《國防軍工行業核能領域深度研究報告:混合堆有望快速建成核電發展大勢所趨-240328(37頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《國防軍工行業核能領域深度研究報告:混合堆有望快速建成核電發展大勢所趨-240328(37頁).pdf(37頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、分析師分析師核 能 領 域 深 度核 能 領 域 深 度 研 究 報 告研 究 報 告:混 合 堆 有 望 快 速 建 成,核 電 發 展 大 勢 所 趨證券研究報告|國防軍工|2024年3月28日李魯靖李魯靖登記編號:S1220523090002劉明洋劉明洋登記編號:S1220524010002趙璐趙璐登記編號:S1220524010001摘要 核聚變是兩個輕原子核結合成一個較重的原子核并釋放出巨大能量的過程,反應需要同時滿足三個條件:足夠高的溫度(足夠高的溫度(T T)、)、一定的密度(一定的密度(n n)和一定的能量約束時間()和一定的能量約束時間(EE),),三者的乘積稱為聚變三乘積。
2、各國推出相關政策大力支持聚變能源的發展。各國推出相關政策大力支持聚變能源的發展。2023年12月,美國與來自四大洲的22個國家發布了三倍核能宣言三倍核能宣言,提出到2050年將核能裝機容量增加兩倍,同時,美國在COP28宣布聚變能源國際參與計劃;聚變能源國際參與計劃;12月29日,中國可控核聚變創新聯合體正式宣布中國可控核聚變創新聯合體正式宣布成立,成立,明確可控核聚變領域為未來能源的唯一方向。聚變裂變混合堆將聚變作為裂變反應堆的中子源,綜合了快堆和聚變堆的優勢:經濟簡便,安全度高,燃料可持續性好,有望提經濟簡便,安全度高,燃料可持續性好,有望提前實現聚變能商業化應用。前實現聚變能商業化應用。
3、技術難題:1)1)結構材料難題:結構材料難題:符合條件的反應室壁材料目前仍未找到。2)2)控制難題:控制難題:混合的裂變包層是在沒有鏈式反應的狀態下運行,一旦出現鏈式反應的條件,就會發生嚴重事故。國際聚變裂變混合堆項目:1)俄羅斯俄羅斯DEMO聚變中子源(聚變中子源(FNS)的聚變)的聚變-裂變混合設施裂變混合設施;2)俄羅斯托木斯克理工大學創建了一種獨特的混合反應堆熱核組件;3)韓國韓國“聚變嬗變反應堆聚變嬗變反應堆”(FTR);4)意大利意大利IGNITOR 項目項目 國內Z箍縮驅動聚變裂變混合能源堆(Z-FFR)兼顧現有技術基礎、先進性、工程可行性和經濟性;電磁驅動聚變大科學裝置基礎電磁
4、驅動聚變大科學裝置基礎設施設施由中國工程物理研究院承擔研制,主要用于驗證Z箍縮局部點火聚變可行性;江西聯創光電超導應用有限公司和中核聚變江西聯創光電超導應用有限公司和中核聚變(成都)設計研究院(成都)設計研究院聯合建設聚變-裂變混合實驗堆項目,技術目標Q值大于30,實現連續發電功率100MW,項目落戶江西。核電具有高能效、污染小、環境友好、單機容量大、發電量穩定高能效、污染小、環境友好、單機容量大、發電量穩定等優勢;目前我國運行核電機組共55臺臺(+3.8%)(不含臺灣地區),總裝機容量5703.334萬千瓦萬千瓦(+2.51%),核電機組數量和總裝機容量位居全球第三位;到2035年,我國核電
5、在運和在建裝機容量將達2億千瓦左右;三代核電三代核電投資邏輯主要為批復機組數量的增加對應業績的逐漸兌現+國產替代+較穩定的高毛利。建議關注建議關注:聚變聚變能裝置核心零能裝置核心零部件:國光電氣部件:國光電氣;核工業基礎件:航天晨光核工業基礎件:航天晨光;可可控核聚變超導線材:西部超導控核聚變超導線材:西部超導;高溫高溫超導感應加熱裝置:聯創光電超導感應加熱裝置:聯創光電;高溫高溫超導帶材:永鼎股份超導帶材:永鼎股份;聚變聚變堆真空室:合鍛堆真空室:合鍛智能智能核電核電運營龍頭:中國運營龍頭:中國核電;核電站核電;核電站配套:中核科技配套:中核科技、佳電股份佳電股份、江蘇神通江蘇神通、海陸重工
6、海陸重工風險提示風險提示:可控核聚變技術發展不及預期;可控核聚變技術發展不及預期;ITERITER項目推進不及預期;國內可控核聚變項目推進不及預期項目推進不及預期;國內可控核聚變項目推進不及預期2GUkZMBcZkWcXIUhVbWnUaQbP9PnPqQoMnRlOqQmPjMsQvM8OrQrQuOqNtMMYsRrP目錄3第一部分第一部分 可控核聚變可控核聚變:能源革命的世紀出路:能源革命的世紀出路第二部分第二部分 聚變裂變混合堆聚變裂變混合堆:有望提前實現聚變能產業化的一大途徑有望提前實現聚變能產業化的一大途徑第三部分第三部分 核電核電概況概況第四部分第四部分 相關相關上市上市公司公司
7、第五第五部分部分 風險提示風險提示目錄4第一部分第一部分 可控核聚變可控核聚變:能源革命的世紀出路:能源革命的世紀出路1.1 聚變能是未來能源換代的根本出路1.2 可控核聚變基本原理-原子核聚合釋放出巨大能量的過程1.3 可控核聚變技術難點-溫度、密度、能量約束時間(聚變三乘積)1.4 國際相關政策梳理-核能發展得到多方支持1.1 1.1 聚變能是未來能源換代的根本出路聚變能是未來能源換代的根本出路5資料來源:廣州化工,中國核電網,上海節能,中核集團,美國駐華大使館,方正證券研究所 人類廣泛開發利用的能源,包括煤、石油、天然氣等化石能源,不僅不可再生,在使用過程中還產生大量污染。太陽能、地熱、
8、風能、潮汐能等形式的清潔能源,只能在局部地區開發利用。頁巖氣、可燃冰等新能源也有消耗殆盡的一天??煽乜煽睾司圩兒司圩兡茉纯偭繜o窮無盡、不受制約,又不會對環境造成污染能源總量無窮無盡、不受制約,又不會對環境造成污染,是改善未來能源結構,推動在半世紀實現能源順利換代是改善未來能源結構,推動在半世紀實現能源順利換代的根本出路。的根本出路。各國都將聚變能作為未來理想的清潔能源。各國都將聚變能作為未來理想的清潔能源。2023年12月,美國氣候特使在第28屆聯合國氣候變化大會(COP28)宣布了美國聚變能源國際參與計劃,并為核聚變能源的發展布局。12月29日,由中核集團牽頭,聯合24家央企、科研院所、高校
9、等組成的可控核聚變創新聯合體宣布成立,中國聚變能源有限公司揭牌,明確可控核聚變領域為未來能源的唯一方向。無限能源:可控核聚變前景良好但需投入大量研發 1)安全可靠。國際原子能機構表示,可控核聚變在運行中不會出現類似裂變型的事故或核熔毀的“失控”鏈式反應。2)環境友好。氘氚核聚變反應的產物是惰性氦,不產生高放射性、長壽命的核廢物,也不會產生有毒有害氣體或者溫室氣體。3)經濟性明顯。據測算,相比滿足每年全球一次能源消耗需要98萬噸天然鈾、1451個三峽電站、200億tce,聚變僅需消耗一個標準泳池的重水,考慮到重水價格每克不足千元,聚變電站每年的重水消耗量僅為克級水平,遠少于裂變電站。4)能量密度
10、高。1噸氘氚聚變反應釋放的能量,相當5.7噸裂變燃料或700萬噸原油燃燒釋放的能量。地球上蘊藏的核聚變能約為全部可進行核裂變元素釋出能量的1000萬倍。圖:中核科創基金合作簽約儀式圖:美國氣候特使在COP28會上發言1.2 1.2 可控核聚變基本原理可控核聚變基本原理-原子核聚合釋放出巨大能量的過程原子核聚合釋放出巨大能量的過程6資料來源:中國科學院等離子體物理研究所,光明日報,方正證券研究所 核聚變是兩個輕原子核結合成一個較重的原子核并釋放出巨大能量的過程。核聚變是兩個輕原子核結合成一個較重的原子核并釋放出巨大能量的過程。最早發展的理論基礎來源于愛因斯坦。1905年,愛因斯坦推導出了物理學史
11、上最著名的方程E=mc。如果能夠把物質的質量轉化為能量,將可以獲得巨大的能量收益。1克靜止物質對應的能量相當于2.1萬噸TNT炸藥爆炸釋放的能量。在一定條件下,一個氘核(由一個質子一個中子組成)和一個氚核(由一個質子和二個中子組成)會發生聚變核反應,生成一個氦核(二個質子和二個中子組成),并放出一個中子。精密的測量表明,氦核加上一個中子的質量之和小于一個氘核與氚核反應前的質量之和,發生了明顯的質量虧損。愛因斯坦質能公式Emc 表明,反應過程中出現的質量虧損轉化為巨大反應過程中出現的質量虧損轉化為巨大的能量釋放出來。的能量釋放出來。主要的聚變反應主要有四種,分別是氘氚,氘氘,氘氦以及氫硼反應。主
12、要的聚變反應主要有四種,分別是氘氚,氘氘,氘氦以及氫硼反應。在聚變反應中,氫的兩種同位素,氘和氚的原子核,在極端的溫度和壓力下被迫聚在一起,聚變形成氦核。在這個過程中,一部分氫的質量以能量的形式釋放出來。圖:氘氚核聚變圖:常見的聚變反應D:氘 T:氚 He:氦1.3 1.3 可控核聚變技術難點可控核聚變技術難點-溫度、密度、能量約束時間(聚變三乘積)溫度、密度、能量約束時間(聚變三乘積)7資料來源:超導磁體技術與磁約束核聚變王騰,方正證券研究所 實現核聚變反應實現核聚變反應,需要同時滿足三個條件:足夠高的溫需要同時滿足三個條件:足夠高的溫度度(T)、一定的密度一定的密度(n)和一定的能量約束時
13、間和一定的能量約束時間(E),三者三者的乘積稱為聚變三乘積的乘積稱為聚變三乘積。根據勞遜判據,只有聚變三乘積大于一定值(1020s keV/m3)才能產生有效的聚變功率輸出。首先是高溫首先是高溫,實現核聚變反應需要將氘氚原子核壓縮到很小尺度的核力范圍內,但由于原子核帶正電,必須在極高溫下才能獲得足夠的能量以克服彼此間的庫侖勢壘,原子核靠得更近時通過量子隧穿效應產生核聚變反應的幾率更大。要在地球實現高效核聚變反應,溫度大約需要維持在 1 億攝氏度才能保證較高反應幾率。其次是密度其次是密度,用以衡量等離子體約束區單位體積內粒子的個數。保持足夠的密度意味著單位體積內擁有更多的氘氚原子核,能夠有效提高
14、原子核間的碰撞效率,以獲得足夠的核聚變反應率。最后是能量約束時間最后是能量約束時間,高溫等離子體的能量以輻射和熱傳導的形式逸出,為唯象描述熱傳導損失功率,將等離子體總能量熱傳導損失所需時間定義為能量約束時間,是聚變裝置重要指標。高能量約束時間意味著裝置具有良好的隔熱性能,能量流失得緩慢,以進一步提高核聚變反應率。1.4 1.4 國際相關政策梳理國際相關政策梳理-核能發展得到多方支持核能發展得到多方支持8資料來源:FIA官網,新浪財經,FIA報告,中國國際科技交流中心,美國駐華大使館,白宮官網,方正證券研究所時間時間事件事件2022年2月14日美國能源部宣布為包括核聚變在內的新型清潔能源技術項目
15、提供1.75億美元,受資助者中有四個聚變能源項目,包括:300萬美元用于麻省理工學院的液體浸沒毯:穩健會計(LIBRA)實驗,以測試氚育種、$1.5M給普林斯頓等離子體物理實驗室,以測試實現經濟pB11聚變途徑的方法、$3.1M給洛斯阿拉莫斯國家實驗室,用于聚變等離子體組件中鎢合金的材料研究、向PolymathResearch提供200萬美元,用于用于慣性聚變能量的長波長激光器。2023年3月9日白宮發布了定于10月開始的2024財年的預算請求。在預算范圍內,能源部聚變能源科學辦公室的聚變能源研究資金超過10億美元。2023年9月25日美國能源部長格蘭霍姆表示,作為美國向清潔能源過渡的一部分,
16、拜登政府希望在10年內建立一座商業核聚變設施。目前,拜登政府的目標是到2035年實現電力行業無碳污染,到2050年實現經濟凈零排放。2023年10月13日日本文部科學?。∕EXT)宣布,繼日本今年早些時候啟動了一項旨在加速核聚變的國家戰略之后,向核聚變公司提供第一輪聯邦資助。四分之二的獎項頒給了聚變開發商,FIA成員KyotoFusioneering和HelicalFusion,兩個獎項頒給了供應商公司LiSTieCorporation和MiRESSOCorporation。這筆資金標志著日本推動核聚變加速的最新一步。2023年10月31日一封由72名國會議員簽名的兩黨聯名信被送交眾議院撥款委
17、員會,信中要求增加對聚變能商業化的資金投入。這是代表Beyer,Obernolte,Trahan和Lofgren領導的這封信。2023年11月10日75家美國公司和大學致函參議院和眾議院撥款委員會,敦促增加聚變能源資金。社區要求核聚變的資金達到總統預算請求所要求的水平,達到芯片和科學法案授權的全部水平。委員會應該“資助和優先考慮”聚變能源,正如兩黨的CHIPS和科學法案,美國國家科學院關于“將聚變帶入美國電網”的共識報告和聚變能源科學咨詢委員會的“長期計劃”中所述。2023年12月2日美國與來自四大洲的22個國家發布了三倍核能宣言三倍核能宣言,提出到2050年將核能裝機容量增加兩倍,并承認核能
18、在實現全球溫室氣體凈零排放和1.5目標方面發揮的關鍵作用,鼓勵國際金融機構將核能納入能源貸款政策。2023年12月5日美國在COP28宣布聚變能源國際參與計劃聚變能源國際參與計劃,這項戰略確定了五個工作領域,并以拜登總統的“商業化核聚變能源的宏偉愿景”為基礎。此外,經合組織核能署(NEA)發起了名為“加速先進小型模塊化多用途反應堆(SMRs)發展以實現凈零排放”的倡議。2023年12月7日美國、加拿大、法國、日本和英國宣布計劃為全球核能供應鏈籌集42億美元,將在未來三年內提高鈾濃縮和轉化能力,并建立一個不受俄羅斯影響的有彈性的全球鈾供應市場。目錄9第二部分第二部分 聚變裂變混合堆聚變裂變混合堆
19、:有望提前有望提前實現聚變能產業化的一大途徑實現聚變能產業化的一大途徑2.1 聚變裂變混合堆將聚變作為裂變反應堆的中子源,綜合各方優勢2.2 聚變裂變混合堆為核能系統和裝置的特性和參數提供全新的可能性2.3 國際聚變裂變混合堆項目如火如荼2.4 核工業西南物理研究院:聚變-裂變混合堆2.5 國內Z箍縮驅動聚變裂變混合能源堆(Z-FFR)等項目有望成為“千年能源”2.1 2.1 聚變裂變聚變裂變混合堆將聚變作為裂變反應堆的中子源,綜合各方優勢混合堆將聚變作為裂變反應堆的中子源,綜合各方優勢10資料來源:中國科學院等離子體物理研究所,核技術英文版,MIT,Z 箍縮驅動聚變-裂變混合堆總體概念研究進
20、展,方正證券研究所 氘、氚聚變是巨大的能源同時也是一個巨大的中子源。氘、氚聚變是巨大的能源同時也是一個巨大的中子源。聚變反應室產生的中子在聚變反應室外的U238、Th232包層中生產Pu239或U233等核燃料?;旌隙咽褂锰厥獾牡入x子槍獲得相對較冷的等離子體,通過注入氘氣保持一定的等離子量?;旌隙咽褂锰厥獾牡入x子槍獲得相對較冷的等離子體,通過注入氘氣保持一定的等離子量。向該等離子體中注入粒子能量為100keV的中性束產生高能氘和氚離子,保持氘離子和氚離子相互碰撞,形成氦核,并釋放出高能中子。這些中子以脈沖方式從真空室到達再生區,轟擊到U238及Th232靶上,產生一系列串級的引起中子和核燃料增
21、殖的核過程,釋放出比聚變中子能量稍低但數量增加幾倍的次級中子。次級中子使U238及Th232變成Pu239及U233等優質核燃料,并釋放出裂變能。裂變能量以熱的形式被導出用于發電,輸出的中子輸運到產氚包層內與 Li-6 反應產生氚,補充聚變消耗。聚變裂變混合堆綜合了快堆和聚變堆的優勢:聚變裂變混合堆綜合了快堆和聚變堆的優勢:經濟簡便:經濟簡便:相比于初始裝料投入巨大的快堆,混合堆不需要投入U235或Pu239等核燃料,可以直接用天然鈾或核工業中積存下來的貧鈾、乏燃料。安全度高:安全度高:不同于快堆和壓水堆,混合堆生產Th239或U233時不需要達到實現鏈式反應的條件。放射性元素钚可以在輕水反應
22、堆中被處理,不用在混合反應堆中循環,大大減少增殖反應帶來的危險。燃料可持續性好:燃料可持續性好:混合堆中裂變燃料生產應用中可以使用釷而不是鈾作為可轉換燃料。圖:氚氘燃料循環流程圖圖:混合反應堆不同類型包層工作方式包層工作方式設計優勢設計優勢優缺點優缺點快裂變型混合堆利用聚變產生的高能快中子,在裂變包層產生一系列串級的核過程,大量生產钚239或鈾233核燃料;可以有效生產核燃料抑制裂變型混合堆在包層中放入大量的鈹等慢化材料,使聚變產生的高能快中子很快慢化為熱中子等能量低的中子。不能有效生產核燃料,但可以簡化包層內裂變熱的導出問題2.2 2.2 聚變裂變混合堆為核能系統和裝置的特性和參數提供全新的
23、可能性聚變裂變混合堆為核能系統和裝置的特性和參數提供全新的可能性11資料來源:FusionFission Hybrid Systems:Yesterday,Today,and Tomorrow,中國科學院等離子體物理研究所,方正證券研究所 自20世紀50年代初至今,聚變裂變混合堆發展已有70多年歷史,可劃分為三個發展階段。第一階段第一階段是20世紀50年代初至2000年,混合堆“概念理論研究概念理論研究”揭示了在能源領域的潛力,并確定了需要改進的領域。第二階段第二階段是2000年至2020年,“理論成熟并投入研發理論成熟并投入研發”,已達到初步的工程和設計水平,可以確定混合堆的總體參數,并概述
24、工程設計和施工所需的研發(RD)方案。第三階段第三階段是2020年至2030年,部分國家制定可實施的混合堆發展路線圖,項目進入“具體落實具體落實”階段,發展前景可期。目前目前,聚變裂變混合堆面臨的主要技術難題有:聚變裂變混合堆面臨的主要技術難題有:結構材料難題:結構材料難題:高溫及高能中子、離子、射線和中性原子的轟擊,使聚變反應室壁的工作條件比裂變堆中的結構材料的工作條件更為苛刻。由于聚變反應室壁難以更換,為了滿足經濟運行的要求,反應室壁應當能長期工作,甚至工作到混合堆退役,符合條件的材料目前仍未找到??刂齐y題:控制難題:混合的裂變包層是在沒有鏈式反應的狀態下運行,因而一旦出現鏈式反應的條件,
25、就會形成切爾諾貝利核電站曾經發生的嚴重事故。這是由于按照混合堆設計要求以及混合堆空間的限制,它不存在裂變反應堆那種緊急停堆保護系統。圖:混合堆發展歷程1950s1950s-2000200020002000-2020202020202020-21302130“概念上的理論研究概念上的理論研究”:聚變-裂變混合堆的概念被首次提出,并確定了潛在的應用領域。TFTR托卡馬克的建立使得對混合堆的關注達到高潮?!袄碚摮墒觳⑼度胙邪l理論成熟并投入研發”:以D-T聚變功率高達500MW的國際托卡馬克ITER為標志,與聚變相關的混合系統正在接近能源系統的參數?;旌隙岩堰_到初步的工程和設計水平,并概述工程設計和施
26、工所需的研發方案?!盎旌隙秧椖烤唧w落實混合堆項目具體落實”:主要代表有 FNS-ST(俄羅斯)、FNSF(美國)。該階段包括中國、美國、俄羅斯在內的部分國家制定可實施、有預期年限的混合堆發展路線圖,項目進入具體落實,發展前景可期。圖:俄羅斯MA總質量預期增長2.3 2.3 國際聚變裂變混合堆項目如火如荼國際聚變裂變混合堆項目如火如荼12資料來源:FusionFission Hybrid Systems:Yesterday,Today,and Tomorrow,國際原子能研究所,IAEA,知網,俄羅斯衛星通訊社,方正證券研究所 俄羅斯俄羅斯DEMO聚變中子源聚變中子源(FNS)的聚變的聚變-裂變
27、混合設施裂變混合設施:該反應堆將收集聚變產生的中子,將鈾轉化為核燃料并銷毀放射性廢物。DEMO-FNS計劃于2023年建成,是俄羅斯到2050年建設聚變發電廠快速通道戰略的一部分。俄羅斯托木斯克理工大學(TPU)的專家與其他科學家共同創建并測試了一種獨特的混合反應堆熱核組件(以釷為燃料的多用途高溫氣冷低功率反應堆的概念),它結合不同類型反應堆的優勢并具有安全、經濟和體積緊湊的特點。韓國韓國“聚變嬗變反應堆聚變嬗變反應堆”(FTR):首爾國立大學 CARFRE 組建了一個包含學術界、工業界和聚變裂變研究界成員的特設小組。FTR具有共生綠色能源倍增和乏核燃料廢物管理的雙重作用。特設小組認為采用IT
28、ER設計參數的FTR將是在相對較短的時間范圍內利用快聚變中子的一種可行方法,并且可能是解決韓國一次性乏核燃料問題的可行選擇。意大利意大利IGNITOR 項目:項目:俄羅斯庫爾恰托夫研究所和意大利IGNITOR 項目的合作,項目工期為2016-2024年。熱核點火反應將通過歐姆加熱等離子體電流實現,在尺寸上有顯著優勢。與ITER項目有近似相等的熱核功率輸出,ITER 真空室體積比IGNITOR大100倍。圖:IGNITOR模型圖:俄羅斯DEMO-FNS模型2.4 2.4 核工業西南物理研究院:聚變核工業西南物理研究院:聚變-裂變混合堆裂變混合堆13資料來源:江西省電子集團,核工業西南物理研究院,
29、四川省發展和改革委員會,方正證券研究所圖:聚變-裂變混合堆模型圖:模型具體參數 在國家“863”計劃支持下,核工業西南物理研究院自“七五”期間開展了聚變一裂變混合堆研究,先后完成了試驗混合堆試驗混合堆、商用混合堆的概念設計以及試驗混合堆的聯合設計商用混合堆的概念設計以及試驗混合堆的聯合設計,并在堆芯等離子體物理、中子學、堆結構、熱水力、安全環境、經濟分析等方面取得了一大批科研成果?!熬盼寰盼濉逼陂g完成了實驗混合堆工程概要設計期間完成了實驗混合堆工程概要設計,開展了包層和偏濾器方面的設計研究,對重要部件的材料、結構、工藝制造、裝配、運行、維修等方面進行工程技術或可行性論證,建立了工程材料數據庫;
30、在用聚變中子處理長壽命放射性核廢料的新堆型設計方面,也取得了重要成果。2.5 2.5 國內國內Z箍縮驅動聚變裂變混合能源堆箍縮驅動聚變裂變混合能源堆(Z-FFR)等項目有望成為“千年能源”)等項目有望成為“千年能源”14資料來源:江西省電子集團,核工業西南物理研究院,四川省發展和改革委員會,方正證券研究所圖:Z箍縮驅動聚變裂變混合堆能源兩步走發展規劃圖:電磁驅動聚變大科學裝置園區總體布局設計圖 中國工程物理研究院從2000年便注意到了Z箍縮研究的重要意義,開始了研究。2008年秋年秋,彭先覺提出了Z箍縮驅動聚箍縮驅動聚變裂變混合堆變裂變混合堆(Z-FFR)的概念。到2016年底,團隊已對Z-F
31、FR所涉及的各個方面,進行了非常深入的理論、設計和部分分解實驗研究,完善了設計方案;預計預計2025年左右將建成年左右將建成50兆安兆安Z-箍縮驅動器實驗裝置箍縮驅動器實驗裝置,以此驗證聚變和次臨界堆關鍵技術;在此基礎上,2035年左右將有可能建成百萬千瓦級工程演示混合堆。Z-FRR兼顧現有技術基礎兼顧現有技術基礎、先進性先進性、工程可行性和經濟性等工程可行性和經濟性等,形成了具備重復工作潛力和能量轉換效率較高的快脈沖LTD驅動源、72路并聯匯流的電磁驅動聚變大科學裝置的技術方案。由國家發改委立項由國家發改委立項,建設電磁驅動聚變大科學裝置基礎設施,為Z-FFR 邁出關鍵的第一步。建設地址在成
32、都天府新區科學城,總建筑面積54200平方米,項目總投資約50億。該裝置由中國工程物理研究院承擔研制,主要用于驗證Z箍縮局部點火聚變可行性。江西省人民政府與中國核工業集團有限公司簽訂全面戰略合作框架協議江西省人民政府與中國核工業集團有限公司簽訂全面戰略合作框架協議。江西聯創光電超導應用有限公司和中核聚變(成都)設計研究院有限公司計劃各自發揮技術優勢,采用全新技術路線,聯合建設聚變-裂變混合實驗堆項目,技術目標Q值大于30,實現連續發電功率100MW,該項目擬落戶江西省,工程總投資預計超過200億元人民幣。目錄15第三部分第三部分 核電概況核電概況3.1 核電是重要清潔能源,也是基荷能源的不二選
33、擇3.2 核電機組裝機規模穩步攀升,核電建設在本世紀30年代達到新高3.3 三代核電投資邏輯:核電機組核準數量連續兩年維持高位101757500002891132362804821020040060080010001200煤電煤電氣電氣電水電水電光伏光伏風電風電核電核電直接排放量直接排放量間接排放量間接排放量3.1 3.1 核電是重要清潔能源,也是基荷能源的不二選擇核電是重要清潔能源,也是基荷能源的不二選擇16資料來源:中國核電網,國家能源局,方正證券研究所核電核電:指利用核反應堆中核裂變所釋放出的熱能進行發電的方式,具有高能效、污染小、環境友好、單機容高能效、污染小、環境友好、單機容量大、發
34、電量穩定量大、發電量穩定等優勢。相較于風電、光電等能源,核電在一次裝料后可連續穩定18個月,且占地面積相對較小,是未來基荷能源的重要組成部分。相比較傳統發電,核電有以下優勢:1)1)更清潔:更清潔:若考慮各類發電方式直接、間接兩類溫室氣體排放量,則單位kwh下各類發電量對應等效CO2排放量的順序分別為煤電氣電光伏水電風電核電。從全生命周期角度來看,核電實際更加清潔。2)2)更更穩定:穩定:“基荷電源”是指能夠提供連續、可靠電力供應的主力電源,煤電、核電、部分水電等都適合作為基荷電源。清潔能源發展方向固重要,但起到托底作用,量大、穩定的基荷能源是“壓艙石”。我們認為,核電是從傳統能源向間歇式能源
35、過度的重要發電方式,也是基荷能源的不二選擇。圖:各主要發電方式溫室氣體排放量對比(單位:克等效二氧化碳/kWh)3.2 3.2 核電核電機組裝機規模穩步攀升,核電建設在本世紀機組裝機規模穩步攀升,核電建設在本世紀30年年代達到新高代達到新高17截止2023年12月,我國運行核電機組共我國運行核電機組共55臺臺(+3.8%)(不含臺灣地區),總裝機容量5703.334萬千瓦(+2.51%),僅次于美國的93臺(9583.5萬千瓦)和法國的56臺(6173萬千瓦),核電機組數量和總裝機容量位居全球第三位。截至2023年底,我國在建核電機組26臺,總裝機容量2974.66萬千瓦,連續17年位居全球第
36、一位。根據中國核能年度發展與展望(2023),到2025年,我國在運核電裝機達到7000萬千瓦左右,在建裝機規模接近4000萬千瓦,核能發電量在總發電量的占比將達到10%;到2035年,我國核電在運和在建裝機容量將達我國核電在運和在建裝機容量將達2億千瓦左右億千瓦左右,發電量約占全國發電量的10%左右?!笆奈迨奈濉奔凹?035年中長期將是我國開啟邁向核能強國建設新征程的重要戰略機遇期年中長期將是我國開啟邁向核能強國建設新征程的重要戰略機遇期。資料來源:國家原子能機構,中國核能行業協會,方正證券研究所圖:中國大陸在運、在建機組裝機容量分布(萬千瓦)圖:2013-2023全國商運核電機組裝機規
37、模情況(萬千瓦)1613.6916.61103.4660.8671.274271.7335.96130590.5475.4345.2254.8380.1557.4118.76252.5020040060080010001200140016001800廣東廣東浙江浙江福建福建江蘇江蘇遼寧遼寧山東山東廣西廣西海南海南在運機組裝機容量在運機組裝機容量(萬千瓦萬千瓦)在建機組裝機容量在建機組裝機容量(萬千瓦萬千瓦)0%5%10%15%20%25%30%35%40%010002000300040005000600020132014201520162017201820192020202120222023全
38、國商運核電機組裝機規模全國商運核電機組裝機規模YOYYOY4 40 04 414146 66 60 03 30 00 08 80 00 00 04 44 45 51010101002468101214162005200720092011201320152017201920212023核電機組批復數量核電機組批復數量3.3 3.3 三代核電投資邏輯三代核電投資邏輯:核電機組核準數量連續兩年維持高位核電機組核準數量連續兩年維持高位18三代核電投資邏輯主要為批復機組數量的增加對應業績的逐漸兌現批復機組數量的增加對應業績的逐漸兌現+國產替代國產替代+較穩定的高毛利較穩定的高毛利。訂單逐漸兌現,2022
39、年和年和2023年均批復年均批復10臺核電機組臺核電機組,而此前三年批復數量分別在4、4、5 臺??紤]到核電交付周期和節奏,當前核電設備企業交付訂單仍然以2023年批復機組為主,2024年核電設備企業有望迎來訂單交付的大年。國產替代空間大。國產替代空間大。以閥門為例,目前我國在部分高價值的關鍵零部件領域進口自法國、加拿大企業,對設備及零部件企業而言,仍然存在國產替代空間。核電行業由于資質壁壘較高資質壁壘較高,且對安全性要求高等特點,具有良好的競爭格局,企業進入供應商梯隊后,出現競爭加劇導致毛利率下滑等情況較少,毛利率基本可以維持在較高水平。圖:2005-2023年核電機組批復數量資料來源:國家
40、原子能機構,中國核能行業協會,中國環境網,21世紀網,方正證券研究所目錄19第四部分第四部分 相關上市公司相關上市公司4.1 國光電氣-托卡馬克裝置第一壁板、偏濾器、包層系統滿足ITER要求4.2 聯創光電-高溫超導感應設備及磁體市場推廣順利4.3 航天晨光-核電膨脹節等核工業產品位列國內龍頭4.4 西部超導-可控核聚變超導線材滿足ITER要求4.5 永鼎股份-高溫超導帶材位列國內前列4.6 合鍛智能-聚變堆真空室制造工藝取得一定突破4.7 中國核電-核電機組占據核電領域半壁江山4.8 中核科技-相關領域積極拓展挖掘閥門研發新活力4.9 佳電股份-數字化轉型賦能特種電機智能制造4.10 江蘇神
41、通-江蘇省“專精特新”小巨人企業4.11 海陸重工-核安全設備推陳出新4 4 相關上市公司相關上市公司20聚變能裝置核心零部件:國光電氣聚變能裝置核心零部件:國光電氣主要產品是微波器件、核工業設備及部件和其他民用產品。其中,托卡馬克裝置第一壁板、偏濾器、包層系統滿足ITER要求。高溫超導感應加熱裝置:聯創光電高溫超導感應加熱裝置:聯創光電控股子公司聯創超導是目前全球首家兆瓦級高溫超導感應加熱裝置生產單位,超導磁體是托卡馬克裝置的關鍵組成部分。核工業基礎件:航天晨光核工業基礎件:航天晨光核工裝備產業主要包含核級工業基礎件、核廢料處理裝備和核非標成套裝備等產品,以核電膨脹節、核電軟管等為代表的核工
42、業基礎件產品位列國內龍頭??煽睾司圩兂瑢Ь€材:西部超導可控核聚變超導線材:西部超導主要從事高端鈦合金材料、超導產品和高性能高溫合金材料及應用的研發、生產和銷售,其可控核聚變超導線材滿足ITER要求。高溫超導帶材:永鼎股份高溫超導帶材:永鼎股份主營產品是第二代高溫超導帶材及其應用設備和超導電氣產品,超導帶材應用產品有高溫超導磁體、全高溫超導可控核聚變堆。聚變堆真空室:合鍛智能聚變堆真空室:合鍛智能在聚變堆真空室制造工藝研究方面取得了一定的成果。核心標的2023-2025年盈利預測表資料來源:預測值使用Wind一致預測,截至2024年3月28日,方正證券研究所股票股票股票股票總市值(億元)總市值(
43、億元)營業收入(億元)營業收入(億元)歸母凈利潤(億元)歸母凈利潤(億元)PEPE代碼代碼簡稱簡稱2023E2024E2025E2023E2024E2025E2023E2024E2025E688776.SH國光電氣65.037.4414.8721.140.902.523.57117.1525.7618.22600363.SH聯創光電127.6531.4534.9239.434.526.087.6428.2420.9816.71600501.SH航天晨光52.5839.5854.0868.360.841.612.4762.6032.6621.29688122.SH西部超導241.6841.595
44、9.3474.507.5312.5816.1745.91 19.2014.94600105.SH永鼎股份67.4246.0853.0260.431.081.291.5562.1852.2943.36603011.SH合鍛智能40.7925.5134.522.443.7916.7210.7621股票股票股票股票總市值(億元)總市值(億元)營業收入(億元)營業收入(億元)歸母凈利潤(億元)歸母凈利潤(億元)PE代碼代碼簡稱簡稱2023E2024E2025E2023E2024E2025E2023E2024E2025E601985.SH中國核電1,690.05760.46814.43883.24104
45、.30114.86126.9516.2014.7113.31000777.SZ中核科技59.4418.7923.3328.732.393.143.9724.8718.9414.99000922.SZ佳電股份69.6646.1552.8760.284.175.015.8516.7213.9011.92002438.SZ江蘇神通55.7322.1926.8932.772.863.744.8619.4614.9211.46002255.SZ海陸重工42.2027.9532.4337.733.404.214.7513.0910.228.884 4 相關上市公司相關上市公司核電機組運行:中國核電核電機組
46、運行:中國核電擁有國內最豐富的核電在建和運行機型與堆型,公司核電機組發電量約占全國運行核電機組發電量的 42.60%核工程閥門開發:中核科技核工程閥門開發:中核科技公司在核電站用關鍵閥門領域基本具備二代、三代核電機組閥門成套供貨能力。核安全特種電機:佳電股份核安全特種電機:佳電股份第一家取得民用核安全電氣設備設計及制造許可證的廠家,重點開發以核電為主的新一代高效節能產品。核電特種閥門研發:江蘇神通核電特種閥門研發:江蘇神通國內核電閥門的主要供應商,核電工程已招標核級蝶閥、核級球閥90%以上的訂單。核安全設備制造:海陸重工核安全設備制造:海陸重工深耕民用核能領域,可服務二代+堆型、三代堆型、四代
47、堆型、熱核聚變堆等多種堆型。核心標的2023-2025年盈利預測表資料來源:預測值使用Wind一致預測,截至2024年3月28日,方正證券研究所22資料來源:wind,國光電氣招股說明書,國光電氣年報,方正證券研究所 成都國光電氣股份有限公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。公司生產的偏濾器和包層系成都國光電氣股份有限公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。公司生產的偏濾器和包層系統是統是 ITER 項目的關鍵部件。項目的關鍵部件。偏濾器偏濾器:偏濾器是等離子體與器壁相互作用的主要區域,也是托卡馬克裝置的重要組成部分托卡馬克裝置的重要組成部分,公司研制的偏
48、濾器已應用公司研制的偏濾器已應用于于HL-2M等托卡馬克裝置等托卡馬克裝置,其中HL-2M整個先進偏濾器系統共有60個偏濾器模塊。其生產技術主要基于HL-2M偏濾器原型件所開發的相關連接、加工工藝以及檢測技術。ITER 屏蔽模塊熱氦檢漏設備屏蔽模塊熱氦檢漏設備:ITER 包層屏蔽模塊的高溫氦檢漏是模擬國際熱核聚變試驗堆運行狀態下的密封性檢測,主要的功能是對包層屏蔽模塊氦氣循環的檢測。我國制造的ITER包層屏蔽模塊全尺寸原型件在所承擔的220件屏蔽模塊中結構最復雜、制造難度最大。公司完成制造調試的真空高溫氦檢漏設備是全球首臺滿足全球首臺滿足ITER要求的包層部件的大型要求的包層部件的大型真空高溫
49、氦檢漏設備真空高溫氦檢漏設備。兩項重要指標氦檢測儀靈敏度及設備真空室本底漏率在空載狀態下均優于 ITER 組織要求,設備的設計、優化、制造、裝配、調試,全程實現國產化。4.1 4.1 國光電氣國光電氣-托卡馬克裝置第一壁板、偏濾器、包層系統滿足托卡馬克裝置第一壁板、偏濾器、包層系統滿足ITER要求要求圖:偏濾器示意圖圖:熱氦檢漏設備23資料來源:wind,國光電氣招股說明書,國光電氣年報,方正證券研究所4.14.1 國光電氣國光電氣-托卡馬克裝置第一壁板、偏濾器、包層系統滿足托卡馬克裝置第一壁板、偏濾器、包層系統滿足ITER要要求求 ITER 包層第一壁板(包層第一壁板(FW)是是ITER屏蔽
50、包層的重要組成部分屏蔽包層的重要組成部分,其直接面向高溫等離子體,在ITER中起到限制聚變等離子體、屏蔽高熱負荷,從而保護外圍設備和部件免受熱輻射損傷的作用。為滿足ITER裝置使用要求,ITER第一壁板由三種材料構成,分別為面對等離子體鈹瓦材料、中間熱沉CuCrZr合金材料和支撐背板316L(N)不銹鋼材料。為實現良好的熱傳導以消耗熱負荷,三種材料之間需冶金結合,連接技術成為 ITER 第一壁板制造的核心技術。目前,公司參與研制的目前,公司參與研制的FW已經完成樣件制造,進入工藝的驗證階段。已經完成樣件制造,進入工藝的驗證階段。圖:第一壁板(FW)實物圖-30-20-1001020304050
51、60012345678910合并合并合并合并合并2019 年報2020 年報2021 年報2022 年報2023 三季報營業總收入營業總收入營業總收入同比增長率營業總收入同比增長率(%)(%)-100-500501001500.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0合并合并合并合并合并2019 年報2020 年報2021 年報2022 年報2023 三季報歸母凈利潤歸母凈利潤歸母凈利潤同比增長率歸母凈利潤同比增長率(%)(%)012345678910營業收入營業收入營業收入營業收入營業收入營業收入CNYCNYCNYCNYCNYCNY2022年報2021年報2020年報2
52、019年報2018年報2017年報微波器件微波器件核工業設備及部件核工業設備及部件其他民用產品其他民用產品其他業務其他業務圖:營業總收入及增長率(億元)圖:歸母凈利潤及增長率(億元)圖:國光電氣分產品收入(億元)24聯創光電控股子公司聯創超導作為目前全球首家兆瓦級高溫超導感應加熱裝置生產單位目前全球首家兆瓦級高溫超導感應加熱裝置生產單位,高溫超導磁體方面,高溫超導磁體方面突破了大口大口徑制冷機直接冷卻高溫超導磁體的傳熱技術徑制冷機直接冷卻高溫超導磁體的傳熱技術,研制成功了YBCO制冷機直接冷卻超導磁體,已完成 20K 溫區 3T 以上超導磁體的應用,目前正在研發20 K溫區6 T以上YBCO制
53、冷機直接冷卻超導磁體。高溫超導磁體技術在核聚變領域應用市場空間廣闊。高溫超導磁體技術在核聚變領域應用市場空間廣闊。托卡馬克裝置需要超強的磁場,把產生磁場的線圈做成超導體,可以解決大電流和損耗的問題,這就是超托卡馬克。超導磁體作為托卡馬克裝置的關鍵組成部分,占據著托卡馬克裝置幾乎超導磁體作為托卡馬克裝置的關鍵組成部分,占據著托卡馬克裝置幾乎一半的成本。一半的成本。2023年年11月,江西聯創光電超導應用有限公司和中核聚變(成都)設計研究院有限公司簽訂了協議,月,江西聯創光電超導應用有限公司和中核聚變(成都)設計研究院有限公司簽訂了協議,計劃各自發揮技術優勢,采用全新技術路線,聯合建設聚變-裂變混
54、合實驗堆項目,技術目標Q值大于30。資料來源:wind,聯創光電半年報,方正證券研究所4.24.2 聯創光電聯創光電-高溫超導感應設備及磁體市場推廣順利高溫超導感應設備及磁體市場推廣順利01020304050營業收入營業收入營業收入營業收入營業收入CNYCNYCNYCNYCNY2023中報2022年報2021年報2020年報2019年報線纜線纜光電器件及應用產品光電器件及應用產品電腦及軟件電腦及軟件其他業務其他業務光電通信纜、智能裝備纜及金屬材料光電通信纜、智能裝備纜及金屬材料-20-15-10-505101520253005101520253035404550合并合并合并合并合并2019 年
55、報2020 年報2021 年報2022 年報 2023 三季報營業總收入營業總收入營業總收入同比增長率營業總收入同比增長率(%)(%)-20-10010203040500.00.51.01.52.02.53.03.5合并合并合并合并合并2019 年報2020 年報2021 年報2022 年報2023 三季報歸母凈利潤歸母凈利潤歸母凈利潤同比增長率歸母凈利潤同比增長率(%)(%)圖:營業總收入及增長率(億元)圖:歸母凈利潤及增長率(億元)圖:聯創光電分產品收入(億元)25 航天晨光股份有限公司航天晨光股份有限公司主營業務是航天及民用專用汽車系列產品、波紋管類系列產品的研制開發、生產制造、經營銷售
56、;核工業基礎件核工業基礎件、遙測系統遙測系統、電子電子、機電產品的開發機電產品的開發。公司公司“熱核聚變用杜瓦膨脹節成套系統熱核聚變用杜瓦膨脹節成套系統”已完成江蘇省首臺已完成江蘇省首臺(套套)重大裝備認定申報重大裝備認定申報。公司核工裝備產業主要包含核級工業基礎件核級工業基礎件、核廢料處理裝備和核非標成套裝備等產品核廢料處理裝備和核非標成套裝備等產品,擁有核電金屬軟管、核電膨脹節、核廢料處置全流程設備、核電熱室等系列化產品,主要客戶包括中核主要客戶包括中核、中廣核中廣核、國電投三大集團國電投三大集團。以核電膨脹節核電膨脹節、核電軟管核電軟管等為代表的核工業基礎件產品位列國內龍頭,核廢料處理裝
57、備和核非標成套裝備產品也具備較強先發優勢。資料來源:wind,航天晨光半年報,方正證券研究所4.34.3 航天晨光航天晨光-核電膨脹節等核工業產品位列國內龍頭核電膨脹節等核工業產品位列國內龍頭051015202530354045營業收入營業收入營業收入營業收入營業收入2023中報2022年報2021年報2020年報2019年報柔性管件板塊核工裝備產業壓力容器產業后勤保障裝備產業環保裝備與服務智能化改造工程與服務藝術制像產品其他業務其他業務:其他服務費收入其他業務:其他銷售材料收入其他業務:其他租賃服務收入管類產品軍工與核非標設備和服務能源裝備與工業基礎件其他容器類產品-10-505101520
58、25051015202530354045合并合并合并合并合并2019 年報2020 年報2021 年報2022 年報2023 三季報營業總收入營業總收入營業總收入同比增長率營業總收入同比增長率(%)(%)-80-60-40-200204060801001201400.00.10.20.30.40.50.60.70.8合并合并合并合并合并2019 年報2020 年報2021 年報2022 年報2023 三季報歸母凈利潤歸母凈利潤歸母凈利潤同比增長率歸母凈利潤同比增長率(%)(%)圖:營業總收入及增長率(億元)圖:歸母凈利潤及增長率(億元)圖:航天晨光分產品收入(億元)26 西部超導材料科技股份有
59、限公司主要從事高端鈦合金材料、超導產品和高性能高溫合金材料及應用的研發、生產和銷西部超導材料科技股份有限公司主要從事高端鈦合金材料、超導產品和高性能高溫合金材料及應用的研發、生產和銷售。售。公司主要產品有三類,第一類是高端鈦合金材料;第二類是超導產品;第三類是高性能高溫合金材料。公司是ITER用低溫超導線材在中國的唯一供應商用低溫超導線材在中國的唯一供應商,主要有NbTi超導線材工程化生產技術和Nb3Sn 超導線材工程化生產技術。NbTi超導線材工程化生產技術超導線材工程化生產技術:公司開發出核聚變用NbTi超導線材工程化生產技術,發明了單重達 450 公斤的大型復合包套一次組裝技術、高性能電
60、流密度線材塑形加工和時效熱處理技術,生產出最大長度達到9萬米的多芯NbTi超導線材,各項性能指標全部滿足各項性能指標全部滿足ITER項目技術要求項目技術要求。Nb3Sn 超導線材工程化生產技術超導線材工程化生產技術:公司解決了高性能內錫法Nb3Sn超導線材的導體設計、Cu/Nb/Sn/Ta多組元金屬復合體塑性變形和大坯料制備等工程化生產技術難題,最大長度達到10,000 米,各項性能指標全部滿足各項性能指標全部滿足ITER項目和項目和10T以上高場以上高場磁體技術要求磁體技術要求。資料來源:wind,西部超導半年報,方正證券研究所4.44.4 西部超導西部超導-可控核聚變超導線材滿足可控核聚變
61、超導線材滿足ITER要求要求-1001020304050051015202530354045合并合并合并合并合并2019 年報2020 年報2021 年報2022 年報 2023 三季報營業總收入營業總收入營業總收入同比增長率營業總收入同比增長率(%)(%)-60-40-20020406080100120140160024681012合并合并合并合并合并2019 年報2020 年報2021 年報2022 年報 2023 三季報歸母凈利潤歸母凈利潤歸母凈利潤同比增長率歸母凈利潤同比增長率(%)(%)051015202530354045營業收入營業收入營業收入營業收入營業收入CNYCNYCNYCN
62、YCNY2023中報2022年報2021年報2020年報2019年報鈦合金鈦合金超導線材超導線材高性能高溫合金材料高性能高溫合金材料其他收入其他收入其他業務其他業務圖:歸母凈利潤及增長率(億元)圖:西部超導分產品收入(億元)圖:營業總收入及增長率(億元)27主營產品是第二代高溫超導帶材及其應用設備和超導電氣產品主營產品是第二代高溫超導帶材及其應用設備和超導電氣產品。二代高溫超導帶材可廣泛應用于風電、核聚變核聚變、電網、交通、醫療、軍事、重大科學工程等領域。超導帶材代替傳統的銅材的應用產品有超導感應加熱設備、超導電纜、高溫超高溫超導磁體導磁體、全高溫超導可控核聚變堆全高溫超導可控核聚變堆、超導故
63、障電流限流器、超導發電機、超導風機等。公司與江蘇國網合作落地實施的“高溫超導直流電纜示范工程高溫超導直流電纜示范工程”項目項目,先后完成了超導電纜本體的敷設、電纜支架的安裝以及終端系統與電纜本體的集成,同時制冷系統和監控系統的相關配套設備、網線設備、管道等完成進場,將在 2023年下半年掛網運行,該項目是江蘇省第一根超導電纜該項目是江蘇省第一根超導電纜,也是目前國內第一根基于國產第二代國內第一根基于國產第二代(YBCO)高溫超導材料的冷高溫超導材料的冷絕緣高溫超導直流電纜絕緣高溫超導直流電纜,該電纜的設計直流負荷供電容量可達到 100MW,充分體現超導直流電纜低壓、大電流、高容量的特性和優勢。
64、資料來源:wind,永鼎股份半年報,方正證券研究所4.54.5 永鼎股份永鼎股份-高溫超導帶材位列國內前列高溫超導帶材位列國內前列-10-50510152025051015202530354045合并合并合并合并合并2019 年報 2020 年報 2021 年報 2022 年報 2023 三季報營業總收入營業總收入營業總收入同比增長率營業總收入同比增長率(%)(%)-3,000-2,500-2,000-1,500-1,000-5000500-6-5-4-3-2-10123合并合并合并合并合并2019 年報2020 年報2021 年報2022 年報 2023 三季報歸母凈利潤歸母凈利潤歸母凈利潤
65、同比增長率歸母凈利潤同比增長率(%)(%)051015202530354045營業收入營業收入營業收入營業收入營業收入CNYCNYCNYCNYCNY2023中報2022年報2021年報2020年報2019年報汽車線束汽車線束光纜、電纜及通訊設備光纜、電纜及通訊設備海外工程承攬海外工程承攬其他業務其他業務軟件開發軟件開發圖:營業總收入及增長率(億元)圖:歸母凈利潤及增長率(億元)圖:永鼎股份分產品收入(億元)28合鍛智能自2021年與合肥綜合性國家科學中心能源研究院簽訂戰略合作協議后,在聚變堆真空室制造工藝聚變堆真空室制造工藝研究方面取得了一定的成果,相關工藝和方案已通過生產準備會(MRR)。公
66、司與中國核工業二三建設有限公司在聚變堆真空室制造技術、聚變堆安裝技術、大科學裝置建造技術聚變堆真空室制造技術、聚變堆安裝技術、大科學裝置建造技術等方面開展長期戰略合作。公司已承接核聚變真空室構件的核聚變真空室構件的研制工作,計劃于2024年交付。公司生產的多種液壓機產品(模鍛壓機、等溫鍛造液壓機、自由鍛造液壓機、雙動充液拉深液壓機等),核燃料多壓頭預壓體成型設備等可用于高溫氣冷堆核電站系統工程中球形核燃料元件高溫氣冷堆核電站系統工程中球形核燃料元件的生產。資料來源:wind,合鍛智能年報,方正證券研究所4.64.6 合鍛智能合鍛智能-聚變堆真空室制造工藝取得一定突破聚變堆真空室制造工藝取得一定
67、突破-20%-10%0%10%20%30%40%50%0246810121416182020192020202120222023 Q1-Q3營業總收入營業總收入YOYYOY-100%-50%0%50%100%150%200%0.00.10.20.30.40.50.60.70.820192020202120222023 Q1-Q3歸屬母公司股東的凈利潤歸屬母公司股東的凈利潤YOYYOY0 05 510101515202020192019202020202021202120222022液壓機液壓機色選機色選機機壓機機壓機破碎機破碎機其他業務其他業務圖:營業總收入及增長率(億元)圖:歸母凈利潤及增長
68、率(億元)圖:合鍛智能分產品收入(億元)29公司盈利主要來源于電力電力(包括核能發電與風、光發電包括核能發電與風、光發電)銷售業務銷售業務、核電相關技術服務與咨詢業務。公司以投資、建設、運投資、建設、運營核電項目為核心業務營核電項目為核心業務,大力開拓非核清潔能源產業。截至2023年6月,公司控股在運核電機組共核電機組共 25 臺,裝機容量臺,裝機容量 2375 萬千瓦萬千瓦,控股在建及核準待開工機組13臺,裝機容量1,513.50萬千瓦。2023年上半年,公司核電機組發電量為902.68億千瓦時(+2.77%),約占全國運行核電機組發電量的 42.60%。公司擁有國內最豐富的核電在建和運行機
69、型與堆型,公司擁有國內最豐富的核電在建和運行機型與堆型,其中壓水堆包括 CP300、CP600、CP1000、VVER-1000、VVER-1200、AP1000、CAP1000、華龍一號等,重水堆包括 CANDU-6等。公司所屬核電機組自投運以來,已累計發電超過1.56萬億千瓦時,安全運行超過 254 堆年。公司控股機組的公司控股機組的 WANO 綜合指數平均值持續三年全球領先。綜合指數平均值持續三年全球領先。公司控股股東公司控股股東中國核工業集團有限公司擁有完整的核科技工業體系,中國核工業集團有限公司擁有完整的核科技工業體系,包括天然鈾的探采及核燃料制造、核電技術研發、工程建設總包,到整個
70、核燃料循環及后端的放射性廢物處理處置等,這是公司發展的堅強后盾。資料來源:wind,中國核電半年報,方正證券研究所4.74.7 中國核電中國核電-核電機組占據核電領域半壁江山核電機組占據核電領域半壁江山圖:營業總收入及增長率(億元)圖:歸母凈利潤及增長率(億元)圖:中國核電分產品收入(億元)0%5%10%15%20%25%010020030040050060070080020192020202120222023 Q1-Q3營業總收入營業總收入YOYYOY-5%0%5%10%15%20%25%30%35%40%010203040506070809010020192020202120222023
71、Q1-Q3歸母凈利潤歸母凈利潤YOYYOY0.000.002.002.004.004.006.006.008.008.0020192019202020202021202120222022電力電力其他業務其他業務4.8 4.8 中核科技中核科技-相關領域積極拓展挖掘閥門研發新活力相關領域積極拓展挖掘閥門研發新活力30-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%35%40%02468101214161820192020202120222023三季報營業總營收YOY-50%0%50%100%150%200%250%0.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0201920
72、20202120222023三季報歸母凈利潤YOY圖:營業總收入及增長率(億元)圖:歸母凈利潤及增長率(億元)0246810121416182019202020212022石油石化閥門核電核化工產品鍛件鑄鍛件其他閥門其他業務圖:中核科技分產品收入(億元)中核蘇閥科技實業股份有限公司主要業務為工業用閥門的研發、生產、銷售及服務。中核蘇閥科技實業股份有限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、截止閥、止回閥、球閥、蝶閥、調節閥、隔膜閥等。產品主要應用于核工程、石油石化、公用工程、火電等市場領域。公司公司積極拓展新能源、新材料、人工智能等相關領域,提升戰略性新興產業核
73、心競爭力。積極拓展新能源、新材料、人工智能等相關領域,提升戰略性新興產業核心競爭力。沸騰床渣油加氫裝置含催化劑管道高溫用工藝球閥、煤直接液化裝置用高溫高壓物料分配柱塞閥順利通過鑒定,填補國內空白。半導體用高純度隔膜閥、加氫站關鍵閥門、高壓儲氫瓶用閥組研制工作穩步推進,完成樣機制造及部分型式試驗。完成DN4800超大口徑雙密封液控蝶閥研制,成功運用于國家重點水利工程項目珠三角水資源配置工程項目。公司重點科研項目取得成效,公司重點科研項目取得成效,2023年公司完成了CAP1400主蒸汽隔離閥驅動裝置、高溫氣冷堆核級氦氣隔離閥樣機、華能高溫氣冷堆氦氣介質隔離閥樣機、核電站主蒸汽閥站等多項國家級項目
74、研制開發。資料來源:wind,中核科技年報,中核科技官網,方正證券研究所4.9 4.9 佳電股份佳電股份-數字化轉型賦能特種電機智能制造數字化轉型賦能特種電機智能制造310%5%10%15%20%25%30%35%051015202530354020192020202120222023三季報營業總營收YOY-60%-40%-20%0%20%40%60%80%011223344520192020202120222023三季報歸母凈利潤YOY05101520253035402019202020212022電動機其他業務圖:營業總收入及增長率(億元)圖:歸母凈利潤及增長率(億元)圖:佳電股份分產品收
75、入(億元)哈爾濱電氣集團佳木斯電機股份有限公司哈爾濱電氣集團佳木斯電機股份有限公司是我國特種電機的創始廠和主導廠,是我國特種電機的創始廠和主導廠,公司的核心產品為防爆電機、起重冶金電機、礦用電機、屏蔽電機、電泵、普通電機、同步電機、核用電機、永磁電機等。公司公司積極積極推動數字化轉型。推動數字化轉型。自主開發符合企業特色和生產經營實際的智能生產管理數據集成平臺(MCS),計劃準確性同比提升12%,核對計劃效率提升9倍;實施線邊倉精管系統,解決車間低壓半成品收支存棧等瓶頸問題;OA系統全面升級,大幅提高安全保障、用戶體驗、工作效率,辦公自動化水平邁上新臺階;通過完成機床聯網及監控系統的應用,實現
76、生產設備的可視化、數字化及智能化管理,平均利用率提升12%。佳電股份不斷加大科技投入,加快融入新發展格局。佳電股份不斷加大科技投入,加快融入新發展格局。以“智能制造5+1”項目為依托,推進數字化、智能化、網絡化建設,智能制造和信息化生產能力處于領先地位,“電機制造數字化工廠”項目成功入選2023年國家“數字領航”企業名單。資料來源:wind,佳電股份年報,佳電股份官網,方正證券研究所4.10 4.10 江蘇神通江蘇神通-江蘇省江蘇省“專精特新專精特新”小巨人企業小巨人企業320%5%10%15%20%25%30%051015202520192020202120222023三季報營業總營收YOY
77、-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%70%80%011223320192020202120222023三季報歸母凈利潤YOY05101520252019202020212022法蘭蝶閥球閥節能服務盲板閥地坑過濾器閘閥調壓閥組水封逆止閥R項目產品非標閥門及其他產品其他業務圖:營業總收入及增長率(億元)圖:歸母凈利潤及增長率(億元)圖:江蘇神通分產品收入(億元)江蘇神通閥門股份有限公司江蘇神通閥門股份有限公司主要主要從事新型特種閥門研發、生產與銷售從事新型特種閥門研發、生產與銷售,主要包括蝶閥、球閥、閘閥、截止閥、止回閥、調節閥、非標閥等七個大類145個系列2000多個規格,這
78、些產品廣泛應用于冶金、核電、火電、煤化工、石油和天然氣集輸及石油煉化等領域。江蘇神通在鞏固傳統優勢行業和產品市場占有率的基礎上,積極開拓新產品、新市場、新領域,為公司持續、穩定的發積極開拓新產品、新市場、新領域,為公司持續、穩定的發展打下堅實的基礎展打下堅實的基礎。公司還陸續投入人力、物力、財力致力于核電、核能裝備、超(超)臨界火電、高效燃氣輪機、液化天然氣(LNG)、石化領域以及軍工領域的儀表閥、隔膜閥、調節閥、閘閥、波紋管截止閥、低能耗球閥等特種專用閥門的研制和開發,目前已經取得一定成果并陸續走向市場。2022年公司新取得授權專利34件;截止2022年12月31日,公司擁有有效專利公司擁有
79、有效專利366件,其中發明專利件,其中發明專利55件、實用新型專利件、實用新型專利309件、件、PCT2件。件。資料來源:wind,江蘇神通年報,江蘇神通官網,方正證券研究所4.11 4.11 海陸重工海陸重工-核安全設備推陳出新核安全設備推陳出新33-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%05101520253020192020202120222023營業總營收YOY-1200%-1000%-800%-600%-400%-200%0%200%400%-20-15-10-5051020192020202120222023歸母凈利潤YOY01020302019202020212022
80、2023余熱鍋爐及相關配套產品壓力容器工程服務新能源電力核電產品污水處理污水處理工程固廢處置蒸汽銷售新能源EPC工程新能源集成銷售其他業務圖:營業總收入及增長率(億元)圖:歸母凈利潤及增長率(億元)圖:海陸重工分產品收入(億元)蘇州海陸重工股份有限公司蘇州海陸重工股份有限公司主要主要從事從事工業余熱鍋爐、大型及特種材質壓力容器和核安全設備的制造銷售業務,以及固廢、廢水等污染物處理和回收利用的環境綜合治理服務及光伏電站運營業務。公司公司在核安全設備制造方面在核安全設備制造方面精誠合作、碩果累累精誠合作、碩果累累,公司先后與清華大學核能與新能源技術研究院合作完成全球首臺高溫氣冷堆堆芯殼及余熱排出系
81、統水冷壁制造任務,并對余熱排出系統水冷壁提出改進建議,并被清華大學接受采納;與中國科學院上海應用物理研究所合作完成全球首臺2MWt液態燃料釷基熔鹽實驗堆安全專設余熱排出系統及上下安全容器的制造;與國核工程合作全球首次完成CAP1400示范工程復合板球型安注箱制造任務。公司可服務的堆型包括但不限于二代+堆型、三代堆型(華龍一號、國和一號、AP1000、VVER、EPR)、四代堆型(高溫氣冷堆、鈉冷快堆、釷基熔鹽堆)以及熱核聚變堆(ITER)等,涵蓋了國內外的各核電機組。資料來源:wind,海陸重工年報,方正證券研究所5 5 風險提示風險提示34 可控核聚變技術發展不及預期可控核聚變技術發展不及預
82、期等離子體不穩定性一直是核聚變的一個難題等離子體不穩定性一直是核聚變的一個難題,目前,托卡馬克裝置是目前最成熟的聚變堆設計方案,其使用超導材料產生強磁場,將等離子體約束在真空室中心,避免與反應堆壁接觸。核聚變商業應用還要考慮燃料的及時補充燃料的及時補充、反應堆壁材料的耐高溫性能反應堆壁材料的耐高溫性能,以及高效轉化聚變能量為電力的問題以及高效轉化聚變能量為電力的問題。ITER項目推進不及預期項目推進不及預期ITER組織于2023年9月審查了新的計劃,其中部分內容是為了盡量減少維修真空容器和隔熱屏的影響盡量減少維修真空容器和隔熱屏的影響。2022年11月,兩個關鍵的托卡馬克組件在組裝過程中發現了
83、缺陷,導致項目進一步延遲,ITER之前的目標是在之前的目標是在2025年前制年前制造出第一個等離子體造出第一個等離子體,目標不得不推遲目標不得不推遲。國內可控核聚變項目推進不及預期國內可控核聚變項目推進不及預期國內重點項目:國內重點項目:“中國環流三號”HL-3A,緊湊型聚變能實驗裝置BEST,東方超環EAST,洪荒70,洪荒170等。核電技術發展不及預期核電技術發展不及預期我國乏燃料后處理能力匱乏,隨著核電機組數量以及裝機容量持續增長,我國核電站乏燃料儲存能力可能會出現飽和;目前我國在部分高價值的關鍵零部件領域進口自法國、加拿大企業,對設備及零部件企業而言,仍然存在國產替代空間。核電機組批復
84、不及預期核電機組批復不及預期2022和2023年核電機組核準數量均為10臺,此前三年分別為4,4,5臺。2011年日本福島核事故發生以后,我國出于安全考量,新建項目審批步伐放慢,并對在運在建項目進行安全大檢查,制定最嚴格的安全標準。2015年,年內8臺新建核電機組獲得核準。2016-2018年年,連續三年新增核建項目為連續三年新增核建項目為0。資料來源:人民網,上海市科學技術委員會,Nuclear Engineering International,能量奇點Fusion Energy,核工業西南物理研究院,華經產業研究院,方正證券研究所分析師聲明與免責聲明35評級說明36方正證券研究所上 海 市 靜 安 區 延 平 路 7 1 號 延 平 大 廈 2 樓深圳市福田區竹子林紫竹七道光大銀行大廈31層廣州市天河區興盛路12號樓雋峰院2期3層方正證券北 京市 西城區 展覽 路 4 8 號新聯 寫字 樓6 層長沙市天心區湘江中路二段36號華遠國際中心37層專注專心專業37