利于后續的生物處理;也可以作為深度處理
115、,進一步氧化分解二級處理出水中殘留的有機污染物,以滿足排放標準或回用要求;同時,電子束輻照技術通過與傳統的廢水處理工藝相結合,可以形成技術可行、經濟合理的廢水處理新方法。圖圖 45:電子束輻照技術染料污水處理工藝電子束輻照技術染料污水處理工藝 資料來源:國家原子能機構,國元證券研究所 電子束輻照處理廢水具有六大優點:高效:電子束輻照與污染物的作用時間短、效率高;低碳:無需使用化學藥劑,或僅使用少量化學藥劑;安全:不使用放射性核素,不產生放射性,關閉電源后就沒有輻射,具有良好的安全性;可靠:電子加速器性能穩定、使用壽命長;活性物種多樣:輻照反應體系中同時存在氧化性物種與還原性物種;應用方式靈活:
116、電子束輻照可與其他物理、化學方法聯合使用,具有“協同效應”。與傳統的高級氧化過程(Advanced Oxidation Processes,AOPs)相比,電子束輻照技術不僅涉及到OH 的氧化作用,還涉及到H 和水合電子的還原作用,以及射線的直接作用,電子束輻照處理廢水技術處理能力更強大。電子束輻照技術對印染廢水、造紙廢水、含氰(腈)廢水、重金屬廢水的處理都有較好的效果。表表 18:各類廢水特點及處理效果:各類廢水特點及處理效果 水種類水種類 特點特點 處理效果處理效果 印染廢水 排放量大、色度高、成分復雜,除染料外,還含漿料、各種助劑等。降解染料分子,具有較好的脫色和降解效果,而且具有很好的
117、脫色效果,且不存在“返色”現象。造紙廢水 含有多種污染物,COD 和色度較高,屬于難降解工業廢水。作為預處理手段,可提高造紙廢水的可生化性,去除可吸附有機鹵素,顯著降低廢水的毒性。含氰(腈)廢水 氰化物毒性極強,廢水中的氰化物可分為有機氰化物和無機氰化物。電子束輻照降解氰化物,主要降解產物為氰酸鹽(CNO-)和氨氮(NH4+-N)。重金屬廢水 廢水中的重金屬一般不能分解破壞,只能轉移其存在位置和轉變其物化形態。通常有兩種途徑:直接利用電子束輻照,將廢水中溶解態重金屬離子還原為不溶的重金屬單質或化合物,進而沉淀去除;利用輻射技術制備或改性吸附材料,提高對重金屬離子的吸附選擇性,進而吸附去除。資料
118、來源:電子束輻照處理廢水研究及進展沈云鵬等,國元證券研究所 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 34/39 廢水消毒方面,電子束輻照直接作用,以及電子束輻照作用于水后產生的活性粒子,能夠改變或破壞微生物的 DNA、RNA 及細胞組織,因此,輻照技術可用于生物誘變育種,也可用于病毒/病原菌的滅活。電子束輻照消毒不用添加額外的化學藥劑,消毒效果好,是一種非常有前景的水消毒技術。利用電子束輻照對城市污水處理廠生物處理出水進行消毒,吸收劑量一般為1.52.0kGy 時,可徹底滅活總大腸桿菌和糞大腸桿菌,同時還可以去除污水中殘留的有毒有機污染物。圖圖 46:電子束輻照在廢水處理廠中可能的應用方式電子束輻照
119、在廢水處理廠中可能的應用方式 圖圖 47:電子束輻照消毒的原理:電子束輻照消毒的原理 資料來源:電子束輻照處理廢水研究及進展沈云鵬等,國元證券研究所 資料來源:電子束輻照處理廢水研究及進展沈云鵬等,國元證券研究所 電子輻照技術用于電子輻照技術用于煙氣脫硫脫硝煙氣脫硫脫硝:電子束輻射法脫硫是一種脫硫新工藝,經過 20 多年的研究開發,已從小試、中試和工業示范逐步走向工業化。其主要特點是:過程為干法,不產生廢水廢渣;能同時脫硫脫硝,可達到 90%以上的脫硫率和 80%以上的脫硝率;系統簡單,操作方便,過程易于控制;對于不同含硫量的煙氣和煙氣量的變化有較好的適應性和負荷跟蹤性;副產品為硫酸銨和硝酸銨
120、混合物,可用作化肥。圖圖 48:電子束輻照法煙氣脫硫電子束輻照法煙氣脫硫脫硝脫硝工藝流程圖工藝流程圖 圖圖 49:電子束煙氣脫硫脫硝反應器:電子束煙氣脫硫脫硝反應器 資料來源:電子束輻照氨法煙氣脫硫脫氮技術的研究宋艷杰,國元證券研究所 資料來源:國家原子能機構,國元證券研究所 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 35/39 表表 19:電子束輻照法煙氣脫硫脫硝電子束輻照法煙氣脫硫脫硝優缺點優缺點 優缺點優缺點 優點 能夠實現在一套煙氣處理裝置內同時進行脫硫脫氮過程,并且反應迅速,脫除效率較高,適合處理高濃度的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOX),對煙氣條件的變化和鍋爐負荷變動的適應性比較強。所
121、產生的副產品是硫銨和硝銨,可以直接作為化肥使用,因此不產生廢棄物。屬于干法處理工藝,所以沒有廢水產生,不需要排水處理裝置,不存在腐蝕問題。該法的工藝過程不需使用催化劑,不存在催化劑中毒的使用壽命和更新等問題,可以節約運行經費。工藝過程簡單,主要設備為冷卻塔、反應器、加速器及靜電除塵器。電子束輻照氨法煙氣脫硫脫氮技術設備的結構對煙氣條件的變動適應性強,控制容易。缺點 耗電較大,故運行費中的電費占的比例較高。對于大型火電機組,煙氣凈化裝置運行的電力消耗大致為機組發電功率的 2.0左右。運行時需采用防護措施,以防止輻射對人體造成的損害。處理后煙氣中還存在排放微量氨(NH3)、硫酸(H2SO4)和一氧
122、化二氮(N2O)的可能性,有待進一步確證。生成的硫銨和硝銨混合物中,除含有未反應的硫酸或酸性硫酸銨,還含有副產物氨基磺酸系化合物。酸性肥料吸濕性大、輸送裝卸困難,氨基磺酸系化合物影響植物的發芽和生長,應予除掉。資料來源:電子束輻照氨法煙氣脫硫脫氮技術的研究宋艷杰,國元證券研究所 電子輻照技術用于電子輻照技術用于污泥處理污泥處理:目前常用的泥污方法主要有焚燒法、垃圾掩埋法和海洋處置法,此類方法均存在價格昂貴、耗能高、受自然條件限制并造成二次污染等問題。輻射處理技術作為一種新型污泥預處理方法,可有效提高污泥脫水性,改善污泥生化性,可與生物堆肥或污泥厭氧消化聯合處理污泥污染問題。污泥由電子束裝置進入
123、輻照區,經 2kGy 左右的吸收劑量輻照后,加入一定量的添加劑混合均勻,在 4050 攝氏度下發酵 23 天,即可作為無害化生物固體無限制使用。與 射線相比,雖然電子束的穿透能力相對較弱,但劑量率高且方向集中,能量利用率高,生產能力更強。此外,從輻射安全與防護角度來看,電子束穿透能力較弱,易屏蔽,只要電子束能量低于 10MeV,污泥經輻照后也不會產生感生發射性。非動力核技術建議關注上市公司:中廣核技,沃爾核材,中金輻照。3.投資建議投資建議 能源是推進碳達峰、碳中和的主戰場,核電具有環保性、經濟性、高效性三大優點,是唯一可大規模替代化石燃料的清潔能源。目前,第四代核電、模塊化小堆、聚變堆處于多
124、技術并行發展態勢。我們認為,核技術與核電是解決國家能源需求、助推“雙碳”目標實現、保障國家能源安全的關鍵科技變量,隨著中國核電裝備制造國產化和自主化能力的增強,核電裝機規模以及核能發電量將不斷提升,產業鏈相關公司有望充分受益,迎來快速發展期。表表 20:核技術與核電產業鏈公司:核技術與核電產業鏈公司 產業鏈產業鏈 細分領域細分領域 相關上市公司相關上市公司 上游 核燃料及循環 寶鈦股份,西部材料,東方鋯業 乏燃料后處理 安泰科技,中核科技 請務必閱讀正文之后的免責條款部分 36/39 超導材料 西部超導 不銹鋼管 久立特材 控制棒 西部材料 閥門 中核科技,國光電氣 中游 壓力容器 蘭石重裝
125、專用泵 國光電氣 主管道 融發核電 核聚變配套設備 安泰科技 核廢料處理裝備 航天晨光 下游 核電建設 中國建筑,中國核建 核電運營 中國核電,中國廣核 非動力核技術應用 中廣核技,沃爾核材 資料來源:Wind,國元證券研究所 重點布局技術壟斷性強、行業壟斷性好的龍頭公司,我們建議關注上游上游材料及閥門材料及閥門上上市公司:市公司:久立特材、中核科技、國光電氣、安泰科技;中游中游核設備核設備、部件、部件上市公司:上市公司:蘭石重裝、安泰科技;下游核電運營下游核電運營上市上市公司:公司:中國核電、中國廣核。中核科技:中核科技:公司主要業務為工業用閥門的研發、生產、銷售及服務。主要產品種類包括閘閥
126、、截止閥、止回閥、球閥、蝶閥、調節閥、隔膜閥等。目前公司能制造碳鋼、不銹鋼、超低碳不銹鋼、合金鋼、蒙乃爾、鈦等特殊合金材料的閥門,能夠承接各類大工程閥門的訂單。作為閥門行業的龍頭企業,公司擁有十五家集商貿、機械制造、生物技術、核輻射利用等子公司的大型企業。2022 年公司實現營業收入 15.00 億元,同比下降 3.69%,毛利率 20.35%,實現歸母凈利潤 1.72 億元,同比增長 43.13%。2023 年前三季度實現營收 11.17 億元,同比增長 36.39%,歸母凈利潤 1.30 億元,同比增長 208.78%。國光電氣國光電氣:公司主營業務是真空及微波應用產品研發、生產和銷售。公
127、司的主要產品是微波器件、核工業設備及部件和其他民用產品。公司系國家高新技術企業、四川省企業技術中心、四川省博士后創新實踐基地和國家定點軍用微波電真空器件“兩廠兩所”之一,擁有一系列自主研發、生產真空產品及微波電子器件的核心技術。2022 年公司實現營業收入 9.11 億元,同比增長 54.38%,毛利率 35.03%,實現歸母凈利潤 1.66 億元,同比增長 0.66%。2023 年前三季度實現營收 5.78 億元,同比下降 18.64%,歸母凈利潤 0.54 億元,同比下降 57.81%。安泰科技:安泰科技:公司是中國鋼研旗下新材料領域的核心產業平臺和科技創新主體,主營業務包括高端粉末冶金材
128、料及制品產業、先進功能材料及器件產業、高速工具鋼產業和環保工程及裝備材料產業。公司產品主要包括:難熔鎢鉬精深加工制品、特種霧化制粉、超硬工具材料、稀土永磁材料及其制品、非晶及納米晶材料等。請務必閱讀正文之后的免責條款部分 37/39 2022 年公司實現營業收入 74.06 億元,同比增長 17.05%,毛利率 16.35%,實現歸母凈利潤 2.11 億元,同比增長 21.97%。2023 年前三季度實現營收 60.45 億元,同比增長 5.71%,歸母凈利潤 1.95 億元,同比增長 14.44%。蘭石重裝:蘭石重裝:公司主要業務為傳統能源化工裝備、新能源裝備、工業智能裝備以及節能環保裝備的
129、研發、設計、制造、檢測、檢維修服務及工程總承包。公司主要產品為重型壓力容器、核電設備、鍛壓設備、環保設備、板式換熱器、技術服務、工程總包,公司是國內壓力容器制造龍頭企業之一。2022 年公司實現營業收入 49.80 億元,同比增長 23.37%,毛利率 14.00%,實現歸母凈利潤 1.76 億元,同比增長 43.35%。2023 年前三季度實現營收 31.10 億元,同比增長 1.44%,歸母凈利潤 1.37 億元,同比下降 5.50%。中國核電:中國核電:公司主要從事發電、輸電、供電業務;通用設備修理;智能輸配電及控制設備銷售;輸配電及控制設備制造;技術服務、技術開發、技術咨詢、技術交流、
130、技術轉讓、技術推廣;清潔能源項目投資、開發;輸配電項目投資、投資管理。目前,公司在運及在建電源項目均為核電、風電、光伏等清潔低碳能源,在“2030 年碳達峰,2060 年碳中和”的背景下,將發揮更大作用,具有更大發展空間。2022 年公司實現營業收入 712.86 億元,同比增長 13.70%,毛利率 45.63%,實現歸母凈利潤 90.10 億元,同比增長 9.66%。2023 年前三季度實現營收 560.89 億元,同比增長 6.43%,歸母凈利潤 93.27 億元,同比增長 16.10%。中國廣核:中國廣核:公司的主營業務為建設、運營及管理核電站,銷售該等核電站所發電力,組織開發核電站的
131、設計及科研工作。公司的主要產品是電力。公司經營范圍為以核能為主的電力生產、熱力生產和供應,相關專業技術服務,核廢物處置,組織實施核電站工程項目的建設及管理;組織核電站運行、維修及相關業務;組織開發核電站的設計及科研工作;從事相關投資及進出口業務。2022 年公司實現營業收入 828.22 億元,同比增長 2.66%,毛利率 33.25%,實現歸母凈利潤 99.65 億元,同比增長 2.06%。2023 年前三季度實現營收 598.42 億元,同比增長 2.44%,歸母凈利潤 97.00 億元,同比增長 10.36%。表表 21:重點公司盈利預測:重點公司盈利預測 公司代碼公司代碼 公司名稱公司
132、名稱 昨收盤(元)昨收盤(元)總市值(總市值(百萬百萬元)元)EPS PE 2022A 2023E 2024E 2022A 2023E 2024E 688776 國光電氣 81.45 8827.83 1.53 1.21 2.06 53.16 67.44 39.49 603169 蘭石重裝 5.48 7158.48 0.13 0.18 0.24 40.69 30.38 22.72 000969 安泰科技 8.21 8626.97 0.20 0.24 0.30 40.87 33.79 27.66 601985 中國核電 8.97 169383.07 0.48 0.55 0.60 18.80 16.
133、31 14.88 003816 中國廣核 4.05 204519.38 0.20 0.22 0.24 20.52 18.04 16.89 資料來源:Wind,國元證券研究所(注:收盤價截至 2024.3.6)請務必閱讀正文之后的免責條款部分 38/39 4.風險提示風險提示 宏觀經濟宏觀經濟風險:風險:近年來,受國內宏觀經濟增速放緩和經濟進入“新常態”的影響,全社會用電量增速放緩,直接影響到發電企業的生產經營和盈利能力,部分核電機組也受到一定程度影響。根據國內現行政策法規,核電作為清潔能源,相較于火電具有優先上網權,但是,若未來我國全社會用電需求增速低于裝機容量增速,行業整體利用小時壓力有可能傳導到產業鏈公司,從而對公司盈利能力產生不利影響。行業政策調整風險行業政策調整風險:國務院、國家發改委等相關政府部門根據國內不同時期的行業現狀及發展目標調整核電及核技術應用發展的政策,如果相關政府部門降低核電及核技術支持程度、或調整核監管的具體政策及規定,行業公司的發展戰略、發展速度、業務狀況、財務狀況和經營業績可能會受到不利影響。核安全風險核安全風險:與其他行業不同,核反應堆內包含大量的放射性物質,有可能在一定的情況下對人員、環境及社會造成放射性危害。在世界范圍內的核安全事故,尤其是導致嚴重放射性污染或輻射的事故,也可能造成國內及其他國家或地區的政策調整,從而影響行業發展。