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1、證券研究報告|行業策略 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 gszqdatemark 通信通信 AI 的新視角:的新視角:從算力之戰到能源之爭從算力之戰到能源之爭 通信策略之通信策略之 AI 基礎設施篇基礎設施篇 站在當前時點,我們重新評估站在當前時點,我們重新評估 AGI 的發展趨勢和投資者預期。市場以算力為起點,的發展趨勢和投資者預期。市場以算力為起點,延伸出延伸出 GPU、光模塊、交換機、存儲等賽道,并借力海外映射,對、光模塊、交換機、存儲等賽道,并借力海外映射,對 AI 應用翹首應用翹首以盼,但忽略了當算力放量時對上游基礎設施的拉動。如果說應用是爆發力最強以盼,但忽略了當
2、算力放量時對上游基礎設施的拉動。如果說應用是爆發力最強的方向,那基礎設施便需久久為功,不僅是液冷散熱,對能源的需求才是根本,的方向,那基礎設施便需久久為功,不僅是液冷散熱,對能源的需求才是根本,這也是本文的出發點。這也是本文的出發點。邊際變化:邊際變化:AIDC 與傳統數據中心最大的區別點之一,在于用電水平大幅提高與傳統數據中心最大的區別點之一,在于用電水平大幅提高。AIDC 具有數據量大、算法復雜以及 24/7 即時響應的特點,因此與傳統的數據中心相比,AIDC 需要消耗大量電量。隨著 AI 的迅速發展,預計集成大語言模型的AI 軟件將會迅速發展,訓練需求和推理需求共振,未來數據中心用電量將
3、大幅提升,AIDC 會成為新一代“電老虎”,數據中心消耗電力的比重會進一步提升。SemiAnalysis 預測,全球數據中心關鍵 IT 電力需求將從 2023 年的 49GW 激增至2026 年的 96GW,其中 AI 將消耗約 40GW。Vertiv 指引在未來五年內,數據中心耗電量將增加 100GW,到 2029 年全球數據中心電力需求增至 140GW。困境:美國困境:美國電網難以支撐電網難以支撐 AI 算力發展。算力發展。相比于數據中心的建設速度,目前美國電網建設速度相對緩慢,且發電容量有限,因此短期內美國將面臨 AI 發展下的電力需求困境。目前美國電力供應面臨基礎設施建設周期長、基建設
4、施短缺、勞動力緊張、從業人員缺乏經驗、建設電網需要協調多方利益相關者等阻力。而 AI 的迅速發展已導致部分地區電力供應短缺,北美公用事業公司 Dominion Energy 表示,其可能無法滿足弗吉尼亞州的電力需求,導致全球增長最快的數據中心樞紐建設項目推遲多年。解決方案:解決方案:短期短期-天然氣,中期天然氣,中期-SMR 核電,遠期核電,遠期-可控核聚變??煽睾司圩?。AI 的崛起正在將資源競爭引向算力+能源。在 AI 驅動的數字世界中,算力是迭代和創新的基礎,而能源則是支撐這些算力運轉的關鍵。短期內,天然氣結合燃料電池為數據中心提供靈活且高效的發電方案,滿足當前快速擴張的需求。中期來看,小
5、型模塊化反應堆(SMR)因其穩定性和適應分布式部署的特性,成為應對數據中心功率瓶頸的關鍵路徑。遠期而言,可控核聚變有望徹底突破能源供給限制,為未來的算力生態提供無限、清潔的動力支持。在這一進程中,從能源技術的持續創新到算力生態的高效協同,不僅推動了 AI 技術的飛躍,也重塑了能源與計算深度融合的未來格局。我們認為,我們認為,目前尚處于算力之戰,目前尚處于算力之戰,但但展望未來展望未來 5 年,能源年,能源基礎設施基礎設施之爭或將成為之爭或將成為主流主流。短期來看,今年三季度 CSP 巨頭資本開支均創新高,且傾向于算力側,而未來 5-10 年,結合 AI 算力投資持續加碼和美國目前的電力供應現狀
6、,我們認為美國目前電力持平的時代即將結束,算力之戰將逐步轉變為能源之爭。亞馬遜、微軟、谷歌等算力巨頭對 SMR 等核電項目的投資計劃已初步證明了這一點,IT 巨頭的加入將大幅引進新技術并加速迭代,相關能源基礎設施的投資機會將逐步顯現。投資建議:投資建議:綜上所述,能源是科技競爭的下一場戰役,正如液冷從可選到必選的過程一樣,AI 上游基礎設施賽道也正在從傳統行業走向核心科技配套,搶占布局先機是未來勝出的關鍵。建議關注美股核心標的 ETN、EMR、SMR、OKLO、NNE、BE 等,A 股在核電、天然氣及基建供應鏈建議關注中國廣核、中國核電、新天然氣、中廣核礦業、金盤科技、英維克、麥格米特、能科科
7、技、科華數據、歐陸通、壹石通等。風險提示:風險提示:技術與監管風險,高資本需求與融資壓力,市場需求與競爭風險。增持增持(維持維持)行業走勢行業走勢 作者作者 分析師分析師 宋嘉吉宋嘉吉 執業證書編號:S0680519010002 郵箱: 分析師分析師 黃瀚黃瀚 執業證書編號:S0680519050002 郵箱: 分析師分析師 石瑜捷石瑜捷 執業證書編號:S0680523070001 郵箱: 相關研究相關研究 1、通信:AEC:銅連接之光 2024-12-15 2、通信:AEC 放量,算力產業鏈進入合縱連橫時代 2024-12-12 3、通信:AI 應用的春天 2024-12-07 -20%-8
8、%4%16%28%40%2023-122024-042024-082024-12通信滬深3002024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.2 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 內容目錄內容目錄 投資要件.5 1、“電老虎”AIDC 與薄弱電網.6 1.1 用電:AIDC 下一個短板.6 1.1.1 美國用電的供與需.6 1.1.2 邊際變化:AI 對電網的挑戰.8 1.2 現實困境:電網難以支撐.10 1.3 多角度測算:AIDC 究竟多耗電?.11 1.3.1 測算角度一(保守):AI 芯片.11 1.3.2 測算角度二(樂觀):數據中心.12 1.3.3
9、總結一:AIDC 占比全美總耗電比例提升.14 1.3.4 總結二:AIDC 耗電量有望比肩比特幣挖礦.14 2、困境何解:短期“天然氣+”是主流.16 2.1 短期內最快落地方案是天然氣.16 2.1.1 變電站成為傳統用電瓶頸.16 2.1.2 AI 快速發展與 SMR 核電落地存在時間差.17 2.2“天然氣+多能源”搭配更穩健.18 2.3 天然氣方案:以 xAI 為例.18 2.4 燃料電池:以 Bloom Energy 為例.19 3、中期方案:SMR 核電脫穎而出.21 3.1 為什么是核電:更適配 AI.21 3.1.1 AIDC 的特征:分布式與高密度.21 3.1.2 核電
10、 SMR 落地速度最快.22 3.2 SMR 核電現狀與產業鏈.27 3.2.1 云巨頭大力部署核電.27 3.2.2 SMR 核電上下游.28 4、遠期展望:可控核聚變.34 5、能源之戰的商業模式與參與者.35 5.1 SMR 核電美股.35 5.1.1 SMR(NuScale,研發制造商).35 5.1.2 OKLO(研發制造商).37 5.1.3 NNE(NANO,研發制造+燃料加工).38 5.1.4 LEU(Centrus Energy,燃料加工).40 5.1.5 UUUU(Energy Fuels,原料開采).40 5.1.6 其他.41 5.2 競爭格局與優勢.42 6、投資
11、建議.44 6.1 SMR 核電美股.45 6.2 天然氣+多能源美股.47 6.3 A 股相關標的.48 7、風險提示.49 圖表目錄圖表目錄 圖表 1:全美用電總量(單位:太瓦時).6 圖表 2:美國各部門電力使用量(單位:萬億千瓦時).7 圖表 3:2022 年美國電力消耗領先的地區及耗電量(單位:太瓦時).7 圖表 4:美國凈發電量(按能源來源劃分,單位:太瓦時).7 圖表 5:美國各州電價(排名前十,單位:美分/千瓦時).8 圖表 6:美國各州電價(排名后十,單位:美分/千瓦時).8 圖表 7:每次請求消耗電量(瓦時).8 2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P
12、.3 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表 8:PJM 在北弗吉尼亞州的電力需求預測(意味著未來電力需求峰值將大幅增長).9 圖表 9:AI 因素下 2030 年數據中心電力需求顯著增長.9 圖表 10:ChatGPT 查詢功耗是傳統 Google 搜索 6-10 倍.10 圖表 11:美國數據中心電力消耗預測.10 圖表 12:美國電力需求增長與 GDP 增長.10 圖表 13:過去 10 年美國電力需求停滯不前.10 圖表 14:美國每年新增 345kv+輸電線路里程.11 圖表 15:美國能源從業人員顯著增長(2020-2022 年).11 圖表 16:AIDC 用電量
13、(“保守型”測算).12 圖表 17:數據中心關鍵 IT 設備耗電量.13 圖表 18:AIDC 用電量(“樂觀型”測算).13 圖表 19:2022-2050 年美國電力使用量預測(單位:太瓦時).14 圖表 20:美國加密貨幣電力需求測算.15 圖表 21:美國總用電需求、比特幣挖礦負荷、AIDC 耗電量對比.15 圖表 22:傳統發電廠到變電站到 IDC.16 圖表 23:天然氣發電.17 圖表 24:全球 SMR 項目分布.17 圖表 25:目前已有 70 多種 SMR 設計.17 圖表 26:不同發電方式的核心區別.18 圖表 27:Supermicro 4U 液冷機架.19 圖表
14、28:天然氣發電機的不同方案.19 圖表 29:Bloom Energy 固體氧化物燃料電池(SOFC).19 圖表 30:固體氧化物電解槽(SOEC).19 圖表 31:Bloom Energy Server 產品.20 圖表 32:Bloom Electrolyzer 產品.20 圖表 33:AI 計算和存儲分離的部署場景.21 圖表 34:多個智算中心分布式訓練.21 圖表 35:核電碳排放顯著減少.22 圖表 36:Westinghouse 小型模塊化反應堆設計圖.22 圖表 37:傳統核電站與 SMR 設計對比.22 圖表 38:大小微型反應堆.22 圖表 39:傳統核電站與 SMR
15、 設計對比.24 圖表 40:輕水 SMR 示意圖.25 圖表 41:阿根廷 CAREM 是首批在建的 SMR 反應堆之一.25 圖表 42:URI-SMR 系統的構成圖.25 圖表 43:URI-SMR 制氫模塊設計示意圖.25 圖表 44:幾種 SMR 設計圖.26 圖表 45:沸水反應堆(300MW).27 圖表 46:高溫氣冷堆(80MW).27 圖表 47:熔巖冷卻反應器(35-300MW).27 圖表 48:壓水反應器(60-300MW).27 圖表 49:云巨頭布局 SMR 項目梳理.28 圖表 50:鈾礦分布圖(2022).29 圖表 51:現貨和期貨鈾價格(2000-2023
16、).29 圖表 52:鈾濃縮工藝流程(JNFL 離心法).30 圖表 53:離心機示意圖(JNFL 離心法).30 圖表 54:SMR 與傳統核電站建造方式、時間對比.31 圖表 55:CAREM(一個阿根廷 SMR 開發項目)工廠布置.32 圖表 56:Nuscale 和猶他州聯合市政電力系統(UAMPS)合作的 SMR 項目目標電價.32 圖表 57:SMR 廢物管理選項摘要.33 圖表 58:核聚變原理示意圖.34 圖表 59:一種實現核聚變的容器(Tokamak)設計圖.34 圖表 60:NuScale SMR 電源模塊構成.35 2024 12 19年 月 日 gszqdatemar
17、k P.4 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表 61:VOYGR-12 構造圖.36 圖表 62:VOYGR-12 參數.36 圖表 63:公司提供安裝 SMR 核電站前后的全套服務支持.36 圖表 64:NuScale2023-2024 年盈利情況(百萬美元).37 圖表 65:“ZEUS”便攜式微反應器.39 圖表 66:ODIN 奧丁核反應堆透明視圖.39 圖表 67:高純度低濃鈾 HALEU.39 圖表 68:全球化重要資產布局.41 圖表 69:投資邏輯框圖.45 圖表 70:核電美股公司一覽表.46 圖表 71:天然氣+多能源美股一覽表.47 圖表 72:A 股
18、及港股核電相關公司一覽表.48 2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.5 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 投資要件投資要件 OpenAI 創始人創始人 Sam Altman 在訪談中曾說過一句話在訪談中曾說過一句話:未來的兩種重要資源,將是算力和未來的兩種重要資源,將是算力和能源能源。AI 對性能的對性能的追逐,在算力領域已經逐步呈現白熱化,而下一階段競爭的核心因子,追逐,在算力領域已經逐步呈現白熱化,而下一階段競爭的核心因子,將將在能源基礎設施上在能源基礎設施上初步顯現。初步顯現?!緩乃懔Φ侥茉矗嚎萍几偁幍南乱粓鰬鹨蹚乃懔Φ侥茉矗嚎萍几偁幍南乱粓鰬鹨?/p>
19、】人工智能的崛起人工智能的崛起更直接地更直接地將資源競爭將資源競爭引向引向算力算力和和能源。在能源。在 AI 驅動的數字世界中,算力是迭代和創新的基礎,而能源則是支撐這些算力運轉的關鍵?!拔磥碜钪匾膬煞N資源是算力和能源”,這一趨勢從算法優化到硬件突破,再到當前對高效能源系統的需求,將貫穿 AI 技術發展的每一階段?!舅懔Φ募铀傩枨笈c硬件極限算力的加速需求與硬件極限】AI 算力的需求呈指數級增長。以英偉達 H100 GPU 為例,60 TFLOPS 的計算能力正在推動大模型的規?;柧?,算力激增帶來了巨大的能耗挑戰。Vertiv 預計,到 2029 年,全球數據中心的總裝機功率需求預計將從 4
20、0GW 飆升至 140GW,而數據中心每 MW 價值量將從 250-300 萬美元提高到 300-350 萬美元。英偉達下一代產品 Rubin ultra 單機柜高達 1MW 以上的功耗也表明,AI 算力提升正對電力基礎設施施加前所未有的壓力,算得多快很大程度上依賴于功率大小?!灸茉雌款i的突顯與基礎設施的挑戰能源瓶頸的突顯與基礎設施的挑戰】數據中心的擴張暴露了電力供應體系的脆弱性。數據中心的擴張暴露了電力供應體系的脆弱性。Elon Musk 曾經指出,變壓器等關鍵電氣設備的生產能力難以滿足當下 AI 需求,而這種電力基礎設施的短缺還會進一步放大電網負載的擺幅效應(load fluctuatio
21、n),尤其是在 AI 訓練峰值期,功率需求可能瞬時超過平均負載的數倍,高峰低谷的用電模式對能源系統的穩定性構成巨大威脅。這種瓶頸在 AI 發展的初期并不明顯,而隨著集群規模擴大、AI 應用放量將愈發明顯,Sora 的落地過程就能看出這樣的窘境?!灸茉醇夹g革新與算力生態協同能源技術革新與算力生態協同】在算力需求飛速增長的背景下,能源瓶頸正成為限制 AI 發展的核心障礙。核能,尤其是小型模塊化反應堆(SMR),逐步顯露頭角,成為適配 AIDC 的最佳方案之一。以 OKLONuscale為代表的新興核能企業正在開發微型反應堆技術,Google 和 Microsoft 等云服務提供商已經啟動 SMR
22、項目布局,目標是通過分布式小型核電站為未來的數據中心供電,提供持續、穩定的算力支持。天然氣+燃料電池/清潔能源/儲能等方案也作為快速落地的選項之一,積極推進中,以 Bloom Energy 為代表的初創公司也借助行業東風快速崛起。從投資角度看,市場對算力的重要性已有認知,對應用的落地也翹首以盼,不斷尋找映射,而忽略了 AI 基礎設施的重要性,這不僅僅是液冷、機房的機會,更大的視角來看,下一階段的競爭,正在各個能源(天然氣、核電等)領域逐步蓄力。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.6 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 1、“電老虎”、“電老虎”AIDC
23、與薄弱電網與薄弱電網 1.1 用電:用電:AIDC 下一個短下一個短板板 1.1.1 美國用電的供與需美國用電的供與需 需求側:數據中心已經是“燒電大戶”,用電量占比達到全美需求側:數據中心已經是“燒電大戶”,用電量占比達到全美 4%。2023 年美國數據中心合計功率約 19GW,按此估算全年耗電量約 166TWh(太瓦時),在全國用電量中占比 4%。數據中心燒電數據中心燒電 166 TWh,超過紐約市全年耗電量,超過紐約市全年耗電量,相當于,相當于 1538 萬萬家庭用戶家庭用戶全年耗電量全年耗電量。分地區來看,22年紐約全年耗電量 143.2TWh,德州全年耗電量 475.4TWh,加州2
24、51.9TWh,佛羅里達 248.8TWh,華盛頓 90.9TWh,美國數據中心全年耗電量超過美國數據中心全年耗電量超過紐約市紐約市全年耗電量。全年耗電量。而 2022 年每位住宅用戶的年平均用電量為 10791kWh,照此估算,166TWh 相當于約 1538萬家庭用戶一年的耗電量。*1 TWh=1000 GWh=106 MWh=109KWh 圖表1:全美用電總量(單位:太瓦時)資料來源:Statistia,國盛證券研究所整理 38683903390039023864400339543856394540674000375038003850390039504000405041002013201
25、42015201620172018201920202021202220232024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.7 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表2:美國各部門電力使用量(單位:萬億千瓦時)圖表3:2022 年美國電力消耗領先的地區及耗電量(單位:太瓦時)資料來源:美國能源信息署,國盛證券研究所 資料來源:Statistia,國盛證券研究所 供給供給側側:美國全年的發電量較為固定,目前仍以火電為:美國全年的發電量較為固定,目前仍以火電為主要來源主要來源,新能源發電增速較快,核新能源發電增速較快,核能占比進一步提高能占比進一步提高。美國全年的發電量
26、大約在 4000-4300 太瓦時(TWh)之間,其中 2023年火電(燃煤、天然氣、石油)占比約 60%,是主要能源來源;新能源發電(風能、太陽能等)近年來快速增長占比達到 21%;核能約占 19%,占比進一步提高。圖表4:美國凈發電量(按能源來源劃分,單位:太瓦時)資料來源:Statista,國盛證券研究所 電價電價:美國美國是全球電價最低的國家之一是全球電價最低的國家之一,且個別州因為能源優勢有更低的電價水平。,且個別州因為能源優勢有更低的電價水平。美國電力消費結構主要劃分為 4 個領域:居民、商業、工業和運輸。2024 年 9 月居民用戶電價為0.17 美元/千瓦時(約折 1.24 元
27、/千瓦時,匯率截至 12 月 13 日),商業用戶電價為 0.135 美元/千瓦時(約折 0.98 元/千瓦時);工業用電價為 0.09 美元/千瓦時,運輸用電價為 0.13 美元/千瓦時,2023年批發電價為0.036美元/千瓦時。而一些州因為其能源優勢電價水平較低,截至 2024 年 4 月,德克薩斯州(天然氣和可再生能源豐富)的電價約為 0.147 美元/千瓦時、路易斯安那州(能源資源豐富)約為 0.115 美元/千萬時、田納西州(水電資源豐富)約為0.125 美元/千瓦時。一些較為耗電的大型基建比如數據中心等,往往在低電價省份建設,上述州府也成為當今算力產業集中地。4752522491
28、5014514514313913613210210110095910501001502002503003504004505002024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.8 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 數據中心全年用電成本測算:數據中心全年用電成本測算:按照批發價按照批發價 0.036 美元美元/千瓦時估算,美國數據中心(千瓦時估算,美國數據中心(AI 尚未尚未大規模應用情況下)一年耗電大規模應用情況下)一年耗電 166TWh,預估需要約,預估需要約 60 億美元。億美元。圖表5:美國各州電價(排名前十,單位:美分/千瓦時)圖表6:美國各州電價(排名后十
29、,單位:美分/千瓦時)資料來源:Statistia,國盛證券研究所整理 資料來源:Statistia,國盛證券研究所整理 1.1.2 邊際邊際變化:變化:AI 對電網的挑戰對電網的挑戰【挑戰一:用電挑戰一:用電總量總量大幅提升大幅提升】與傳統的數據中心相比,與傳統的數據中心相比,AI 數據中心需要消耗大量電量。數據中心需要消耗大量電量。主要原因是數據量的大幅增長、復雜的算法以及 24/7 即時相應的需求。例如,一個 Google 傳統搜索的請求消耗約 0.3Wh,而一個 ChatGPT 請求需要消耗 2.9Wh,為前者的十倍;焦耳上發表的一篇論文稱,如果谷歌每一次搜索都使用 AIGC,其用電量
30、將上升到每年 290 億 KWh,這將超過肯尼亞、克羅地亞等許多國家的總用電量;根據紐約客雜志報道,ChatGPT 每天消耗超過 50 萬 KWh。圖表7:每次請求消耗電量(瓦時)資料來源:Worldwide Technology,國盛證券研究所 44.134.328.728.126.825.023.623.022.320.50.010.020.030.040.050.012.812.612.512.312.212.211.711.611.511.010.010.511.011.512.012.513.02024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.9 請仔細閱讀本報告末頁聲明
31、請仔細閱讀本報告末頁聲明【挑戰二:用電擺伏挑戰二:用電擺伏加劇加劇】現象:現象:AI 數據中心(無論是訓練還是推理)電流需求高度瞬變,會在幾秒內出現巨大的擺幅。隨著神經網絡模型任務負載的增加或減少,電流需求會有劇烈波動,每微秒變化甚至可達2000A。原理:原理:1)高峰負載波動:AI 模型的訓練和推理對算力需求巨大,但并非持續運行,模型訓練啟動時會出現高峰負載,而低谷時則維持基礎運行,導致用電擺伏;2)資源動態調度:AI任務具有周期性,例如大規模訓練需要集中資源,而推理階段相對分散,這使得功耗曲線更加不穩定;3)實時響應需求:生成式 AI 和大模型應用需要低延遲和高吞吐,驅動基礎設施實時擴展,
32、進一步放大功耗波動性。結果:結果:影響電網穩定性。電網設計并不適應擺伏過大,電網基本針對用電負荷進行設計,希望看到一個比較平穩、有規律的緩慢變化的負載,例如,用電負荷 100GW 的用電設備接入電網后可能會有兩條 200GW 的傳輸線進行供電,兩條傳輸線有一條傳輸線正常就可以保證運行。而 AI 用電特征會在幾秒內出現巨大擺幅,這種劇烈波動可能會影響電網的穩定性。圖表8:PJM 在北弗吉尼亞州的電力需求預測(意味著未來電力需求峰值將大幅增長)圖表9:AI 因素下 2030 年數據中心電力需求顯著增長 資料來源:Virginia Conservation Network,國盛證券研究所 資料來源:
33、Navitas,國盛證券研究所 【挑戰挑戰三三:后續用電需求更大后續用電需求更大】AI 數據中心的推理由于用戶數據中心的推理由于用戶的大量的大量請求,會比訓練更消耗能源。請求,會比訓練更消耗能源。目前,谷歌已在今年上半年宣布將加入新的 AI 功能完善搜索體驗,將推出基于 Gemini 的 AI Overviews,該功能已面向部分用戶開放試用;微軟推出名為 Microsoft Copilot 的個人 AI 助手,并已將 ChatGPT 集成到 Bing 中。而目前谷歌搜索引擎的訪問量已經達到每月 820 億次,Office 商業產品的付費用戶數量已超過 4 億,龐大的用戶基數意味著訓練好的大模
34、型如果集成到公司產品中,用戶請求數將大量增長,AI 即時響應次數激增,導致模型推理耗能超過訓練耗能。根據根據麥肯錫估計麥肯錫估計,直到直到 2030 年美國年美國數據中心電力負載可能占所有新增需求的數據中心電力負載可能占所有新增需求的 30%至至 40%。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.10 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表10:ChatGPT 查詢功耗是傳統 Google 搜索 6-10 倍 圖表11:美國數據中心電力消耗預測 資料來源:HarvestETFs,國盛證券研究所 資料來源:Evergreen Action,國盛證券研究所 結論
35、:結論:隨著隨著 AI 的迅速發展的迅速發展,預計集成大語言模型的預計集成大語言模型的 AI 軟件將會迅速發展,訓練需求和推理軟件將會迅速發展,訓練需求和推理需求共振,未來數據中心用電量將大幅提升,需求共振,未來數據中心用電量將大幅提升,AIDC 會成為新一代“電老虎”,數據中心消耗會成為新一代“電老虎”,數據中心消耗電力的比重會進一步提升。電力的比重會進一步提升。1.2 現實困境:電網難以支撐現實困境:電網難以支撐 經濟發展結構決定了北美電網基建較為薄弱。經濟發展結構決定了北美電網基建較為薄弱。近 20 年來,美國電力需求與經濟增長脫鉤速度急劇加快。自 2010 年以來,美國經濟累計增長 2
36、4%,而電力需求卻幾乎保持不變,2023年,美國電力消耗甚至比 2022 年下降了 2%。其本質是區別于國內經濟主要靠工業和服務業帶動,美國的經濟增長主要并不依靠用電或能源的消耗,而主要依賴于高科技產業,能源消耗較低。且效率的提高(主要是用熒光燈和 LED 取代白熾燈)已經抵消了人口和經濟增長帶來的電力需求,使得公用事業公司和監管機構沒有擴大電網或發電能力。圖表12:美國電力需求增長與 GDP 增長 圖表13:過去 10 年美國電力需求停滯不前 資料來源:美國能源信息署,圣路易斯聯邦儲備銀行,國盛證券研究所 資料來源:華爾街見聞,國盛證券研究所 現狀現狀:缺時間:缺時間、缺人、缺基建、缺經驗、
37、缺人、缺基建、缺經驗、阻力多阻力多。缺時間:缺時間:建設一個數據中心大概要兩年時間,但是電網的建設要慢得多,建設一個發電站可能需要三五年的時間,而建設一條長距離的高容量的傳輸線,則需要 8 年甚至 10年的時間。根據美國區域輸電組織 MISO 的說法,其正在規劃的 18 個新輸電項目可能需要 7 到 9 年的時間,而歷史上類似的項目需要 10 到 12 年。據此推斷,電網的建設速度很可能無法追趕 AI 的增長速度。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.11 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 缺基建:缺基建:根據美國的電力投資趨勢,從 2016 年到 20
38、23 年,美國公用事業的資本開支顯著增加,尤其是發電、配電和輸電領域,電網投資從 2018 年開始提速,主要由于制造業回流對電力需求的推動,在這種背景下,美國依舊沒有大規模擴建電網,根據 Grid Strategy 出具的調查報告,2010-2014 年美國平均每年安裝 1700 英里的新高壓輸電里程,但在 2015-2019 年下降到每年僅 645 英里。缺人:缺人:勞動力緊張也是一個制約因素,尤其是實施新電網項目所必需的電氣專業工人的短缺問題。根據麥肯錫的估計,根據預計的數據中心建設和需要類似技能的類似資產,美國可能出現 40 萬名專業工人的短缺。缺經驗:缺經驗:對于美國來說,整個電力行業
39、的從業人員,在過去 20 年中沒有見過電力需求的大規模增長,而且這 20 年很可能意味著有整整一批工程師、工作人員都沒有大規模建設新電網的經驗。阻力多:阻力多:電網的建設需要電站、傳輸線等基礎設施,而這些可能需要無數利益相關者共同努力,就線路走向和承擔費用達成妥協。圖表14:美國每年新增 345kv+輸電線路里程 圖表15:美國能源從業人員顯著增長(2020-2022 年)資料來源:Americans for a clean energy grid,Grid Strategies,國盛證券研究所 資料來源:美國能源部,國盛證券研究所 結論:結論:相比于數據中心的建設速度,目前美國電網建設速度相
40、對緩慢,且發電容量有限,因相比于數據中心的建設速度,目前美國電網建設速度相對緩慢,且發電容量有限,因此短期內美國將面臨此短期內美國將面臨 AI 發展下的電力需求困境。比如,北美公用事業公司發展下的電力需求困境。比如,北美公用事業公司 Dominion Energy 表示,可能無法滿足弗吉尼亞州的電力需求,導致全球增長最快的數據中心樞紐建表示,可能無法滿足弗吉尼亞州的電力需求,導致全球增長最快的數據中心樞紐建設項目推遲多年。而根據設項目推遲多年。而根據 Wood Mackenzie 機構的說法,機構的說法,在電力行業,新的基礎設施規劃在電力行業,新的基礎設施規劃需要需要 5 到到 10 年的時間
41、。此外,大多數州公用事業委員會在年的時間。此外,大多數州公用事業委員會在經濟經濟增長環境中監管經驗不足。增長環境中監管經驗不足。由此推斷,未來幾年電力能源可能將成為由此推斷,未來幾年電力能源可能將成為 AI 發展的最大制約因素之一發展的最大制約因素之一。雖然雖然市場關注可控市場關注可控核聚變等創新方案,但遠水解不了近渴,形成短期、中期、長期的綜合解決方案是必然。核聚變等創新方案,但遠水解不了近渴,形成短期、中期、長期的綜合解決方案是必然。1.3 多角度測算:多角度測算:AIDC 究竟多耗電?究竟多耗電?*總電量(GWh)=總功率(GW)時間(h)*總功率(GW)=IT 設備功率(GW)PUE(
42、能效比)1.3.1 測算角度一測算角度一(保守)(保守):AI 芯片芯片 測算邏輯:測算角度一是從芯片數量角度出發,推演到測算邏輯:測算角度一是從芯片數量角度出發,推演到 2030 年,再用芯片數量年,再用芯片數量*芯片功耗芯片功耗來預測用電總量,來預測用電總量,未考慮服務器整體功耗會大于單芯片未考慮服務器整體功耗會大于單芯片*數量數量,未考慮將來芯片升級迭代后未考慮將來芯片升級迭代后可能發生的單芯片功耗提升情況可能發生的單芯片功耗提升情況,因此我們認為測算角度一屬于“保守型”測算,測算數據,因此我們認為測算角度一屬于“保守型”測算,測算數據是幾種方法中較小的,是幾種方法中較小的,2030 年
43、年 AIDC 用電需求為用電需求為 57GW。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.12 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 在用在用 GPU、TPU 數量:數量:根據 DCD 報道,2023 年英偉達、AMD 和英特爾三家企業數據中心GPU 總出貨量預估為 385 萬個,2023 年為谷歌生產的 TPU 數量預計為 93 萬個。進一步追溯供應鏈,臺積電預測,2024 至 2029 年 AI 服務器制造的需求的同比增長率約為 50%。以此計算,2030 年 GPU 出貨量約為 6578 萬,TPU 出貨量約為 1589 萬。而根據英偉達官方說法,大部分 H
44、100、A100 的使用壽命平均為 5 年,因此我們假設 2030 年在用芯片數量為 26-30 年芯片出貨量的總和,因此 2030 年在用 GPU、TPU 數量約為 17136 萬和 4139 萬。GPU、TPU 功耗:功耗:H100 NVL 的最大功率可達到 800W。則 2030 年預計將有 17136 萬個 GPU,假設 GPU、TPU 能耗占 IT 設備總能耗的 90%,假設美國占比 34%,利用率為 80%,PUE 為 1.3 計算,2030 年美國 AIDC 中 GPU 電力需求約為 54GW(GPU 數量*GPU 功耗*美國占比*PUE*利用率芯片占比=17136 萬個*0.8
45、kW*34%*1.3*80%90%=54GW)。而根據谷歌官方說法,TPU v4 芯片平均功率為 200W,結合上述 2030 年在用 TPU 量約為 4139 萬的估計,我們預計 2030 年 TPU 總功耗約為 3.3GW(其他指標假設與 GPU 相同)。角度一角度一結論:結論:2030 年年美國美國 AIDC 用電總量為用電總量為 57GW。23-26 年芯片存量僅考慮 23 年之后的芯片出貨量進行加總,其他計算方法與上述方法相同,27 年至 30 年與上述計算方法相同,最終加總 GPU 與 TPU 功耗得出美國 AIDC 所需電容量在 24-30 年將分別達到 3/6/10/17/25
46、/38/57GW。圖表16:AIDC 用電量(“保守型”測算)GPU 出貨量(萬)TPU 出貨量(萬)Yoy(%)在用 GPU(萬)在用 TPU(萬)GPU 平均功耗(kW)TPU 平均功耗(kW)全球 AIDC 電力需求(GW)美國 AIDC 電力需求(GW)2023 385 93 50%385 93 0.8 0.2 4 1 2024E 578 140 50%963 233 0.8 0.2 9 3 2025E 866 209 50%1829 442 0.8 0.2 18 6 2026E 1299 314 50%3128 756 0.8 0.2 31 10 2027E 1949 471 50%
47、5077 1226 0.8 0.2 50 17 2028E 2924 706 50%7616 1840 0.8 0.2 75 25 2029E 4385 1059 50%11424 2759 0.8 0.2 112 38 2030E 6578 1589 50%17136 4139 0.8 0.2 168 57 資料來源:英偉達官網,臺積電官網,DCD,Semi Analysis,Epoch AI,Flexential,前瞻經濟學人,芯智訊,國盛證券研究所整理 假設一:芯片增速為每年 50%(參考臺積電說法)。假設二:假設芯片平均壽命為 5 年(參考英偉達給出的 GPU 壽命)。假設三:IT 設
48、備平均功率利用率為 90%(考慮 IT 設備中 NVSwitches、NVLink、NIC、重定時器、網絡收發器等功耗,假設 GPU、TPU 耗能占比 90%,其他 IT 設備耗能占比 10%)。假設四:考慮 IT 不可能都滿負荷運行,且不可能永遠 24 小時運行,參考 Semi analysis,將可能利用率設置為 80%。假設五:PUE 為 1.3(PUE 為數據中心總耗電量除以 IT 設備所用電量)。假設六:美國算力需求占比全球 34%(經中國信息通信研究院測算,美國在全球算力規模中的份額為 34%)。1.3.2 測算角度測算角度二(樂觀)二(樂觀):數據中心數據中心 測算邏輯:測算角度
49、二是從數據中心建設角度出發,參考第三方預測的全球數據中心建設進測算邏輯:測算角度二是從數據中心建設角度出發,參考第三方預測的全球數據中心建設進度度(復合增速(復合增速 25%),同時由于預測數據截至),同時由于預測數據截至 2026 年,我們假設年,我們假設 2027 至至 2030 年依舊年依舊維持維持 25%的復合增速,對全球數據中心電力需求進行預測,并假設其中的復合增速,對全球數據中心電力需求進行預測,并假設其中 AIDC 的用電量的用電量和和占比占比,因此我們認為,該預測角度得到的數據較為“,因此我們認為,該預測角度得到的數據較為“樂觀樂觀”,最終預測到”,最終預測到 2030 年年美
50、國美國 AIDC 用電需求最高為用電需求最高為 91GW。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.13 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 研究公司 SemiAnalysis 利用了 5000 多個數據中心的分析和建設預測,并將這些數據與全球數據以及衛星圖像分析相結合,預計未來幾年數據中心電力容量增長將加速至 25%的復合年增長率,同時 AIDC 占比將進一步提升,數據中心方面,根據預測數據,全球數據中心關鍵 IT 電力需求將從 23 年的 49GW 激增到 26 年的 96GW,我們假設 27-30 年繼續保持數據中心25%的復合增速(參考 2023 到
51、2026 年增速,為 25%),那么到 29、30 年全球數據中心關鍵 IT 電力需求分別增長至 188、234GW;參考 Semi Analysis 數據,結合 AI 算力蓬勃發展、下游應用陸續爆發大背景,我們認為未來 AI 在數據中心中占比有望持續加速提升,因此我們假設 23-30 年全球 AIDC 占比分別達到 12%/16%/30%/44%/56%/68%/78%/88%,從而計算出 29、30 年全球的 AIDC IT 設備電力需求分別為 65GW、91GW。角度二結論:以美國占比為角度二結論:以美國占比為 34%,PUE 為為 1.3 計算,到計算,到 2030 年美國年美國 AI
52、DC 電力需求將達電力需求將達到到 91GW。圖表17:數據中心關鍵 IT 設備耗電量 資料來源:Semi Analysis,國盛證券研究所 圖表18:AIDC 用電量(“樂觀型”測算)全球數據中心 IT 電力需求(GW)全球數據中心電力需求(GW)假設全球 AIDC 占比(%)全球 AIDC 電力需求(GW)美國 AIDC 電力需求(GW)2023 49 64 12%8 3 2024E 61 80 16%13 4 2025E 77 100 30%30 10 2026E 96 125 44%55 19 2027E 120 156 56%87 30 2028E 150 195 68%133 45
53、 2029E 188 244 78%190 65 2030E 234 305 88%268 91 資料來源:Semi Analysis,國盛證券研究所整理 假設一:結合 AI 算力蓬勃發展、下游應用陸續爆發大背景,我們認為未來 AI 在數據中心中占比有望持續加速提升,因此我們假設 23-30 年全球 AIDC 占比分別達到 12%/16%/30%/44%/56%/68%/78%/88%。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.14 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 假設二:PUE 為 1.3(PUE 為數據中心總耗電量除以 IT 設備所用電量)。假設三:美
54、國算力需求占比全球 34%(經中國信息通信研究院測算,美國在全球算力規模中的份額為 34%)。1.3.3 總結總結一:一:AIDC 占比全美總耗電比例提升占比全美總耗電比例提升(1)AI 耗電量占全美耗電量比重提升耗電量占全美耗電量比重提升,占比有望,占比有望超超 1 成成 根據 Statista 預測數據,2022 年,美國的電力使用量約為 4085 太瓦時,預計未來幾十年美國的電力使用量將繼續上升,到 2030 年達到 4315 太瓦時(對應 493GW),到 2050 年將達到 5178 太瓦時。根據我們根據我們前面的“前面的“測算角度一測算角度一”,假如,假如 2030 年年 AIDC
55、 總功耗總功耗最高為最高為 57GW,那么占全美用電量的比重將提升至,那么占全美用電量的比重將提升至 12%(57GW/493GW),較),較 2023 年的年的 5%大幅大幅提升。提升。圖表19:2022-2050 年美國電力使用量預測(單位:太瓦時)資料來源:Statista,國盛證券研究所 1.3.4 總結二:總結二:AIDC 耗電量有望比肩比特幣挖礦耗電量有望比肩比特幣挖礦 在我們 2024 年 8 月 6 日發布的報告AI 東風已至,比特幣礦場開啟第二增長曲線中,對比特幣礦場用電量進行過假設和預測,在該報告中,據我們預測 2024/2025/2026/2027/2028 年得州比特幣
56、礦場負荷分別為 4.7/6.5/8.3/10.1/11.9GW(假設得州比特幣礦場年新增負荷為 1.8GW),關于得州比特幣礦場負荷在美國的份額,我們假設保持 28.5%不變,因此據我們預測美國比特幣礦場年負荷分別為 17/23/29/36/42GW。為了方便對比,我們將數據預測至 2030 年,假設:1)得州比特幣礦場年新增負荷為 1.8GW,2)假設 2029 年和 2030 年德州礦場份額保持 28.5%不變。因此得出 2024/2025/2026/2027/2028/2029/2030 年,美國比特幣礦場每年耗電分別為 17GW/23GW/29GW/26GW/42GW/48GW/54G
57、W。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.15 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表20:美國加密貨幣電力需求測算 年份 得州比特幣礦場新增負荷(GW)得州比特幣礦場當年可運行負荷(GW)得州比特幣礦場負荷/全美比特幣礦場負荷 美國比特幣礦場當年負荷(GW)2023/2.9 28.5%10 2024E 1.8 4.7 28.5%17 2025E 1.8 6.5 28.5%23 2026E 1.8 8.3 28.5%29 2027E 1.8 10.1 28.5%36 2028E 1.8 11.9 28.5%42 2029E 1.8 13.7 28.5%4
58、8 2030E 1.8 15.5 28.5%54 資料來源:NERC,Cointelegraph,EIA,國盛證券研究所整理 結論:保結論:保守預測下,守預測下,美國美國 AIDC 耗電量將在耗電量將在 2030 年年趕超趕超比特幣挖礦比特幣挖礦電力需求電力需求;樂觀預測下樂觀預測下,美國美國 AIDC 電力需求電力需求將在將在 2029 年超過比特幣挖礦年超過比特幣挖礦。圖表21:美國總用電需求、比特幣挖礦負荷、AIDC 耗電量對比 年份 美國總用電需求(GW,Statista 預測)美國比特幣礦場負荷(GW,國盛預測)AIDC 用電量需求(GW,保守版,國盛預測)AIDC 用電量需求(GW
59、,樂觀版,國盛預測)2023/10 1 3 2024E/17 3 4 2025E 471 23 6 10 2026E/29 10 19 2027E/36 17 30 2028E/42 25 45 2029E/48 38 65 2030E 493 54 57 91 資料來源:Statista,英偉達官網,臺積電官網,DCD,Semi Analysis,Epoch AI,Flexential,前瞻經濟學人,芯智訊,NERC,Cointelegraph,EIA,國盛證券研究所整理 2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.16 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 2
60、、困境何解:短期困境何解:短期“天然氣天然氣+”是主流是主流 2.1 短期內最快落地方案是天然氣短期內最快落地方案是天然氣 2.1.1 變電站成為傳統用電瓶頸變電站成為傳統用電瓶頸【數據中心供電的現狀數據中心供電的現狀】購買電力與變電站:購買電力與變電站:數據中心通常通過與電力公司簽訂合同來購買電力,這意味著數據中心的電力供應是從發電站生成的電流經過傳輸網絡輸送到數據中心。然而,電力經過長距離輸送后,電壓通常需要通過變電站進行調整,以確保電力符合數據中心的電壓需求。變電站的必要性:變電站的必要性:變電站將高電壓的電力轉化為適合本地使用的低電壓。大多數電力系統都需要經過變電站進行電壓轉換和分配。
61、若沒有本地變電站,電力就無法直接用于數據中心。變電站的建設難度較大、周期較長、成本較高:變電站的建設難度較大、周期較長、成本較高:變電站的建設通常需要大量資金投入,涉及到土地、基礎設施建設、設備采購和人力儲備等。此外,變電站建設的周期較長,且需要滿足嚴格的環境和安全標準。結論:目前現有買電方式下,變電站成為制約結論:目前現有買電方式下,變電站成為制約 AIDC 用電的瓶頸。用電的瓶頸。由于數據中心的電力需求不斷增長,新建變電站或擴容現有變電站需要較長的時間,而且需要大量的審批和建設時間,可能無法迅速跟上數據中心的需求。圖表22:傳統發電廠到變電站到 IDC 資料來源:HDR,國盛證券研究所【天
62、然氣天然氣不需要變電站,是分布式供電的優選】不需要變電站,是分布式供電的優選】天然氣發電不依賴變電站。天然氣發電不依賴變電站。天然氣發電是通過燃燒天然氣產生電力,天然氣發電站通常與數據中心通過專用管道連接,直接將天然氣輸送到發電設施進行燃燒發電,然后生成的電力通過當地的電網或專用線路供應給數據中心,通??梢栽跀祿行母浇陌l電設施中完成,與傳統電力傳輸方式不同,天然氣發電不需要經過高壓電力傳輸網,因此不依賴于遠程變電站和電力輸送設施。天然氣發電可以在數據中心附近建造小型的天然氣發電站(如分布式發電系統),降低對外部電網的依賴,同時縮短電力供應的響應時間。2024 12 19年 月 日 gszq
63、datemark P.17 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表23:天然氣發電 資料來源:Enerflex,國盛證券研究所 2.1.2 AI 快速發展與快速發展與 SMR 核電落地存在時間差核電落地存在時間差 雖然核電在諸多方面具備優勢,但北美算力市場當下最重要的需求是“快速實施”,迅速點亮雖然核電在諸多方面具備優勢,但北美算力市場當下最重要的需求是“快速實施”,迅速點亮GPU 獲得算力,天然氣成為當下首選。獲得算力,天然氣成為當下首選。盡管盡管 2023 年年 2 月美國核管理委員會批準核電公司月美國核管理委員會批準核電公司 Nuscale Power 設計首個設計首個
64、SMR(Small Modular Reactors 小型模塊化反應堆)小型模塊化反應堆),且中俄等世界各,且中俄等世界各國國都在競相將都在競相將 SMR 技術付諸實技術付諸實踐,但踐,但 SMR 的商業化仍需要一段時間的商業化仍需要一段時間,安全審批流程復雜且較為耗時,安全審批流程復雜且較為耗時。目前已經可以看到SMR 已喚起全球對核能的興趣。在美國核裂變行業已獲得通脹削減法案提振,該法案包括多項稅收抵免和激勵措施,同時為核能辦公室提供 7 億美元資金,用于支持發展高純度低濃縮鈾(SMR 所需的燃料)的國內供應;全球有 70 多種商業 SMR 設計正在開發中,且目前已經有兩個 SMR 項目在
65、中國和俄羅斯運營。但根據美國能源監管部門的說法,核反應堆是極其復雜的系統,必須符合嚴格的安全要求,并考慮到各種各樣的事故情景,且許可流程繁瑣且因國家而異。這意味著 SMR 需要一定的標準化才能進入商業市場,因此需要尋找其他方案解決短期的能源短缺問題。圖表24:全球 SMR 項目分布 圖表25:目前已有 70 多種 SMR 設計 資料來源:Energy monitor,國盛證券研究所 資料來源:Energy monitor,國盛證券研究所 44.134.328.728.126.825.023.623.022.320.50.010.020.030.040.050.02024 12 19年 月 日
66、gszqdatemark P.18 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 2.2“天然氣“天然氣+多能源”搭配多能源”搭配更穩健更穩健 天然氣天然氣+其他多能源的搭配方案其他多能源的搭配方案,是目前能適應是目前能適應 AI 電力需求的最快落地方案。電力需求的最快落地方案。相比 SMR 核電這種高能量密度但部署周期較長的獨立解決方案,天然氣發電因其高效性和靈活性,可作為基礎能源快速響應負載需求,同時與可再生能源、燃料電池、儲能系統協同使用,有效彌補間歇性和穩定性不足。這種多能源組合既能滿足 AI 數據中心對穩定供電的需求,又在碳排放和成本之間提供平衡,成為當前數據中心能源戰略的重要選
67、擇。協同不是必需協同不是必需,但對于需要綜合平衡穩定性、環保性和成本的大規模 AI 數據中心,協同使用多能源方案是更靈活且長遠的選擇,有明確目標(如低成本、超快速部署)的情況下,單一方案也可以滿足:【僅用天然氣發電(單一方案)】【僅用天然氣發電(單一方案)】優點:天然氣發電本身可以作為獨立的供電方案,適合對電力需求穩定、快速部署要求高的場景,尤其是需要高可調度性的 AI 數據中心;局限:雖然部署速度快,但長期來看碳排放較高?!径嗄茉磪f同的必要性】【多能源協同的必要性】更穩定安全:AI 數據中心對電力連續性要求極高(不允許短時斷電),可以采用天然氣+儲能系統或燃料電池作為后備支持;更環保:天然氣
68、+風能、太陽能等低碳能源搭配。圖表26:不同發電方式的核心區別 能源解決方案 獨立運行能力 穩定性 靈活性 環境影響 SMR 核電核電 完全獨立 極高 中等 極低 天然氣發電天然氣發電 可獨立運行 高 高 中等(有碳排放)可再生能源可再生能源 需儲能設備支持 低(間歇性)中等(依賴天氣)極低 燃料電池燃料電池 需燃料供應支持 中等 高(適合分布式)低(視燃料類型)儲能設備儲能設備 依賴其他能源 無法發電 高(儲能靈活)取決于電力來源 資料來源:中國核電網,國際能源網,國盛證券研究所整理 2.3 天然氣天然氣方案方案:以:以 xAI 為例為例 天然氣發電技術路徑成熟、配套設備完善、且性價比較高,
69、在短期內是能夠最快解決天然氣發電技術路徑成熟、配套設備完善、且性價比較高,在短期內是能夠最快解決 AI 電電力短缺問題的選擇,特斯拉力短缺問題的選擇,特斯拉 xAI 采用天然氣方案作為應急電力供應。采用天然氣方案作為應急電力供應。天然氣發電機是一種使用天然氣而不是汽油或柴油的發電機。相比于柴油,天然氣購買成本較低且不存在“濕堆積”問題。因此從短期的能源解決方案來看,天然氣發電機相比于燃油等其他使用化石燃料的發電機相比具有成本效益、運行效率高、更環保等優勢。根據 DCD 報道,目前特斯拉 CEO 馬斯克已從 Voltagrid 采購了 14 臺移動天然氣發電機,每臺發電機可提供 2.5 MW 電
70、力,用以緩解其初創公司 xAI 的數據中心電力短缺問題。*補充細節補充細節 1:馬斯克:馬斯克 xAI 主要采用英偉達主要采用英偉達 H 系服務器,集群散熱采用液冷方案。系服務器,集群散熱采用液冷方案。xAI 數據中心中的每個液冷機架包含 8 個英偉達 H100 GPU 服務器,總計 64 塊 GPU,密集布局要求每個計算節點都能高效散熱,傳統風冷方式難以適應,因此 xAI 選擇了超微的液冷方案。*補充細節補充細節 2:xAI 數據中心同時采用了數據中心同時采用了 Megapack 儲能系統儲能系統。xAI 表示其團隊在建設計算集群時發現 AI 服務器并不會全天候以 100%的功率運行,而是存
71、在許多功耗的峰值和谷底,因此在中間添加特斯拉的電池存儲產品 Megapack 來緩沖波動,從而提高整體系統的可靠性,減少電力損耗。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.19 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表27:Supermicro 4U 液冷機架 圖表28:天然氣發電機的不同方案 資料來源:華爾街見聞,國盛證券研究所 資料來源:OTC,國盛證券研究所 2.4 燃料電池燃料電池:以以 Bloom Energy 為例為例 公司概況:公司概況:Bloom Energy 專注于開發高效、低排放的能源技術,致力于通過創新的固體氧專注于開發高效、低排放的能源
72、技術,致力于通過創新的固體氧化物燃料電池(化物燃料電池(SOFC)和固體氧化物電解槽()和固體氧化物電解槽(SOEC)技術,推動全球能源轉型)技術,推動全球能源轉型。作為一家領先的清潔能源公司,公司通過其先進的氫氣和燃料電池技術,致力于為工業、商業以及數據中心等高需求領域提供可持續、可靠的能源解決方案。公司成立于 2001 年,總部位于美國加利福尼亞州,并在全球范圍內拓展業務。核心技術:核心技術:公司核心技術包括固體氧化物燃料電池(SOFC)和固體氧化物電解槽(SOEC),SOFC 系統在使用 100%氫氣時提供高效的電力輸出,電氣效率高達 65%,遠超傳統能源系統。Bloom Energy
73、的燃料電池系統還能夠集成熱電聯產(CHP)技術,使得總能效高達 90%,從而有效降低能源消耗和碳排放。此外,SOEC 技術可用于高效的氫氣生產,是清潔能源轉型中的關鍵技術之一。圖表29:Bloom Energy 固體氧化物燃料電池(SOFC)圖表30:固體氧化物電解槽(SOEC)資料來源:Singledoggy,國盛證券研究所 資料來源:Bloom Energy,國盛證券研究所 產品應用:產品應用:公司產品廣泛應用于多個領域,包括工業電力供應、商業能源管理和數據中心能源解決方案。特別是在數據中心領域,隨著對能源高效性和碳中和目標的需求不斷增加,Bloom Energy 的燃料電池技術的高效、低
74、排放的特點更為突出,其氫氣解決方案不僅可以滿足大規模能源需求,還能為企業提供可靠的備用電源,確保運營的連續性和穩定性。目前Bloom Energy 的市場已經覆蓋北美、亞洲和歐洲等多個地區,尤其是在韓國與 SK Ecoplant的合作中,Bloom Energy 的氫氣燃料電池項目預計將在 2025 年上線。此外,公司已經宣布與 AEP 達成千兆瓦燃料電池采購協議,為 AI 數據中心提供動力。44.134.328.728.126.825.023.623.022.320.50.010.020.030.040.050.02024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.20 請仔細閱讀
75、本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表31:Bloom Energy Server 產品 圖表32:Bloom Electrolyzer 產品 資料來源:Bloom Energy,國盛證券研究所 資料來源:Bloom Energy,國盛證券研究所 2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.21 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 3、中期方案:、中期方案:SMR 核電脫穎而出核電脫穎而出 3.1 為什么是核電:更適配為什么是核電:更適配 AI 3.1.1 AIDC 的特征:分布式與高密度的特征:分布式與高密度 AIDC 算力中心算力中心與傳統與傳統 ID
76、C 數據中心相比較,有兩大最顯著的區別,也是數據中心相比較,有兩大最顯著的區別,也是 AIDC 的重要特的重要特征征?!続IDC 特征一:分布式部署特征一:分布式部署】AI 的應用場景和任務要求等決定了的應用場景和任務要求等決定了 AIDC 需要采用分布式部署方式。需要采用分布式部署方式。AIDC 與傳統的 IDC 在計算需求、應用場景、資源消耗等方面有顯著差異,AIDC 的任務通常是計算密集型的,尤其是 AI 領域的大規模深度學習、機器學習、數據分析等任務,單個計算節點無法承載所有的任務,因此,AIDC 需要將計算任務拆分成多個小任務,通過分布式計算框架將任務分發到多個節點并行計算,這就需要
77、多個地理位置的數據中心或計算節點協同工作?!続IDC 特征二:特征二:24 小時小時高密度計算高密度計算】AI 計算任務的持續性與高負載計算任務的持續性與高負載決定了決定了 AIDC 必須必須 24 小時高負荷運轉,對電力資源和冷卻小時高負荷運轉,對電力資源和冷卻支持的要求更高。支持的要求更高。AI 模型訓練往往是一個長周期的過程,需要持續的計算力支持,因此 AIDC通常會進行長時間持續的計算任務;傳統 IDC 的負載一般會根據業務需求有所波動,且很多應用不需要如此長期、不間斷的計算支持。因此 AIDC 的高功耗計算硬件需要全天候的強電力供應和冷卻支持。圖表33:AI 計算和存儲分離的部署場景
78、 圖表34:多個智算中心分布式訓練 資料來源:asterfusion,國盛證券研究所 資料來源:智算產業發展白皮書(中國電信),國盛證券研究所 AIDC 的分布式部署的分布式部署+高密度計算特征,高密度計算特征,決定了其他能源難以滿足適配,而小型核電決定了其他能源難以滿足適配,而小型核電 SMR 最最符合供電需求符合供電需求。推力推力其他能源其他能源不適配不適配 AI 需求需求,穩定性和地理區域選址均難以滿足,穩定性和地理區域選址均難以滿足 AIDC:水電水電的季節性較為明顯,難以滿足穩定大量的供電需求,同時水資源豐富的地理位置是固定的,難以滿足 AIDC 的分布式部署需求,同時水電需要配電網
79、傳輸電力,整體成本較高,新建成本和時間更高;火電火電的燃料成本較高,且碳排放限制嚴格,即便購買碳排放指標,也會使得火電的綜合成本更高,因此并不適用需要大量耗電的 AIDC,同時火電也面臨配電網導致成本較高的問題;其他新能源其他新能源(如太陽能、風能等)雖然清潔,但其發電能力受到天氣條件和地域限制的影響較大,間歇性和不穩定性使得它們無法在高負載的情況下確保 AIDC 全天候穩定運行,此外部分新能源比如光伏的轉化效率尚低,且后期運維成本較高,從性價比角度出發也不適用于 AIDC。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.22 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 吸
80、引力吸引力SMR 核電核電比較比較優勢優勢更強,模塊化設計適應分布式部署,同時也適配碳排放減少更強,模塊化設計適應分布式部署,同時也適配碳排放減少的環保要求的環保要求。SMR 技術的模塊化特點使其能夠在分布式部署場景中靈活應用,可以根據不同區域的需求靈活增加或減少模塊,確保 AIDC 分布式數據中心的電力供應不受地理位置、天氣、能源價格波動的影響,而且核電作為清潔能源,符合全球碳排放減少的趨勢,適合 AIDC對綠色能源的需求,因此核電 SMR 適合作為 AIDC 的主電力供應來源。圖表35:核電碳排放顯著減少 圖表36:Westinghouse 小型模塊化反應堆設計圖 資料來源:NuScale
81、 Power,國盛證券研究所 資料來源:路透社,國盛證券研究所 3.1.2 核電核電 SMR 落地速度最快落地速度最快 SMR 是什么是什么模塊化、更小模塊化、更小、更便于部署的核反應堆。更便于部署的核反應堆。SMR(Small Modular Reactor,小型模塊化反應堆)是核能技術的一種新型發展,SMR 是核電站的一種類型,但與傳統的核電站有明顯的不同。SMR 是一種小型、模塊化的核反應堆,其設計目的是提供較小規模的電力輸出,并且在建造時采用模塊化組件,便于工廠化生產和運輸,通常 SMR 的輸出功率相比傳統的大型核反應堆更小。在 AIDC 出現之前 SMR 常應用于遠離電網的偏遠地區、
82、小島嶼、軍事基地,或者作為工業用電的補充來源。圖表37:傳統核電站與 SMR 設計對比 圖表38:大小微型反應堆 資料來源:澳大利亞地球科學,國盛證券研究所 資料來源:IAEA,國盛證券研究所 相較于傳統核電站,相較于傳統核電站,SMR 具備規模小、建設時間短、具備規模小、建設時間短、(建設和維護)(建設和維護)成本更低、安全性成本更低、安全性更高更高、更清潔綠色、更清潔綠色、壽命更長壽命更長等特點等特點:2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.23 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 模塊輸出功率?。耗K輸出功率?。篠MR 的輸出功率比傳統核電站小,通常在
83、幾十到幾百兆瓦之間,而傳統核電站的規模通常為 1000 兆瓦以上,比如 NuScale 的 SMR 模塊單個能提供77MW 的電力,最高拼裝 12 個模塊后能提供 924 MW 的電力。建設時間較短建設時間較短:因為 SMR 采用模塊化設計,允許工廠化預制和快速組裝,比如NuScale 的 SMR 核電站只需要 36 個月(3 年),而傳統核電站的建設周期通常較長,可能需要五到十年以上。占地面積?。赫嫉孛娣e?。簜鹘y核電站占地面積較大,通常大于 1 平方英里(約等于 2.6 平方公里),而模塊化的 SMR 占地面積通常更小,NuScale 預測的 SMR 核電站占地面積0.06 平方英里,接近一
84、個小型公園的面積。成本更低:成本更低:傳統核電站的建設成本通常較高,且受規模效應影響,但 SMR 的建設成本相對較低,部分原因是采用標準化、模塊化設計,使得各個模塊能夠批量生產,降低單個反應堆的建設和維護成本。安全性更高:安全性更高:SMR 設計往往具備更高的被動安全特性和抗災能力,能夠在出現故障時自動停堆,不需要人為干預,而且 SMR 反應堆體積更小,因此具備更高的安全性和可靠性。更清潔:更清潔:SMR 采用先進的反應堆設計,可以更高效地使用燃料,并且減少核廢料的產生,更符合清潔能源的要求。壽命更長:壽命更長:SMR 的設計使用壽命長達幾十年而無需換燃料,壽命遠超傳統發電模式,比如 Nusc
85、ale 的 SMR 設計壽命長達 60 年。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.24 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表39:傳統核電站與 SMR 設計對比 資料來源:NuScale,國盛證券研究所 2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.25 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 SMR 的原理的原理與大型核反應堆基本相同,與大型核反應堆基本相同,還是還是通過核裂變反應產生熱能通過核裂變反應產生熱能形成蒸汽形成蒸汽,進,進而驅動發電機發電而驅動發電機發電。(1)核裂變反應:與傳統核電站一樣,SMR 的核心是核反應
86、堆,通過核裂變反應產生熱量,反應堆中的鈾-235 等可裂變材料(如鈾或钚)吸收中子后發生裂變,裂變過程會釋放出大量的熱能和中子;(2)熱交換和蒸汽產生:反應堆中的裂變反應產生的熱量可以用來加熱冷卻劑,冷卻劑在核反應堆內流動,將熱量帶走,并傳遞到蒸汽發生器或直接通過熱交換器將熱量傳遞給水,形成蒸汽;(3)蒸汽驅動發電機:產生的蒸汽被導入渦輪機,通過渦輪機的轉動來驅動發電機,發電機再將機械能轉換為電能,供給電網或用戶;(4)冷卻系統和安全機制:SMR 通常采用天然循環冷卻系統或被動安全系統,利用自然的物理過程(如熱對流)來保持反應堆冷卻,從而減少對外部電力和設備的依賴,這些系統可在出現故障時自動關
87、閉反應堆并降溫。圖表40:輕水 SMR 示意圖 圖表41:阿根廷 CAREM 是首批在建的 SMR 反應堆之一 資料來源:Data Center University,國盛證券研究所 資料來源:Power-technology,國盛證券研究所 SMR 的構成的構成通常包括多個模塊,采用標準化的組件,可以快速組裝和部署。通常包括多個模塊,采用標準化的組件,可以快速組裝和部署。(1)反應堆核心:包含核燃料、發生核裂變、產生大量熱能;(2)冷卻系統:通過循環冷卻劑將熱量從反應堆核心帶走,冷卻劑可以是液態金屬(如鈉)、氣體(如二氧化碳或氦氣)、或者水,一些 SMR 設計采用自然對流或被動安全系統,不依
88、賴外部動力來保持冷卻,增強了系統的安全性;(3)蒸汽發生器:將熱交換后的冷卻劑傳遞給水,從而產生蒸汽,蒸汽導入渦輪機,驅動發電;(4)渦輪機和發電機:將機械能轉換為電能;(5)控制系統:SMR 采用數字化控制系統,部分還引入 AI 技術;(6)安全系統:采用被動安全系統,即在無外部電源或操作員干預的情況下,系統能夠自動冷卻反應堆,常見的設計包括自然對流冷卻、蓄熱裝置等,這些設計能在出現緊急情況時,通過物理原理(如熱對流或重力)維持反應堆的安全;(7)核廢料處理系統:存儲或處理核廢料和放射性物質。圖表42:URI-SMR 系統的構成圖 圖表43:URI-SMR 制氫模塊設計示意圖 資料來源:De
89、sign and construction of fluid-to-fluid scaled-down small modular reactor platform:As a testbed for the nuclear-based hydrogen production,Ji Yong Kim,Joo Hyung Seo,Ji Hyun Kim,In Cheol Bang,國盛證券研究所 資料來源:Design and construction of fluid-to-fluid scaled-down small modular reactor platform:As a testbed
90、 for the nuclear-based hydrogen production,Ji Yong Kim,Joo Hyung Seo,Ji Hyun Kim,In Cheol Bang,國盛證券研究所 2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.26 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 目前目前小型模塊化反應堆小型模塊化反應堆 SMR 主要有幾種主要有幾種不同的不同的技術路線,技術路線,最主流的是輕水反應堆最主流的是輕水反應堆(LWR-SMR),因為技術基礎成熟,),因為技術基礎成熟,容易獲得監管批準容易獲得監管批準。截至 2021 年,全球各國提出70 多
91、種不同的 SMR 核電方案,包括壓水堆方案、氦氣冷堆方案(HTGR)、高溫氣冷實踐堆方案、鈉冷快中子堆方案(SFR),這些方案中約有一半是輕水堆反應,是從第二代核電技術演變而來,技術承接性較高,能快速商業化。但是由于 2011 年福島核電站問題,關于核電的科技樹選擇變得更為復雜,對輕水堆的安全擔憂更加突出,更安全的非輕水堆方案受到青睞,高溫氣冷堆方案也逐步流行:輕水反應堆(LWR-SMR):基于成熟的輕水冷卻技術,如 NuScale 的設計,最主流且靠近商業化;高溫氣冷反應堆(HTGR):使用惰性氣體(如氦氣)冷卻,適用于高溫工藝熱需求,如國內的華能高溫氣冷堆;液態金屬冷卻反應堆(如鈉冷堆):
92、如 TerraPower 開發的 Natrium 反應堆,具有高效散熱能力;熔鹽反應堆(MSR):使用高溫熔巖作為冷卻劑,靈活性高但技術尚未成熟;快中子反應堆(FNR):利用快中子高效率裂變燃料,如俄羅斯 BREST 堆型。圖表44:幾種 SMR 設計圖 資料來源:澳大利亞地球科學,國盛證券研究所 2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.27 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表45:沸水反應堆(300MW)圖表46:高溫氣冷堆(80MW)資料來源:澳大利亞地球科學,國盛證券研究所 資料來源:澳大利亞地球科學,國盛證券研究所 圖表47:熔巖冷卻反應器(3
93、5-300MW)圖表48:壓水反應器(60-300MW)資料來源:澳大利亞地球科學,國盛證券研究所 資料來源:澳大利亞地球科學,國盛證券研究所 3.2 SMR 核電核電現狀現狀與產業鏈與產業鏈 3.2.1 云巨頭云巨頭大力部署大力部署核電核電 電力緊缺,各家云巨頭紛紛布局 SMR 核電,一方面是數據中心對電力需求巨大,SMR 提供長期穩定的清潔能源,可以減少對傳統電網的依賴,另一方面,長期來看 SMR 可以降低電價波動風險,并優化長期運營成本,并且幫助公司實現碳中和承諾:亞馬遜:早在今年 3 月已開始尋找核電支持方案,以 6.5 億美元收購了位于賓夕法尼亞州 Susquehanna Steam
94、 Electric Station 核電站旁的 Talen Energy 數據中心園區;并于今年 10 月公布了三項重大核電投資協議,分別與 Energy Northwest、Dominion Energy 合作在華盛頓、弗吉尼亞建設 960MW、300MW 的 SMR;領投了核能初創公司 X-energy 獲得的 500 億美元 C-1 輪融資。微軟:對于核電的支持力度同樣不小,比爾蓋茨在今年 6 月表示將通過其創辦的初創公司 TerraPower LLC 繼續對美國懷俄明州“下一代”核電站投資數十億美元,預44.134.328.728.126.825.023.623.022.320.50.
95、010.020.030.040.050.044.134.328.728.126.825.023.623.022.320.50.010.020.030.040.050.02024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.28 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 計首座商業反應堆將于 2030 年完工;在 9 月與星座能源達成策略協議,旨在重啟Three Mile Island(三里島)核電站,約為微軟的數據中心提供 835 兆瓦的電力。谷歌:10 月表示已同意購買一家名為 Kairos Power 的初創公司正在開發的小型模塊化反應堆的核能,開發超過 500MW 的電力
96、,并預計第一座反應堆將于 2030 年投入運行。甲骨文:創始人拉里 埃里森 9 月稱甲骨文計劃建設一個由三個 SMR 支持的 1GW 數據中心園區。Meta:正積極向核電開發商征求提案,旨在通過增加核能發電能力來推動其人工智能技術的發展并實現環境目標,計劃在 2030 年代初增添 1 至 4 千兆瓦的美國核能發電能力。AI 數據中心產生的龐大電力缺口以及 CSP 面臨的迫切電力要求使得 SMR 核電產業趨勢越發明顯,預計后續將會有更多 SMR 布局公布。圖表49:云巨頭布局 SMR 項目梳理 公司公司 日期 合作伙伴 項目描述 容量(MW)地點 預計完成日期 投資金額 亞馬遜亞馬遜 2024.
97、3 Talen Energy 以 6.5 億美元收購位于賓夕法尼亞州 Susquehanna 核電站旁的數據中心園區/賓夕法尼亞州/6.5 億美元 亞馬遜亞馬遜 2024.10 Energy Northwest、Dominion Energy 在華盛頓和弗吉尼亞建設 960MW和 300MW 的 SMR 華盛頓 960MW,弗吉尼亞 300MW 華盛頓州、弗吉尼亞州/亞馬遜亞馬遜 2024.10 X-energy 向核能初創公司 X-energy 投資 5億美元/5 億美元 微軟微軟 2024.6 TerraPower LLC 繼續對懷俄明州“下一代”核電站投資數十億美元/懷俄明州 2030
98、年(首座商業反應堆)數十億美元 微軟微軟 2024.9 星座能源 重啟三里島核電站,為數據中心提供約 835MW 電力 835MW 賓夕法尼亞州三里島/谷歌谷歌 2024.10 Kairos Power 購買其開發的小型模塊化反應堆的核能 超過 500MW/2030 年/甲骨文甲骨文 2024.9 暫未公布,計劃建設 建設由三個 SMR 支持的 1GW 數據中心園區 1,000MW/Meta/現有核電站運營商 旨在通過增加核能發電能力來推動其人工智能技術的發展并實現環境目標 1000-4000MW/資料來源:彭博社,Utility Dive,DCD,環球網,Slashdot,Linkedin,
99、國盛證券研究所整理 3.2.2 SMR 核電上下游核電上下游 SMR 核電產業鏈涵蓋了核電產業鏈涵蓋了從上游燃料鈾礦、中游從上游燃料鈾礦、中游研發建造、研發建造、下游下游運營運營與廢料處理與廢料處理的各個環節的各個環節。相對而言,上游設計與制造對專業性和技術壁壘有較高門檻,因此上游廠商議價權較高,下游運維環節由于運營周期長且穩定,能夠帶來長期的現金流,也是利潤較厚的環節,中游項目建設環節利潤空間受制于施工成本、項目周期和工程風險等因素,利潤率相對不如上游或下游穩定。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.29 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明【上游:原材料
100、上游:原材料與加工與加工】上游產業鏈主要涉及核能開發所需的基本原材料、關鍵設備和核燃料的供應,主要包含鈾礦上游產業鏈主要涉及核能開發所需的基本原材料、關鍵設備和核燃料的供應,主要包含鈾礦開采與鈾濃縮開采與鈾濃縮。(1)鈾礦開采)鈾礦開采和鈾加工和鈾加工 鈾礦開采:鈾礦開采:全球的鈾供應市場高度集中,全球的鈾供應市場高度集中,美國的鈾礦主要依賴進口美國的鈾礦主要依賴進口,全球鈾礦全球鈾礦主要由哈薩克主要由哈薩克斯坦、加拿大和澳大利亞三國主導斯坦、加拿大和澳大利亞三國主導。主要鈾礦開采國家及在當地進行開采的典型公司:主要鈾礦開采國家及在當地進行開采的典型公司:哈薩克斯坦Kazatomprom、加拿
101、大Cameco和 Orano(前 Areva,法國公司但在全球開采鈾礦)和 Denison Mines、澳大利亞 BHP(必和必拓)和 Rio Tinto(力拓集團)、俄羅斯 Rosatom 等。此外,美國本土也有部分鈾礦公司,如 Energy Fuels(NYSE:UUUU)、Uranium Energy(NYSE:UEC)等。圖表50:鈾礦分布圖(2022)圖表51:現貨和期貨鈾價格(2000-2023)資料來源:WISE Uranium,國盛證券研究所 資料來源:world-nuclear,國盛證券研究所 鈾加工:鈾加工:鈾濃縮技術對安全性、成本和技術要求非常高,鈾濃縮技術對安全性、成本
102、和技術要求非常高,因此主要由幾家跨國公司主導因此主要由幾家跨國公司主導。天然鈾主要由鈾-235 和鈾-238 組成,當中子與鈾-235 碰撞時,會通過裂變反應釋放出巨大的能量,而鈾-238 的裂變性比鈾-235 小,天然鈾中僅含有約 0.7%的鈾-235,因此需要同位素分離(鈾濃縮)將其含量提高到 3%至 5%,以用作輕水反應堆的燃料。濃縮方法包括氣體擴散法、激光濃縮法和離心法。*離心法原理:將氣態鈾化合物六氟化鈾送入離心機快速旋轉的轉子中,分離出 U-235 和 U-238,較重的同位素 U-238 被向外推,而較輕的同位素 U-235 則聚集在轉子中心。U-235 濃度較高的氣體被抽出并送
103、入另一臺離心機,重復此過程數次可產生 U-235 含量更高的鈾。主要鈾濃縮公司:主要鈾濃縮公司:Centrus Energy(NYSE:LEU,美國,主導全球市場)、Orano(法國,同時布局開采與加工)、Rosatom(俄羅斯)、Urenco(歐洲)。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.30 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表52:鈾濃縮工藝流程(JNFL 離心法)資料來源:JAPAN NUCLEAR FUEL LIMITED,國盛證券研究所 圖表53:離心機示意圖(JNFL 離心法)資料來源:JAPAN NUCLEAR FUEL LIMITED
104、,國盛證券研究所(2)核燃料組件制造)核燃料組件制造 SMR 反應堆使用的燃料包括鈾燃料棒、燃料元件和控制棒等,組件必須符合特定的標準以反應堆使用的燃料包括鈾燃料棒、燃料元件和控制棒等,組件必須符合特定的標準以確保反應堆的安全和高效運行。確保反應堆的安全和高效運行。參與者:參與者:如 Westinghouse、Orano 等,提供核燃料組件和技術支持。(3)反應堆組件制造)反應堆組件制造 反應堆組件是 SMR 的重要組成部分,包括反應堆壓力容器、冷卻系統、控制系統、堆芯和其他相關設施,這些組件需要高度的耐輻射性、抗高溫性能以及可靠性。由于 SMR 的模塊化設計,反應堆組件通常在工廠進行大規模制
105、造,再運輸到現場進行快速組裝,減少了現場建設時間。參與者:參與者:如 NuScale Power、Rolls-Royce 等。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.31 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明【中游:【中游:設計、研發與建造設計、研發與建造】(1)SMR 設計與研發設計與研發 設計與研發:設計與研發:設計公司負責 SMR 反應堆的技術開發、設計標準化工作,SMR 的研發通常包括核反應堆的結構設計、冷卻系統設計、控制系統的集成等,設計研發公司與政府部門、監管機構緊密合作,確保設計符合核安全標準。參與者:參與者:SMR 設計與研發公司如 NuSca
106、le Power、OKLO、TerraPower、Rolls-Royce 等;政府機構如美國能源部(DOE),提供資金支持并對 SMR 的設計進行監管與驗證。(2)反應堆建造與安裝)反應堆建造與安裝 SMR 的模塊化設計允許大部分組件在工廠預制,然后運輸到現場進行快速安裝。的模塊化設計允許大部分組件在工廠預制,然后運輸到現場進行快速安裝。建造階段相較于傳統核電站更為簡便,因為 SMR 的規模較小、模塊化程度高,可以在不需要大規模建設的情況下投入運行,比如建造公司負責將 SMR 反應堆的各個模塊組裝成一個完整的核電站,完成現場安裝,工廠預制的組件將大大縮短現場建設周期。參與者:參與者:建設公司如
107、 Bechtel、Fluor 等,負責 SMR 電站的建設與組裝。圖表54:SMR 與傳統核電站建造方式、時間對比 資料來源:Motive Power,國盛證券研究所【下游:運營、銷售與下游:運營、銷售與廢料處理廢料處理】(1)SMR 核電站核電站運營運營 運營商負責電站的長期管理、維護、監控反應堆運行,并確保反應堆處于安全狀態。運營商負責電站的長期管理、維護、監控反應堆運行,并確保反應堆處于安全狀態。SMR 核電站其運營管理的復雜度較傳統核電站更低,此外運營商還負責 SMR 系統的定期維護,包括燃料更換、設備檢查和技術升級等。參與者:參與者:如美國電力公司(AEP)、英國電力公司(EDF)、
108、Southern Company、Exelon Corporation、Duke Energy(NYSE:DUK)、Entergy Corporation(NYSE:ETR)、PSEG(Public Service Enterprise Group,NYSE:PEG)、Dominion Energy 等,部分運營商可能會購買 SMR電站并進行運營;管理與監控公司會提供智能監控、數據分析與系統優化的服務。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.32 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表55:CAREM(一個阿根廷 SMR 開發項目)工廠布置 資料來源:國際
109、原子能機構,國盛證券研究所(2)電力銷售與電網連接)電力銷售與電網連接 SMR 電站生產的電力通過電力購買協議(電站生產的電力通過電力購買協議(PPA)出售給電網公司或工業用戶。)出售給電網公司或工業用戶。SMR 適用于適用于小型電網,尤其適合遠程地區、偏遠城市或工業項目等特定市場。小型電網,尤其適合遠程地區、偏遠城市或工業項目等特定市場。*電力購買協議(電力購買協議(PPA):運營商與電力購買方(如電網公司、大型工業用戶、政府等)簽訂長期合同,確保穩定的現金流和盈利模式。參與者:參與者:電力購買方如地方電網公司、大型工業企業、政府機構等。圖表56:Nuscale 和猶他州聯合市政電力系統(U
110、AMPS)合作的 SMR 項目目標電價 資料來源:UAMPS,IEEFA,國盛證券研究所(3)廢料廢料及核電退役及核電退役處理處理 SMR 反應堆在生命周期結束后需要廢料管理,核廢料的長期存儲和處理是核電行業的重要環節,廢料管理公司負責廢料的安全處理、運輸與存儲,確保符合核安全標準。參與者:廢料處理公司如 Waste Control Specialists,專門從事核廢料的處置。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.33 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表57:SMR 廢物管理選項摘要 資料來源:國際能源論壇,國盛證券研究所 2024 12 19年
111、月 日 gszqdatemark P.34 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 4、遠期展望:可控核聚變遠期展望:可控核聚變 核聚變是核聚變是通過通過兩個輕原子核結合形成一個較重原子核兩個輕原子核結合形成一個較重原子核,并釋放大量能量的過程。并釋放大量能量的過程??煽睾司圩兎磻尫诺哪芰勘热紵禾?、石油或天然氣高出約 400 萬倍,比核裂變多 4 倍,如果核聚變過程可以實現工業化復制,則能夠提供無限的清潔且價格低廉的能源。目前已有 50 多個國家正在開展核聚變研究,但由于核聚變發生條件嚴格,實現可控核聚變仍需要新材料和新技術上的突破。而實現可控核聚變具體需要多長時間將取決于行業的
112、技術開發進度,同時需要開發必要的基礎設施并制定該項技術的管理要求和標準。根據 space 報道,英國 Tokamak Energy 公司首次在新型反應堆中將氫等離子體加熱到 2700 萬華氏度,溫度高于太陽核心。該公司表示利用核聚變生產商業電力可能于 2030 年實現。圖表58:核聚變原理示意圖 圖表59:一種實現核聚變的容器(Tokamak)設計圖 資料來源:IAEA,國盛證券研究所 資料來源:IAEA,國盛證券研究所 44.134.328.728.126.825.023.623.022.320.50.010.020.030.040.050.02024 12 19年 月 日 gszqdate
113、mark P.35 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 5、能源之戰的商業模式與參與者、能源之戰的商業模式與參與者 5.1 SMR 核電美股核電美股 5.1.1 SMR(NuScale,研發制造商),研發制造商)公司概況:公司概況:NuScale Power 是首家上市的是首家上市的 SMR 核電廠商。核電廠商。公司起源是愛達荷國家實驗室與俄勒岡州立大學于 2002 年合作開展的 SMR 研究項目,并得到美國能源部(DOE)的支持,于 2007 年成立 NuScale Power.LLC,2020 年成為首個獲得 NRC(美國核管理委員會)設計批準的 SMR,2022 年成為首個
114、上市的 SMR 技術提供商。核心產品:核心產品:公司核心產品公司核心產品 SMR 電源模塊。電源模塊。NuScale 電源模塊是最小的輕水 SMR,高 76 英尺,直徑 15 英尺,單模塊可產生 77 MW 電力。模塊(包括密封裝置)完全在工廠制造,并通過卡車、鐵路或駁船運送到工廠現場,無需現場制造或施工,降低了與現場施工相關的進度和成本風險。圖表60:NuScale SMR 電源模塊構成 資料來源:RPA,國盛證券研究所 競爭優勢:競爭優勢:公司公司擁有自己的擁有自己的核電工廠核電工廠VOYGR Plant Models。VOYGR Plant Models 是NuScale 為其小型模塊化
115、反應堆 SMR 設計的標準化核電廠,電力輸出靈活且運營效率更高,可以滿足不同規模的電力需求,是首個也是唯一一個獲得美國核管理委員會(NRC)設計批準的小型模塊化反應堆。VOYGR Plant Models 不同參數模塊:不同參數模塊:VOYGR-4:由 4 個 NuScale SMR 模塊組成,提供約 308 兆瓦電力輸出,適合為中小型社區和工業應用提供電力;VOYGR-6:包含 6 個模塊,提供約 462 兆瓦電力,適合中型電力需求的應用,例如小城市或較大工業設施;VOYGR-12:由 12 個模塊組成,總計約 924 兆瓦電力輸出,這是 NuScale 最大容量的VOYGR 布局,適合用于
116、滿足大規模電力需求的城市和工業應用,甚至可以作為國家級電網的基荷電力,即使發生災難性損失,VOYGR-12 可以在不使用新燃料的情況下,以154 MW 的功率供電 12 年。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.36 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表61:VOYGR-12 構造圖 圖表62:VOYGR-12 參數 資料來源:NuScale Power,國盛證券研究所 資料來源:NuScale Power,國盛證券研究所 業務布局:業務布局:公司公司為下游客戶為下游客戶提供提供從申請執照、建設調試到運營維護的全套服務從申請執照、建設調試到運營維護的全
117、套服務支持支持。公司提供的服務可以分為商業化應用(COD)前和后兩類:商業化應用前:啟動和測試、ITAAC 管理(檢查、測試、分析和驗收標準)、COLA 管理(VOYGR發電廠的聯合許可申請);商業化應用后:設計工程管理、O&M 工程項目管理、資格重新認證培訓和模擬器支持、采購和備件管理、核燃料和燃料中斷、系統驗證和確認。圖表63:公司提供安裝 SMR 核電站前后的全套服務支持 資料來源:NuScale Power,國盛證券研究所 2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.37 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 項目進展:項目進展:已經與全球多個國家的客戶合
118、作已經與全球多個國家的客戶合作 SMR 核電項目。核電項目。目前為止,公司已經與 RoPower Nuclear S.A.(羅馬尼亞)、KGHM Polska Mied S.A.(波蘭)、Kozloduy 發電廠(保加利亞)、Standard Power(俄亥俄州和賓州)、Prodigy Marine 發電站(加拿大)、Indonesia Power(印度尼西亞)、GS Energy(韓國)有項目合作?!败泴嵙Α保骸败泴嵙Α保鹤⒅乜蒲凶⒅乜蒲?、培養人才、培養人才,在全球多個大學開設,在全球多個大學開設 E2 核能探索中心實驗室。核能探索中心實驗室。此外,公司還設置了 E2 中心(能源探索中心)
119、,通過模擬的真實核電站運行場景,為用戶提供應用核科學和工程原理的實踐機會,E2 在全球多個大學和多個區域設有中心點,如得克薩斯州大學城、布加勒斯特理工大學(羅馬尼亞)、韓國首爾國立大學、俄勒岡州立大學等。財務分析:財務分析:公司財務情況公司財務情況目前處于波動階段,現金流目前處于波動階段,現金流充盈充盈且無債務且無債務,降本增效成果優異,降本增效成果優異。公司最新發布的三季報顯示,2024 三季度:營收:公司營業收入為 50 萬美元,去年同期公司營收 700 萬美元,營收減少主要是與CFPP 合約終止導致(2023 年 11 月 8 日,UAMPS 和 NuScale 宣布雙方同意終止無碳電力
120、項目 CFPP);凈利潤:公司凈虧損 4550 萬美元(其中 720 萬美元是已發行認股權證公允價值相關的非現金費用),去年同期公司凈虧損 5830 萬美元,凈虧損進一步縮窄;費用:運營費用為 4120 萬美元,而去年同期為 9390 萬美元,運營費用同比減少 5270萬美元,公司進一步提高降本增效能力;現金:截至 24 年三季報,現金、現金等價物和短期投資為 1.6 億美元(其中 510 萬美元受限制),并且沒有債務。圖表64:NuScale2023-2024 年盈利情況(百萬美元)資料來源:NuScale Power,國盛證券研究所 資方背景資方背景:Fluor Corporation:全
121、球知名工程和建設公司,是主要股東,擁有大量股份,對 NuScale的投資始于 2011 年,幫助公司在技術研發和商業化方面獲得支持;美國能源部(DOE):美國政府通過能源部對 NuScale 的研發提供了大量的資金支持(超過 3 億美金),支持 SMR 技術的研發和部署;日本商社 JGC 集團;公共和私募股權:2021 年 NuScale 宣布將通過與 Spring Valley Acquisition Corp.合并的方式進行上市,通過這次與 SPAC(特殊目的收購公司)的合并,NuScale 進入了公開資本市場,為 NuScale 帶來了約 2.35 億美元的資金;韓國公司 Doosan
122、Heavy Industries:全球領先的重工業公司,不僅參與投資,還計劃為NuScale 的反應堆提供部分零部件和制造支持。5.1.2 OKLO(研發制造商)(研發制造商)公司公司概況概況:公司由 Jacob DeWitte 和 Caroline Cochran(創始人均具有核能工程背景)于 2013年正式成立,專注于開發小型模塊化反應堆(SMR),總部設在加利福尼亞州,2014 年 OKLO進入知名初創企業加速器 Y Combinator 并拿到啟動資金,24 年 9 月 OKLO 獲得愛達荷州迷你反應堆的場地授權并計劃于 2027 年部署。公司的 Aurora 微型反應堆采用金屬燃料(
123、區別于其他使用鈾燃料的核反應堆),目前公司主要為數據中心、工廠、工業場所、社區和國防設施提供 24/7 全天候清潔能源。核心核心產品:產品:公司核心產品“Aurora 微型反應堆”,單模塊功率 1.5 MW,Aurora 模塊每十年加注一次燃料(因此主要的預期停機時間是電力轉換系統的維護),Aurora 發電廠提供從 15 MW到 50 MW 不等的電力,電廠占地面積僅幾英畝,運營和維護成本低,且工廠可以選址在客戶需要電力的地方,避免貴且長的電力線傳輸。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.38 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 競爭優勢(燃料與其他不同
124、)競爭優勢(燃料與其他不同):微反應堆更適合分布式需求微反應堆更適合分布式需求:OKLO 的 Aurora 微型反應堆屬于中等規模的 SMR,發電廠通常功率在 50MW 左右,在滿足中型的分布式、偏遠和獨立電力需求上具有競爭優勢,相比之下 NuScale 電力更大、更適配電網級別的能源解決方案;燃料和冷卻技術燃料和冷卻技術更清潔環保、成本更低:更清潔環保、成本更低:Oklo 的的 Aurora 反應堆采用金屬燃料,而非反應堆采用金屬燃料,而非傳統的輕水反應堆燃料傳統的輕水反應堆燃料,其冷卻系統也不同于常見的水冷,使用液態鈉作為冷卻劑。這樣的燃料和冷卻設計一方面可以提升反應堆的熱傳導性和效率,另
125、一方面減少了核廢料的產出,進而降低了核廢料處理的成本和環境影響。相比之下,像 NuScale 使用傳統輕水作為冷卻介質,并使用鈾作為燃料,更適合現有核電站技術和供應鏈。財務財務分析分析:公司持續擴大投入為初步商業化做準備,目前公司現金流較為充盈,公司最新發布三季報顯示,2024 三季度:費用:運營費用為 1228 萬美元,而去年同期為 466 萬美元,公司持續擴大投入;凈利潤:公司凈虧損 996 萬美元,去年同期為 867 萬美元,凈利潤虧損擴大主要由持續投入導致;現金充足:截至 24 年三季報:現金和有價證券總額為 2.9 億美元,其中包括 9180 萬美元的現金和現金等價物,以及 1.97
126、 億美元的有價證券。資方背景:資方背景:Sam Altman(Open AI 創始人)創始人):Oklo 的主要資助者之一的主要資助者之一,2014 年,奧特曼將 Oklo納入了 Y Combinator 孵化器。在 2024 年,Altman 進一步幫助 Oklo 通過與他的特殊目的收購公司(SPAC)AltC Acquisition Corp.合并,使 Oklo 成功在紐約證券交易所上市,籌集了約 3.06 億美元的資金,用于支持其核能項目的商業化和未來發展;Y Combinator:OKLO 是 Y Combinator 孵化的初創公司,早期融資主要來自 YC 的孵化項目,獲得了啟動資金
127、支持,Oklo 與 AltC Acquisition Corp 合并后,Oklo 以約 8.5 億美元的投資前估值上市,早期支持者 Y Combinator 可能會保留對 Oklo 的間接持股,但尚未宣布針對 IPO 后階段的額外投資;DCVC(Data Collective):一家知名風險投資公司,專注于科技和深科技領域的投資,為OKLO 提供了資金支持,幫助其技術開發和市場拓展;美國能源部(DOE):DOE 對 OKLO 的研發提供了資助,用于先進燃料循環和制造技術商業化,DOE 的資助項目在推動 OKLO 技術成熟和驗證方面發揮了關鍵作用。5.1.3 NNE(NANO,研發制造,研發制造
128、+燃料燃料加工加工)公司概況公司概況:Nano Nuclear Energy 主業涵蓋主業涵蓋 4 塊塊 SMR 相關內容,相關內容,囊括制造、燃料、運輸囊括制造、燃料、運輸等多環節,旨在等多環節,旨在打造多元化垂直整合產業鏈。打造多元化垂直整合產業鏈。NNE 是一家美國的初創企業,創始人兼董事長Jay Jiang Yu 曾是德意志銀行投行部分析師,CEO 兼研發總核物理學家 James Walker 曾擔任新羅爾斯-羅伊斯核化工廠的項目負責人,公司專注于開發小型模塊化反應堆,致力于成為一家以商業為重點、多元化和垂直整合的公司,涵蓋四個業務線:微型核反應堆技術開發:NANO Nuclear 的
129、主要產品包括固體核心電池反應堆“ZEUS”和低壓冷卻劑反應堆“ODIN”;核燃料制造:設立核燃料子公司 HALEU Energy Fuel Inc.(HEF),提供 HALEU 核燃料(一種含有 5%-20%鈾 235 的先進核燃料),燃料可自用也可外供;核燃料運輸:設立運輸子公司 Advanced Fuel Transportation Inc.(AFT),為小型模塊化反應堆、微反應堆公司、國家實驗室、軍隊、美國能源部項目等提供 HALEU 核燃料;核能行業咨詢服務;其他子公司:NNE 還設立太空事業子公司 NANO Nuclear Space Inc.(NNS),探索 NNE微核反應堆技術
130、在太空的潛在商業應用。核心核心產品產品(制造側)(制造側):NNE 微反應堆可以提供 1-20MW 的熱能,其中 Zeus 宙斯核微反應堆具有完全密封的核心,依靠高導電性慢化劑基質來耗散裂變能量,然后通過專有技術從容器外部帶走熱量,避免了冷卻劑損失可能造成的風險,此外 Zeus 反應堆堆芯和電力轉換系統安裝在一個標準集裝箱中,便于運輸,并且可以運行 10 年。ODIN 奧丁核反應堆是 NNE 正在開發的第二個先進核反應堆(ANR),采用了低壓冷卻劑,反應堆的運行溫度將高于傳統水冷反應堆,可以最大限度地利用冷卻劑的自然對流。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.39 請仔
131、細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表65:“ZEUS”便攜式微反應器 圖表66:ODIN 奧丁核反應堆透明視圖 資料來源:NANO Nuclear,國盛證券研究所 資料來源:NANO Nuclear,國盛證券研究所 核心產品(燃料側):核心產品(燃料側):子公司 HALEU Energy 專注于為其反應堆以及其他 SMR 和微反應堆公司開發和制造高純度低濃縮鈾 HALEU,并被選為美國能源部的新高純度低濃縮鈾聯盟(HALEU 聯盟于 2022 年 12 月 7 日成立)的正式創始成員。HALEU 是經過濃縮的鈾,其可裂變同位素 U-235 的濃度占燃料質量的 5%至 19.9%。
132、相較于傳統鈾燃料,HALEU 具有較多優點反應堆不需要經常補充燃料、減少廢棄物量、可以作為現有反應堆的下一代燃料使用、具有更高的經濟性和安全性等。根據 NNE 數據,到 2030 年需要近 600 公噸的 HALEU才能將新反應堆推向市場。圖表67:高純度低濃鈾 HALEU 資料來源:NANO Nuclear,國盛證券研究所 公公司司財務財務:公司目前正處于項目開拓階段,現金流較為充足,2024 年二季度:費用:運營費用為 432 萬美元,而去年同期為 270 萬美元,投入顯著擴大。凈利潤:公司凈虧損 467 萬美元,去年同期為 270 萬美元。凈利潤虧損擴大由持續投入導致?,F金:截至 24
133、年二季度末,現金、現金等價物為 1379 萬美元,主要來自于 2024 年 5月上市融資。資方背景:資方背景:Citizens Financial Group Inc:公民金融集團(Citizens Financial Group Inc)通過公開市場投資持有 NNE 的股份。BlackRock:全球最大的資產管理公司之一,BlackRock 通過公開市場投資持有 NNE 的股份。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.40 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 5.1.4 LEU(Centrus Energy,燃料加工,燃料加工)公司概況公司概況:Centr
134、us Energy 定位是核燃料和服務供應商(位于產業鏈中游),專注于為全球核能市場提供高純度低濃縮鈾和高效核燃料解決方案。公司總部位于美國,業務涵蓋鈾濃縮服務及其相關技術的研發,尤其在先進燃料(如 HALEU)領域處于市場前沿,支持小型模塊化反應堆(SMR)和下一代核能項目的商業化。在傳統核能領域,Centrus 設計、制造并成功運行氣體離心濃縮技術美國離心機,并已通過美國能源部的測試,目前公司正在逐步從傳統核燃料業務拓展到更多先進燃料業務。主要業務:主要業務:公司主要業務有三類,1)核燃料供應:提供低濃縮鈾(LEU)和高濃縮鈾(HALEU),服務于核能和新型反應堆市場;2)先進制造:利用高
135、精密工程技術制造復雜部件,具體產品包括用于核燃料循環的高效設備、超高精度機械部件以及用于核能和安全系統的復雜模塊等,為能源、國防和航空航天行業提供支持;3)國防:為美國政府提供核燃料技術和相關服務,保障核能基礎設施安全。公司財務:公司財務:公司營收保持增長趨勢,主要驅動力為與能源部(DOE)簽署的 HALEU 操作合同,但毛利隨著 SWU 銷售數量減少出現較大程度下降。公司最新發布三季報顯示,2024 三季度:營收:公司三季度實現營收 5770 萬美元,去年同期為 5130 萬美元,營收穩中有升,主要是 2022 年公司與能源部(DOE)簽署的 HALEU 操作合同,正在從 2023 年底的第
136、一階段過渡到第二階段帶來營收擴張;毛利:公司毛利在截至 2024 年和 2023 年 9 月 30 日的三個月內分別為 890 萬美元和1130 萬美元,2024 年 9 月 30 日的三個月的減少主要歸因于 LEU 部門毛利的減少,這主要由于出售的 SWU 數量減少導致 SWU 單位成本上漲;費用:運營費用為 1650 萬美元,而去年同期為 1420 萬美元,運營費用同比增加 230萬美元,主要在于銷售、管理費用增加;凈利潤:公司凈虧損 500 萬美元,去年同期為凈收入 820 萬美元,主要由于毛利下降導致。資方背景:資方背景:美國能源部(DOE):Centrus Energy 獲得了美國能
137、源部的大力支持,特別是在高濃縮低濃鈾(HALEU)生產方面,以促進先進核燃料的研發和部署。BlackRock:全球最大的資產管理公司之一,BlackRock 通過公開市場投資持有 Centrus的股份。TerraPower:由比爾 蓋茨創立的核能公司,與 Centrus 合作開發適用于小型模塊化反應堆(SMR)的先進核燃料。X-Energy:美國核能公司,與 Centrus 合作開發高溫氣冷堆的燃料技術。5.1.5 UUUU(Energy Fuels,原料開采),原料開采)公司概況公司概況:Energy Fuels 是一家總部位于美國的礦業和能源公司(位于產業鏈上游,直接儲備燃料資源),200
138、6 年正式成立,2013 年在紐交所上市,專注于生產天然鈾和釷,是核能和先進燃料(如 HALEU)技術的重要原料,還涉足稀土元素(REE)的分離和提煉。公司在美國擁有多個生產設施,是北美核燃料供應鏈的重要參與者。主要業務:主要業務:公司主要業務包括天然鈾和釷的開采與加工,為核能行業提供關鍵燃料,同時通過旗下設施提煉稀土氧化物,用于風力發電、電子設備等清潔能源和高科技應用。公司的商業模式圍繞礦產資源的提取、加工和銷售展開,并與能源和技術領域的客戶建立長期供應關系。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.41 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表68:全球化
139、重要資產布局 資料來源:Securities.io,國盛證券研究所 公司公司財務財務:公司持續推進各類稀土元素開采,近期因運輸問題產量低于預期。公司成功完成了對 Base Resources 的收購,其中包括馬達加斯加先進的世界級的加圖利亞鈦鋯項目,確保公司在鈦和鋯礦產行業的領先地位。公司最新發布三季報顯示,2024 三季度:營收:公司三季度實現營收 404 萬美元,去年同期為 1100 萬美元,主要由于從PinyonPlain 礦到 WhiteMesaMill 的礦石運輸出現延誤,預計該問題將在 2024 年第四季度得到解決;凈利潤:公司三季度歸屬于公司的凈虧損 1206 萬美元,去年同期為
140、凈收入 1056 萬美元,主要原因為與推進 Donald 項目相關的交易和整合成本、收購 BaseResources 相關成本和經常性運營費用;毛利率:公司三季度鈾礦業務毛利潤為 215 萬美元,毛利率為 54%;費用:公司三季度運營費用為 1411 萬美元,去年同期為 1238 萬美元,增長原因為新項目整合成本以及并購交易成本的增加。資方背景:資方背景:BlackRock:全球知名資產管理公司,持有 Energy Fuels 的公開交易股份;Vanguard Group:另一大型資產管理公司,通過公開市場投資于 Energy Fuels;State Street Corporation:作為
141、大型金融服務機構,State Street 持有 Energy Fuels 的部分股份。5.1.6 其他其他 小微型核電產業鏈龐大,除了專注于小微型核電產業鏈龐大,除了專注于 SMR 技術的創新企業外,傳統核電企業和技術的創新企業外,傳統核電企業和電力電力運營商運營商也參與其中:也參與其中:UEC(Uranium Energy):注于北美鈾資源的勘探、開發和生產的公司,主要采用原地浸出(In-Situ Recovery,ISR)技術,采礦方式成本較低且更環保,公司目前運營兩大 ISR 平臺:一個位于德克薩斯州,由 Hobson 工廠支持;另一個位于懷俄明州,依托Irigaray 和 Chris
142、tensen Ranch(原 Willow Creek 項目)支持,這些平臺管理多個鈾礦項目,具備較高的生產準備度,此外公司在加拿大擁有高品位傳統鈾項目如 Henday Lake和 Carswell。CCJ(Cameco):加拿大的鈾礦開采和供應商,專注于上游鈾礦的開采和加工,是全球最大的鈾供應商之一,為核燃料市場提供原材料。BWXT(BWX Technologies):專注于核反應堆組件制造和核能技術,與 SMR/OKLO等最大的區別在于,BWXT 是大型設備供應商和技術服務商,主要為政府和商業領域提供核反應堆組件、核燃料、以及國防相關核技術,客戶包括美國政府(如為海軍核潛艇提供核反應堆)。
143、2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.42 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 DUK(Duke Energy)、CEG(Constellation Energy Group)、EXC(Exelon Corporation)、ETR(Entergy Corporation):美國大型綜合性電力公司,運營傳統核電站并提供電力服務,核心業務包括發電、輸電和配電服務等,DUK 側重于東南部地區,發電組合較均衡,包括天然氣、煤和可再生能源;CEG 以清潔能源為核心,運營美國最大的無碳核電站群,聚焦碳減排;EXC 專注于核能發電,是美國最大的核電運營商,覆蓋多個州;
144、ETR 服務于美國南部,以核電和天然氣發電為主,注重高可靠性供電。5.2 競爭格局與優勢競爭格局與優勢 從行業競爭格局來看,由于從行業競爭格局來看,由于 SMR 核電目前尚處于發展初期,核電目前尚處于發展初期,競爭格局尚未穩定競爭格局尚未穩定,各公司市,各公司市場份額差距不大,主要的差異體現在技術路徑、商業模式和市場布局:場份額差距不大,主要的差異體現在技術路徑、商業模式和市場布局:1)技術路線的技術路線的差異差異 壓水堆(PWR)主導地位:目前,NuScale Power 等企業推動的壓水堆技術占據主流市場,因為其技術成熟度高,監管審批路徑較為清晰,更容易獲得政府和投資者信任;創新技術崛起:
145、如X-energy的高溫氣冷堆(HTGR)和Terrestrial Energy的熔鹽堆(MSR),代表了核能的下一代創新技術,提供了更高的效率和靈活性,但面臨研發周期長和監管復雜等挑戰;關鍵分歧:傳統技術的穩健性和先進技術的潛在突破性形成了差異化競爭格局。2)商業模式的差異商業模式的差異 模塊化與可擴展性:NuScale Power 等企業專注于模塊化的設計,使得反應堆更易于生產、運輸和組裝,從而降低建設和運營成本;特定市場定位:Nano Nuclear Energy 將目標鎖定在偏遠地區和軍事基地的小型高效反應堆市場,提供更靈活的電力解決方案。3)市場布局的區域化市場布局的區域化差異差異
146、美國:得益于政策支持(如 通脹削減法案)和技術優勢,美國企業(NuScale、X-energy)在技術領先和資本獲取方面具備先發優勢;俄羅斯:Rosatom 憑借 RITM-200 已實現商用化,是浮動核電站和極地市場的領先者;中國:政府推動的石島灣高溫氣冷堆并網成功,為國家能源安全提供支撐,同時在出口市場上展現潛力。展望未來,展望未來,技術成熟度、成本競爭力、政策支持技術成熟度、成本競爭力、政策支持、市場定位是決定市場定位是決定 SMR 參與者參與者成敗的成敗的幾項重要幾項重要因素因素:1)技術成熟度與安全性技術成熟度與安全性 核電行業的核心是技術的安全性與成熟度,這是進入市場的首要門檻。核
147、電行業的核心是技術的安全性與成熟度,這是進入市場的首要門檻。NuScale 已獲得美國核管理委員會(NRC)的設計認證,是全球首家獲得這一認證的 SMR 公司;X-energy 的 Triso 燃料具有高安全性和無法熔化的特性,是未來事故容錯核燃料和高溫堆核燃料的重要發展方向。2)成本優勢成本優勢 SMR 需要證明其在全生命周期成本(建造、運營、退役)上優于傳統核電站和其他能源需要證明其在全生命周期成本(建造、運營、退役)上優于傳統核電站和其他能源形式形式,模塊化設計是降低成本的關鍵。模塊化設計是降低成本的關鍵。NuScale、OKLO 等都通過標準化制造和批量生產來減少單堆成本。3)政策與資
148、金支持政策與資金支持 政府的扶持政策和初期資本投入是決定 SMR 項目能否落地的重要因素。美國通過各種激勵政策支持核能復興,包括直接撥款和稅收優惠,此外,企業也可以通過國際合作進行融資,如 NuScale 與羅馬尼亞、波蘭達成協議推動全球部署。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.43 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 4)市場定位與應用場景市場定位與應用場景 多樣化應用是 SMR 的重要競爭優勢,涵蓋發電、工業熱供應、海水淡化、氫氣生產等。比如 NuScale 目標市場集中在公共電力供應和工業電力市場,Nano Nuclear 定位偏遠地區和特種用途市
149、場,強調小型化、移動性和快速部署能力。5)國際化與客戶資源國際化與客戶資源 國際市場競爭將成為未來關鍵,企業需要證明其技術在不同國家的監管、地質、經濟條件下的適用性。目前 NuScale 與多個國家簽署供應協議,搶占全球市場,Rolls-Royce 在英國本土市場的政策支持下,計劃向歐洲擴展。財務數據橫向比較發現位于產業鏈上游的核燃料開采公司如 Energy Fuels、Centrus Energy商業化進展較快,2023 年均實現營收、利潤為正,而位于產業鏈中游的微型反應堆制造公司如 NuScale Power、OKLO、NANO Nuclear Energy 整體來說尚處于商業模式驗證階段
150、,高額研發、生產開支使得凈利潤呈現負數,其中 NuScale Power 進展較快,通過與多國合作的 SMR項目,2023 年取得 2281 萬美元營收。具體來看,各公司競爭優勢包括:各公司競爭優勢包括:NuScale Power:1、公司擁有自己的核電工廠公司擁有自己的核電工廠VOYGR Plant Models,是首個也是唯一一個獲得美國核管理委員會(NRC)設計批準的小型模塊化反應堆;2、公司目前已經與全球多個國家的客戶合作 SMR 核電項目;OKLO:1、OKLO 的 Aurora 微型反應堆屬于中等規模的 SMR,在滿足中型的分布式、偏遠和獨立電力需求上具有競爭優勢;2、Oklo 的
151、 Aurora 反應堆采用金屬燃料,而非傳統的輕水反應堆燃料,更為清潔環保、成本更低;NANO Nuclear Energy:業務覆蓋較廣,公司主業涵蓋 4 塊 SMR 相關內容,囊括制造、燃料、運輸等多環節,旨在打造多元化垂直整合產業鏈;Energy Fuels:產能規模較大,公司在美國擁有多個生產設施,是北美核燃料供應鏈的重要參與者,同時近期成功完成了對 Base Resources 的收購,其中包括馬達加斯加先進的世界級的加圖利亞鈦鋯項目,確保公司在鈦和鋯礦產行業的領先地位;Centrus Energy:1、專注于為全球核能市場提供高純度低濃縮鈾和高效核燃料解決方案,尤其在先進燃料(如
152、HALEU)領域處于市場前沿;2、公司獲得了美國能源部的大力支持,特別是在高濃縮低濃鈾(HALEU)生產方面,以促進先進核燃料的研發和部署。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.44 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 6、投資投資建議建議【從算力到能源:為什么在當下推薦能源【從算力到能源:為什么在當下推薦能源基礎設施基礎設施賽道】賽道】存在預期差:存在預期差:當下推薦能源賽道的核心邏輯,源于 AI 驅動下的科技產業鏈條正在從算力生從算力生態向能源態向能源 IT 基礎設施延展基礎設施延展,而市場目前對這一關鍵環節的中長期價值,尚未充分認知。同時市場認為中國
153、的電力基礎設施完備,AI 占比較小,很難有彈性。但我們認為,全球算力放量已是趨勢,算力功耗上行已是必然,國內在 IT 基礎設施領域的優勢更能趁著這波東風實現海外布局。1.從算力到能源:產業鏈驅動的必然路徑從算力到能源:產業鏈驅動的必然路徑 AI 產業加速發展下,GPU、CPU 到存儲、通信、銅纜等各細分領域,已經成為當前市場熱議的主題,但這些算力生態的背后,強烈依賴于能源和基礎設施的持續供給。從下游 AI 應用場景(無論是游戲、金融、還是醫療等)到上游基礎配套(囊括散熱、IDC、能源等),每一個環節都環環相扣,然而,目前市場在算力競爭白熱化的背景下,更多聚焦于中下游環節(硬件和應用),而忽略了
154、基礎設施對算力長期可持續發展的關鍵作用,當下電力及 IT 基礎設施已成為北美算力市場的瓶頸。算力軟硬件毫無疑問已成為市場熱點,展望未來 3-5 年,挖掘更多算力相關的機會,更需要提前研究上游基礎設施環節,尤其是能源環節。2.市場對基礎設施中長期規劃的忽視,帶來能源賽道的投資窗口市場對基礎設施中長期規劃的忽視,帶來能源賽道的投資窗口 1)供需矛盾日益突出供需矛盾日益突出 北美的電力供給處于緊平衡狀態,而 AI 算力需求正在迅速提升,預計到 2029 年全球數據中心的裝機功率需求將從 40GW 增長至 140GW。這種指數級的能耗增長,已經暴露了當前基礎設施規劃的不足。電力基礎設施擴張滯后,變壓器
155、等關鍵設備的生產周期制約能源供給能力。2)市場短期行為帶來的長期隱患市場短期行為帶來的長期隱患 當前資本市場對算力相關賽道(如 GPU、存儲、通信)的關注度極高,但對散熱、IDC、能源等基礎設施的中長期布局重視不足。而這些基礎設施環節,正是推動算力生態可持續發展的核心。以液冷為例,當我們在 24 年初發布液冷行業深度報告的時間點,行業變化并未在資本市場被重視,其市場熱度是在 AI 功耗需求爆發后逐步顯現的,類似的邏輯同樣適用于能源賽道,而這一切才剛剛開始。3.為什么能源賽道值得提前布局為什么能源賽道值得提前布局?能源是科技行業下一階段競爭的核心要素,而市場對能源的規劃和認知仍在起步階段:戰略性
156、稀缺資源:Sam Altman 提到,未來最重要的資源是算力和能源。能源賽道不僅是算力的支撐,更是實現可持續科技發展的基礎。初期投資窗口:當前 AI 能源賽道正處于起步階段,投資估值相對合理,未來需求上修空間大。政策與科技協同驅動:以 SMR 核電為例,其具備低碳環保、高效供電等特性,與全球碳中和政策目標高度契合。天然氣作為過渡性能源也將在短期內受益于數據中心的擴張需求。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.45 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表69:投資邏輯框圖 資料來源:國盛證券研究所整理 綜上,綜上,能源賽道的邏輯,與我們在去年推薦液冷行業時
157、的邏輯類似:在行業爆發的早期,市能源賽道的邏輯,與我們在去年推薦液冷行業時的邏輯類似:在行業爆發的早期,市場估值并不低,但投資的是長期成長性,而非短期便宜價位。場估值并不低,但投資的是長期成長性,而非短期便宜價位。能源是科技競爭的下一場戰役,正如液冷從可選到必選的過程一樣,AI 上游基礎設施賽道也正在從傳統行業走向核心科技配套,搶占布局先機,是未來勝出的關鍵。6.1 SMR 核電美股核電美股 SMR 核電單一方案即可滿足供電需求,因此我們梳理了產業鏈上中下游參與者:2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.46 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 圖表70:核
158、電美股公司一覽表 產業鏈產業鏈 公司代碼公司代碼 公司名稱公司名稱 市值(億元)市值(億元)PE(2024E)相關業務相關業務 上游-鈾礦開采 CCJ.N 卡梅科(Cameco)254 295 全球鈾礦開采巨頭,運營位于加拿大和哈薩克斯坦的鈾礦 上游-鈾礦開采 UEC.A Uranium Energy 30-57 重點在美國和南美進行鈾礦勘探和開采,使用“無堆浸采”技術降低成本 上游-鈾礦開采 UUUU.A Energy Fuels 11-30 美國最大鈾生產商之一,擁有多個鈾礦和釷礦資源,并涉足稀土加工 上游-鈾礦開采 DNN.A 丹尼森礦業(Denison Mines)17-85 主要在加
159、拿大薩斯喀徹溫盆地進行鈾礦勘探與開采 上游-核燃料加工 LEU.A Centrus Energy 11 15 美國領先的鈾濃縮與燃料供應公司,加工原材料為主 中游-SMR 研發與制造 SMR.N NuScale Power 49-61 全球首個獲得美國核管理委員會(NRC)設計認證的 SMR 公司,核心技術基于傳統的輕水反應堆(LWR)中游-SMR 研發與制造 OKLO.N OKLO 22-4 核心產品“Aurora 微型反應堆”,采用快速裂變技術,采用液態金屬冷卻系統 中游-SMR 研發與制造 NNE.O Nano Nuclear Energy 8-87 專注于開發微型核反應堆(比 SMR
160、更?。?,具有較強的可移動性 中游-SMR 研發與制造 BWXT.N BWX Technologies 104 38 主要提供核燃料生產、核動力系統設計與服務,同時也在 SMR 領域有布局 下游-核電站運營與能源供應 DUK.N 杜克能源(DUKE ENERGY)816 19 是美國最大的能源公司之一,提供多種形式的能源,在多個州運營核電廠 下游-核電站運營與能源供應 EXC.O 愛克斯龍電力(EXELON)367 15 美國最大的核能運營商之一,管理著多個核電站,并提供電力和天然氣服務 下游-核電站運營與能源供應 ETR.N 安特吉(ENTERGY)314 18 擁有多個核電廠,為南部地區提供
161、電力服務,運營區域包括路易斯安那州、密西西比州等 下游-核電站運營與能源供應 CEG.O Constellation Energy Group 706 25 美國最大的核能發電商之一,經營著多個核電站 下游-核電站運營與能源供應 SO.N Southern Company 893 19 美國的能源巨頭,運營多個核電站 下游-核電站運營與能源供應 NEE.N 新紀元能源(NEXTERA ENERGY)1,450 21 全球最大的清潔能源公司之一 下游-核電站運營與能源供應 PPL.N PPL 233 28 美國主要的能源供應商 電力電氣設備 GE.N 通用電氣 1,731 28 提供燃氣輪機、可
162、再生能源設備及核能技術解決方案等 電力電氣設備 SU.PA 施耐德電氣 1,507 37 提供能源管理和自動化系統,包括電廠設備及數據中心解決方案 電力電氣設備 ABBN.SIX ABB 1,091 30 提供發電領域的電氣基礎設施及數字化系統 電力電氣設備 ETN.N 伊頓(EATON)1,324 35 制造電氣系統及部件,用于電力分配和備份供電 電力電氣設備 HON.O 霍尼韋爾 1,475 26 運營美國的鈾轉化設施 Metropolis Works 工廠,為核電站提供安全和控制系統等支持技術 電力電氣設備 EMR.N 艾默生 698 35 為發電站提供電力管理系統和安全監控解決方案等
163、資料來源:Wind,各公司官網,美股之家,Fluor idealert,國盛證券研究所(注:股價截至 2024 年 12 月 18 日)2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.47 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 6.2 天然氣天然氣+多能源美股多能源美股 除了除了 SMR 核電,還有多種方法來應對能源挑戰,包括天然氣發電、可再生能源(如太陽能、核電,還有多種方法來應對能源挑戰,包括天然氣發電、可再生能源(如太陽能、風能)、儲能系統,以及利用燃料電池等創新技術風能)、儲能系統,以及利用燃料電池等創新技術,通常采用天然氣,通常采用天然氣+其他能源的復合方案
164、,其他能源的復合方案,因此我們梳理了各個環節主要參與者:因此我們梳理了各個環節主要參與者:天然氣發電:NextEra Energy(NYSE:NEE)、Dominion Energy(NYSE:D)、Cheniere Energy(NYSEAMERICAN:LNG)等??稍偕茉矗ㄌ柲芎惋L能):First Solar(NASDAQ:FSLR)、Enphase Energy(NASDAQ:ENPH)、Brookfield Renewable Partners(NYSE:BEP)等。儲能技術(平衡可再生能源的間歇性):Tesla(NASDAQ:TSLA)、Fluence Energy(NASDA
165、Q:FLNC)等。燃料電池和分布式發電(燃料電池以天然氣或氫氣為燃料):Bloom Energy Corporation(NYSE:BE)、Plug Power(NASDAQ:PLUG)等。核心能源效率技術(數據中心冷卻):Vertiv(NYSE:VRT)、Schneider Electric 等。圖表71:天然氣+多能源美股一覽表 產業鏈產業鏈 公司代碼公司代碼 公司名稱公司名稱 市值(億元)市值(億元)PE(2024E)相關業務相關業務 天然氣發電 NEE.N 新紀元能源(NEXTERA ENERGY)1450 21 領先的可再生能源和天然氣公司,運營風能、太陽能和天然氣發電廠。天然氣發電
166、 D.N 道明尼資源(DOMINION)442 18 提供美國的電力和天然氣,運營傳統和可再生能源資產。天然氣發電 LNG.N CHENIERE ENERGY 464 13 美國領先的液化天然氣(LNG)出口商,專注于LNG 的運輸和銷售??稍偕茉?FSLR.O 第一太陽能(FIRST SOLAR)197 16 太陽能光伏模塊制造商,專注于大規模太陽能項目的開發??稍偕茉?ENPH.O ENPHASE ENERGY 93 151 領先的太陽能微型逆變器制造商,推動住宅太陽能市場增長??稍偕茉?BEPC.N BROOKFIELD RENEWABLE 105 -8 運營可再生能源資產(包括風
167、能和太陽能),注重長期可持續增長。儲能技術 TSLA.O 特斯拉(TESLA)14128 111 主要以電動汽車著稱,也開發儲能系統(如Powerwall)并提供太陽能產品。儲能技術 FLNC.O FLUENCE ENERGY 29 128 提供能源儲存技術,幫助部署大規模電網儲能解決方案。燃料電池和分布式發電 BE.N BLOOM ENERGY 54 -12 開發固態氧化物燃料電池系統,主要使用天然氣提供分布式清潔電力。燃料電池和分布式發電 PLUG.O 普拉格能源(PLUG POWER)20 -1 專注于氫燃料電池系統,服務于電動交通工具和靜態發電應用。資料來源:Wind,Bloom En
168、ergy 官網,美股之家,國盛證券研究所(注:股價截至 2024 年 12 月 18 日)2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.48 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 6.3 A 股股相關標的相關標的 圖表72:A 股及港股核電相關公司一覽表 產業鏈位置產業鏈位置 公司代碼公司代碼 公司名稱公司名稱 市值(億元)市值(億元)PE(2024E)相關業務相關業務 核電及設備核電及設備 003816.SZ 中國廣核 2086 19 建設、運營及管理核電站 核電及設備核電及設備 601985.SH 中國核電 1892 18 儲備多個高溫氣冷堆項目 核電及設備核電
169、及設備 601727.SH 上海電氣 1313 591 核島主設備等 核電及設備核電及設備 600875.SH 東方電氣 477 15 核電站核島主設備和常規島汽輪發電機組等 核電及設備核電及設備 1164.HK 中廣核礦業 122 28 天然鈾資源的勘探、開發及貿易等 超導帶材及配套超導帶材及配套 688122.SH 西部超導 286 37 低溫超導線材 冷卻散熱冷卻散熱 002837.SZ 英維克 246 50 溫控散熱解決方案 超導帶材及配套超導帶材及配套 600363.SH 聯創光電 202 57 高溫超導磁體 電源電源 002851.SZ 麥格米特 254 45 電源等解決方案 零部
170、件制造零部件制造 603699.SH 紐威股份 163 17 核級閥門出海 零部件制造零部件制造 688676.SH 金盤科技 148 26 干式變壓器 超導帶材及配套超導帶材及配套 600577.SH 精達股份 148 28 參股上海超導(高溫超導帶材)天然氣天然氣 603393.SH 新天然氣 128 10 天然氣輸配項目投資建設和經營管理 天然氣天然氣 600759.SH 洲際油氣 118 9 石油勘探開發與石油化工產品的生產銷售 零部件制造零部件制造 000969.SZ 安泰科技 119 30 偏濾器、難熔金屬材料等 零部件制造零部件制造 002335.SZ 科華數據 110 37 專
171、注于數據中心、智慧電能和新能源領域 零部件制造零部件制造 603308.SH 應流股份 91 32 核級閥門 零部件制造零部件制造 603859.SH 能科科技 77 45 智能制造與智能電氣 零部件制造零部件制造 300870.SZ 歐陸通 96 31 電源適配器和服務器電源 超導帶材及配套超導帶材及配套 600105.SH 永鼎股份 78 576 子公司東部超導(高溫超導帶材)核電及設備核電及設備 000922.SZ 佳電股份 67 21 核電特種電機 零部件制造零部件制造 000777.SZ 中核科技 65 31 核級閥門 零部件制造零部件制造 002438.SZ 江蘇神通 61 21
172、核級閥門如核級蝶閥、核級球閥等 零部件制造零部件制造 688776.SH 國光電氣 59 75 ITER 配套設備如偏濾器等,核工業部件如用泵、閥門等 零部件制造零部件制造 688290.SH 景業智能 41 102 核工業裝備 核電及設備核電及設備 002255.SZ 海陸重工 48 14 熱核聚變堆(ITER)等 零部件制造零部件制造 688733.SH 壹石通 44 183 無機非金屬復合材料研發生產 資料來源:Wind,iFinD,同花順財經,每日經濟新聞,國盛證券研究所(注:股價截至 2024 年 12 月 18 日,估值為 wind 一致預期)2024 12 19年 月 日 gsz
173、qdatemark P.49 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 7、風險提示風險提示 1.技術與監管風險技術與監管風險。SMR 技術尚處于研發和早期部署階段,許多設計尚未獲得全面的監管批準,開發周期長且存在技術不確定性,例如安全性測試、材料性能驗證等,任何技術上的失敗或監管延誤都可能顯著增加成本,并影響商業化進程。2.高資本需求與融資壓力高資本需求與融資壓力。SMR 的開發和部署需要巨額資本投入,包括設計、建設和審批成本,許多初創企業依賴外部融資維持運營,一旦資金鏈斷裂,可能導致項目中止。此外,投資回報周期較長,需數十年才能收回初始投入。3.市場需求與競爭風險市場需求與競爭風險
174、。市場接受度和需求可能受到能源政策、公眾態度和技術替代(如儲能技術和綠色氫氣)的影響,如果市場需求不足或政策支持減少,SMR 企業可能面臨盈利困難。2024 12 19年 月 日 gszqdatemark P.50 請仔細閱讀本報告末頁聲明請仔細閱讀本報告末頁聲明 免責聲明免責聲明 國盛證券有限責任公司(以下簡稱“本公司”)具有中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格。本報告僅供本公司的客戶使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。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。本報告的信息均來源于本公司認為可信的公開資料,但本公司及其研究人員對該等信息的準
175、確性及完整性不作任何保證。本報告中的資料、意見及預測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷,可能會隨時調整。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。本公司不保證本報告所含信息及資料保持在最新狀態,對本報告所含信息可在不發出通知的情形下做出修改,投資者應當自行關注相應的更新或修改。本公司力求報告內容客觀、公正,但本報告所載的資料、工具、意見、信息及推測只提供給客戶作參考之用,不構成任何投資、法律、會計或稅務的最終操作建議,本公司不就報告中的內容對最終操作建議做出任何擔保。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。投資者應當充分考慮自身特定狀況,并完
176、整理解和使用本報告內容,不應視本報告為做出投資決策的唯一因素。投資者應注意,在法律許可的情況下,本公司及其本公司的關聯機構可能會持有本報告中涉及的公司所發行的證券并進行交易,也可能為這些公司正在提供或爭取提供投資銀行、財務顧問和金融產品等各種金融服務。本報告版權歸“國盛證券有限責任公司”所有。未經事先本公司書面授權,任何機構或個人不得對本報告進行任何形式的發布、復制。任何機構或個人如引用、刊發本報告,需注明出處為“國盛證券研究所”,且不得對本報告進行有悖原意的刪節或修改。分析師聲明分析師聲明 本報告署名分析師在此聲明:我們具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格或相當的專業勝任能力,本報告
177、所表述的任何觀點均精準地反映了我們對標的證券和發行人的個人看法,結論不受任何第三方的授意或影響。我們所得報酬的任何部分無論是在過去、現在及將來均不會與本報告中的具體投資建議或觀點有直接或間接聯系。投資評級說明投資評級說明 投資建議的評級標準投資建議的評級標準 評級評級 說明說明 評級標準為報告發布日后的 6 個月內公司股價(或行業指數)相對同期基準指數的相對市場表現。其中 A 股市場以滬深 300 指數為基準;新三板市場以三板成指(針對協議轉讓標的)或三板做市指數(針對做市轉讓標的)為基準;香港市場以摩根士丹利中國指數為基準,美股市場以標普 500 指數或納斯達克綜合指數為基準。股票評級 買入
178、 相對同期基準指數漲幅在 15%以上 增持 相對同期基準指數漲幅在 5%15%之間 持有 相對同期基準指數漲幅在-5%+5%之間 減持 相對同期基準指數跌幅在 5%以上 行業評級 增持 相對同期基準指數漲幅在 10%以上 中性 相對同期基準指數漲幅在-10%+10%之間 減持 相對同期基準指數跌幅在 10%以上 國盛證券研究所國盛證券研究所 北京北京 上海上海 地址:北京市東城區永定門西濱河路 8 號院 7 樓中海地產廣場東塔 7 層 地址:上海市浦東新區南洋涇路 555 號陸家嘴金融街區 22棟 郵編:100077 郵編:200120 郵箱: 電話:021-38124100 郵箱: 南昌南昌 深圳深圳 地址:南昌市紅谷灘新區鳳凰中大道 1115 號北京銀行大廈 地址:深圳市福田區福華三路 100 號鼎和大廈 24 樓 郵編:330038 郵編:518033 傳真:0791-86281485 郵箱: 郵箱: 2024 12 19年 月 日