《公用事業及環保產業行業海外視角看:入市核電復興由何驅動?-250110(38頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《公用事業及環保產業行業海外視角看:入市核電復興由何驅動?-250110(38頁).pdf(38頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、敬請參閱最后一頁特別聲明 1 核電于 AI 算力-電力系統中的地位預期提升,美國市場化核電興衰歷程提供前車之鑒、國內核電入市機制一定程度上體現了電價穩定預期。當前,年協電價博弈進入尾聲,我們繼續看好核電運營商穩健成長,建議關注:中國核電、中國廣核,同時建議關注核燃料、核電新技術設備等上/中游環節。(完整推薦見文內)1.本輪美國核電復興由何驅動?高密度清潔能源轉型、大國核技術博弈、AI 算力基建帶動電力基建,三重因素共同作用下,形成核電復興預期。2.美核電復興的政策/市場化工具有哪些?美國通過提升存量/新建市場化核電的經濟性,提升核電在 AI 算力-電力系統中的重要性,同時重新構建起國內核產業鏈
2、,掌握核電新技術主動權。這一發展思路與我國不謀而合以核電反哺核工業。氣價下行、用電需求增長不足、帶補貼新能源快速增長帶來電價下行,是美國在運市場化核電承壓、新建核電少的根因(電價端下行包括電量/容量電價兩個市場的走弱)。由于核電非可再生能源,無法從 RPS 綠證體系中獲益,因此 2016 年起五個州陸續開啟零碳補貼項目(ZEC)以核電的零碳價值為由,率先針對經營困難的核電提供補貼。22 年后拜登 IRA 清潔能源法案從聯邦層面為核電提供稅收補貼、提升了與帶補貼新能源同臺競價的公平性,且新建/重啟/新技術核電補貼力度在運。數據中心-核電 PPA 簽訂案例,突出核電可靠性溢價/環境溢價。Talen
3、 與 Constellation 兩家核電運營商 24 年內分別與 Amazon、Microsoft 簽訂了核電 PPA,根據兩方測算,PTC 價格(IRA 稅收補貼后電價)以外的電價收益貢獻將占到 40%50%,對于兩類溢價的前景看好。3.國內核電入市前景如何?與美國相比,國內核電牌照集中度更高,在成本控制和廠址頂層規劃方面優于美國。從目前核準情況看未來 510年國內核電裝機端增長具有持續性,新機投運前 5 年受益于稅收優惠與免計提乏燃料費、盈利較好。目前國內市場化核電收益結構為單一電能量收益、以差價合約作為主流的價格維穩工具、價格水平總體處于核準價上下;伴隨容量機制成熟后向容量市場進一步轉
4、型、核電可靠性溢價有望體現在收益結構內;零碳目標驅動下,AI 數據中心-核電多年 PPA 等新模式值得期待。4.國內核電新技術落地節奏如何?國內核電新技術投資圍繞核電“三步走”戰略,從三代核電(熱堆)到四代核電(快堆)到聚變堆。國內四代核電技術目前處于國際領先地位,高溫氣冷堆已商用并完成了第二臺機組核準(電-汽聯供),落地最快;中核玲瓏一號 SMR 商用堆(全球首個)預計于 2026 年并網,將是下一個重點落地項目。此外,快堆與聚變堆預計分別于2035 年、2050 年建成商用堆。電力供需趨于寬松風險;核燃料成本上升風險;核電核準持續性不及預期風險;核電新技術突破不及預期風險等。行業深度研究
5、敬請參閱最后一頁特別聲明 2 掃碼獲取更多服務 內容目錄內容目錄 1、本輪美國核電復興由何驅動?.5 2、美核電復興的政策/市場化工具有哪些?.10 2.1 電量/容量電價內卷致美國市場化核電承壓.11 2.2 ZEC/IRA 補貼:零碳價值為由、彌補虧損為實.15 2.3 借助數據中心供電 PPA,可靠性/環境溢價再提升.19 3、國內核電入市前景如何?.21 4、國內核電新技術落地節奏如何?.26 5、投資建議.31 6、風險提示.36 圖表目錄圖表目錄 圖表 1:1900 年以來各階段能源轉型驅動因素各異(占比,%).5 圖表 2:以溫室氣體排放作為清潔性依據,核電與風/光均為領先電源類
6、型.6 圖表 3:核裂變技術帶來核電高能量密度優勢.6 圖表 4:美對華出口限制重點在先進技術出口.6 圖表 5:美國 COP29 再度明確三倍核電計劃.7 圖表 6:國內核電“三步走”戰略.7 圖表 7:更高性能的 AI 計算平臺在功耗上有所進步.8 圖表 8:AI 搜索帶來耗電量近 10 倍的提升.8 圖表 9:近 10 年美國用電 CAGR 近似無增長.8 圖表 10:高盛預測 2230 年美國用電 CAGR 升至 2.4%.8 圖表 11:預計國內算力增長驅動 IDC 用電增長約 27%.9 圖表 12:PJM 市場上可再生能源有效容量無法滿足夏季高峰負荷.9 圖表 13:ERCOT
7、市場在風/光出力不足時電價飆升.9 圖表 14:核電出力平穩、滿足數據中心可靠性要求.10 圖表 15:谷歌數據中心 PUE 降至 1.1.10 圖表 16:與當地能源管理公司簽訂綠電 PPA 資產包,區域間調配運算需求,實現實時綠電匹配.10 圖表 17:為實現 24/7 零碳目標,谷歌嘗試區分可做需求側響應的運算需求,做需求時移.10 圖表 18:美國 7 大區域輸電組織(RTO)區位.11 圖表 19:在運核電多數位于管制地區.12 圖表 20:退役核電多數位于市場化地區.12 圖表 21:1990 年后美國在運核電總數持續下行.12 行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 3 掃碼獲取
8、更多服務 圖表 22:氣電燃料成本下降導致的核電市場化電量跟降是最主要的解釋因子(%).12 圖表 23:20102020 十年間美國氣機燃料成本接近減半.13 圖表 24:美七大電力批發市場(RTO)批發電價走勢與天然氣價格高度相似.13 圖表 25:核電固定投資高、建設周期長.13 圖表 26:考慮稅收抵免,當前新開工核電 LCOE 仍將接近 71/MWh.13 圖表 27:PJM 市場電源裝機容量結構.14 圖表 28:PJM 容量市場中標容量結構.14 圖表 29:25/26 交付年 UCAP 計算規則變化、有效供給縮小.14 圖表 30:規則變化導致 25/26 交付年容量價格飆升,
9、前期均價約 100/MW 天.14 圖表 31:電價端雖承壓,電量消納表現穩健.15 圖表 32:核電電量占比穩定約 20%.15 圖表 33:美股核電運營商近兩年股價表現強勢.15 圖表 34:美國放松管制市場上綠證不同交易形式影響履約認定(強制/自愿).16 圖表 35:美國 RPS 與 REC 體系架構.16 圖表 36:強制性市場綠證交易規模與價格均顯著高于自愿性市場.16 圖表 37:美國 RGGI 碳拍賣結算價持續走高.17 圖表 38:三州 ZEC/CMC 補貼政策比較.17 圖表 39:最新一期 NY ZEC 補貼價格 18/MWh.18 圖表 40:固定電價部分占比提升,穩定
10、核電收益預期.18 圖表 41:IRA 法案以保障能源安全和國內制造業為由計劃對清潔能源補貼 645 億美元.18 圖表 42:IRA 法案對在運/新建/重啟核電項目的補貼支持情況.19 圖表 43:PTC 價格考慮通脹率而年增.19 圖表 44:24 年來 PJM 市場簽署的兩個核電-數據中心供電協議區位情況.20 圖表 45:兩個項目處于 PJM 市場價格洼地,23 年批發電量現貨均價不超過 31/MWh.20 圖表 46:Talen 公司發電資產組合.20 圖表 47:Constellation 公司發電資產組合.20 圖表 48:PPA 溢價與 CFE 綠色溢價預計占總收入的 40%5
11、0%.21 圖表 49:Constellation 公司預計享受可靠性/零碳溢價的電量占比將進一步上升.21 圖表 50:三種預測口徑下 2030 年前國內核電年新增裝機預計 310GW.22 圖表 51:國內核電市場化比例約 50%.22 圖表 52:拉長尺度看國內煤價仍處于高位.23 圖表 53:旺季煤價跌入中長期價格合理區間.23 圖表 54:中國核電(部分)市場化機組結算電價(左軸,元/KWh)、VS 核準電價偏差(右軸,元/KWh).23 圖表 55:中國廣核(部分)市場化機組結算電價(左軸,元/KWh)、VS 核準電價偏差(右軸,元/KWh).23 圖表 56:中國核電 1923
12、年度電盈利波動約 2 分.24 行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 4 掃碼獲取更多服務 圖表 57:廣東核電市場化電量安排.24 圖表 58:浙江核電市場化電量安排.24 圖表 59:25/26 年 PJM 容量市場中標價格對應美國 23 年新建氣機全成本回收約 13 年.25 圖表 60:IEA-WEO 預測下中國核電發展具備成本優勢.25 圖表 61:國內核電沿海分布.26 圖表 62:國內核電進入密集投運期.26 圖表 63:新投產機組度電盈利表現較好.26 圖表 64:核電技術路徑圖譜.27 圖表 65:主要國家小堆類型參數表.27 圖表 66:NuScale 77MW 模塊化小
13、堆參數.28 圖表 67:SMR 為數據中心供電具備 5 大優勢.28 圖表 68:玲龍一號反應堆核心模塊安裝圖(1).28 圖表 69:玲龍一號反應堆核心模塊安裝圖(2).28 圖表 70:U238 探明儲量龐大.29 圖表 71:快堆壓水堆二元核能體系可解決壓水堆乏燃料處理問題.29 圖表 72:國內預測口徑下 2060 年國內 U235 消耗量將升至 6 萬噸/年.29 圖表 73:快堆替代可降低 U235 需求.29 圖表 74:中核集團霞浦快堆已建成落地.30 圖表 75:聚變堆主循環原理示意圖.30 圖表 76:氘氚(D-T)反應示意圖、中子與鋰(6Li)反應示意圖.30 圖表 7
14、7:核電“三步走”戰略.31 圖表 78:中國核電未來三年裝機預測.31 圖表 79:中國廣核未來三年裝機預測.31 圖表 80:牌照壟斷下核電央企集中度高.32 圖表 81:華龍一號國產化率水平近 90%.33 圖表 82:三代核電設備價值占比 50%.33 圖表 83:核電設備價值中心在核島.33 圖表 84:核島設備價值量拆分.33 圖表 85:ITER 裝置及我國承制的部件示意圖.33 圖表 86:ITER 裝機預期成本構成.33 圖表 87:中核度電燃料成本與天然鈾現貨價(年平均)趨勢相同.34 圖表 88:在產鈾礦年供應與需求匹配情況.34 圖表 89:考慮規劃新產能落地后年供應與
15、需求匹配情況.34 圖表 90:核能產業鏈上下游核心環節與上市公司.35 圖表 91:相關公司估值情況.35 行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 5 掃碼獲取更多服務 我們認為:高密度清潔能源轉型、大國核技術博弈、AI 算力基建帶動電力基建,三重因素共同作用下,形成核電復興預期。多因素驅動 1900 年以來的能源轉型,清潔性是不變的轉型方向。但低密度可再生能源因其不穩定性帶來的時段性缺電、電價飆升問題于各國均已有案例,尤其是中、美兩國在用電量維持個位數正增長的背景下,對高密度清潔能源的追尋更為迫切。從占比來看,石油煤炭天然氣在全球能源結構中仍占據重要地位,核電投資的關注度提升。190019
16、75 年:技術驅動“煤轉油”。在石油開采初級階段,石油這一新品種在能源效率和運輸便捷性優勢,逐漸對煤形成替代。19702000 年:地緣政治惡化、去依附目標驅動“油轉氣”。兩次“石油危機”引發石油供應減少;歐美發達經濟體受影響較大、尋找替代能源意愿較強。20002010 年:中國下游需求驅動“用煤回升”。中國的資源稟賦決定了“以煤為主”的能源消費結構,隨著 2000 年以來重工業發展,中國處在經濟騰飛階段,中國煤炭消費占全球的權重上升。20102020 年:ESG+多因素驅動可再生能源發展??稍偕茉凑急燃铀偬嵘?,一方面全球對氣候目標達成共識,帶來 ESG 投資風氣;另一方面新能源技術突破、新
17、的地緣政治問題出現等多因素引發了全球范圍內新一輪的能源轉型。圖表圖表1 1:1 1900900 年以來各階段能源轉型驅動因素各異(占比,年以來各階段能源轉型驅動因素各異(占比,%)來源:BP、國金證券研究所 2023 年 COP28 以來:由美國、法國、英國等二十余國提出的三倍核能宣言,提出使 2050 年核能裝機容量增至 2020 年的三倍目標,全球核電投資將加速。電量平衡時期核電安全問題、經濟性劣勢被放大。放眼全球來看本世紀近 20 年內老牌核電強國(美國、法國等)核電發展放緩,在福島核事故發生的 10 年內有關核電站鄰避效應、核泄漏、核廢料處理等老問題重新引發討論;歐美用電增速持平甚至下
18、滑背景下,核電相比可再生能源更高的發電成本在參與市場化交易過程中體現經濟性劣勢。清潔的高能量密度能源是確定性未來方向。核電與風光可再生能源發電同為溫室氣體排放量最低的電源類型,但前者在能量密度上具有絕對優勢,更為符合能源轉型過程中對高能量密度能源的追求。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 6 掃碼獲取更多服務 圖表圖表2 2:以溫室氣體排放作為清潔性依據,核電與風以溫室氣體排放作為清潔性依據,核電與風/光均光均為領先電源類型為領先電源類型 圖表圖表3 3:核裂變技術帶來核電高能量密度優勢核裂變技術帶來核電高能量密度優勢 來源:北極星電力網、國金證券研究所 來源:BP、ifind、國金證券研
19、究所 中美大國核能觀:爭奪下一代核技術話語權。美國高度重視清潔能源領域的技術競爭。美國政府發布的關鍵和新興技術清單列出 19 項關鍵和新興技術,囊括了可再生能源技術、核能技術等清潔能源技術。近年來,中國在清潔能源領域的快速發展倒逼美國采取技術管制措施。美國始終將清潔能源投資視為提高國家競爭力的一種零和博弈,中國技術產品出口將削弱美國際技術領導力。保持核行業發展與技術領先驅動美國核電復興計劃。在特朗普 1.0 時期、拜登政府任期及 24 年特朗普團隊競選論調中均體現核電的戰略定位,提升核電在本國能源體系里的地位、同時通過限制出口等手段對華制裁。特朗普 1.0 任期:維護其全球核技術優勢地位,遏制
20、中國自主設計的三代堆型與四代新技術發展。特朗普政府提出了一系列方針、政策和框架,核能新政主要體現在核能創新與現代化法案 先進核能技術法案 先進堆開發與部署愿景和戰略美國國家安全戰略等若干關鍵政策文件,對核電態度較為積極,意圖通過重振美國核能,確保美國在全球核技術優勢地位,尤其對先進核電技術提出支持。通過 18 年發布的美中民用核能合作政策框架,提出對涉及華龍一號、CAP1400 等與美國有直接競爭堆型的美國專有設備出口進行管制,提出對 SMR、先進四代堆的全方位限制出口。圖表圖表4 4:美對華出口限制重點在先進技術出口美對華出口限制重點在先進技術出口 限制類型 篇幅 限制內容 技術出口許可政策
21、 26 行 推定批準:(1)已授權技術轉移的 AP1000 堆型;(2)用于運行安全的技術轉讓;(3)用于支持市場流通設備/服務而配套的技術轉讓 推定否決:(1)中小型堆、非輕水堆相關技術(四代技術);(3)對中廣核出口 設備與部件出口許可政策 11 行 推定批準:(1)AP1000、CAP1000、CAP1400 市場流通部件 推定否決:(1)中小型堆、非輕水堆部件;(2)華龍一號、CAP1400 美國獨供部件;(3)對中廣核出口 材料出口許可政策 3 行 推定否決:(1)對中廣核出口 來源:薩斯奎哈納核電(Susquehanna)與三哩島核電(Three Mile Island)分別由 T
22、alen、Constellation 兩家美股上市公司運營、國金證券研究所 拜登政府任期:頒布 IRA 法案補貼國內核電,拉攏核能發展盟友,加大出口管制。通過 IRA 法案對各類清潔能源進行補貼,扭轉核電虧損局面。(后文詳述)23 年 COP28 由美國、法國、英國等二十余國首次聯合發布三倍核能宣言,提出使2050 年核能裝機容量增至 2020 年的三倍目標。24 年 COP29 再提三倍核電落地框架,簽署國總數升至 31 個。8M23 美國核管理委員會(NRC)發文進一步收緊出口:要求出口商在出口特殊核材料44344907208200100200300400500600700800900不同
23、發電類型的溫室氣體排放量(噸/GWh)010203040506070核電風電光伏單位裝機年貢獻能量(EJ/MW 年)行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 7 掃碼獲取更多服務 和原材料時,必須獲得特定許可證。與此同時,某些發電機、容器和軟件,在出口到中國時,也需要獲得美國商務部的特定許可證。特朗普 24 年競選:特朗普表態為“釋放包括核能在內的所有能源生產”、“加速新核電機組”。對于核電表態積極,主要從產出效率角度對新能源項目、尤其是美國的海上風電項目提出質疑。圖表圖表5 5:美國美國 C COP29OP29 再度明確三倍核電計劃再度明確三倍核電計劃 24 年拜登對核電最新表態COP29:安
24、全和負責任擴張美核能:部署目標和行動框架 發展目標(1)到 2035 年實現新增 3500 萬千瓦在建或投運裝機規模,催化形成新核能部署生態;(2)到 2040 年達到年均部署 1500 萬千瓦的建設能力,支持美國和全球核能部署。(3)到 2050 年新增 2 億千瓦核電裝機容量,將核電總裝機規模增至現有水平三倍。行動計劃 發布 9 大實現路徑和 30 余項具體行動措施,主要舉措包括:建造百萬千瓦級大堆,建造小堆,建造微堆,在運機組延壽和改造擴容以及已關閉機組重啟,優化許可和審批程序,培養核產業勞動力,完善設備供應鏈,發展核燃料供應鏈,加強乏燃料管理。來源:COP29、國金證券研究所 我國核電
25、“三步走”,以核電新技術突破帶動核工業發展。為解決核能發展“兩大問題”資源可持續和環境友好性,解決鈾資源、廠址資源保障問題、解決乏燃料后處理問題、解決核廢物處理處置影響最小化問題;同時在核工業各類應用上取得突破,我國自 20 世紀 80 年代便提出了核能發展“三步走”戰略(熱堆、快堆、聚變堆)。近 20 年時間,均將采用熱堆路線、以年核準 810 臺的節奏有序安全發展核電,快堆建設計劃集中在本世紀中期。圖表圖表6 6:國內核電“三步走”戰略國內核電“三步走”戰略 熱堆 快堆 聚變堆 近期 約 20 年時間 穩定核準 810 臺/年 技術攻關 工程示范 關鍵技術研發攻關 中期 至 2060 年
26、安全穩定運行 機組延壽 持續平衡建設(46 臺/年)工程示范 遠期 至本世紀末 熱堆-快堆二元結構,協調發展 商業應用 來源:2024 核能高質量發展大會、國金證券研究所 AI 發展驅動用電增長,電力基建與算力基建并行。AI 數據中心發展驅動的用電需求上升將改變美國電力行業現狀。盡管 NVIDIA 發布的AI 計算平臺在算力提升的過程中隨著技術進步、功耗水平有所下降,但考慮到 AI 搜索相比于傳統搜索的單次耗電量有近 10 倍的提升,單機功耗下降不足以改變 AI 用電量總體上升的趨勢。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 8 掃碼獲取更多服務 圖表圖表7 7:更高性能的更高性能的 A AI
27、I 計算平臺在功耗上有所進步計算平臺在功耗上有所進步 圖表圖表8 8:AIAI 搜索帶來耗電量近搜索帶來耗電量近 1 10 0 倍的提升倍的提升 來源:高盛、國金證券研究所 來源:高盛、國金證券研究所 根據高盛的預測,20222030 年美國用電 CAGR 或回升至 2.4%。在 20102023 的近 13年里,由于制造業外流、人口等多因素影響,美國用電 CAGR 僅有 0.2%。伴隨制造業回流、電氣化程度加快以及 AI 計算等新興產業的發展,高盛預測美國在 20222030年間用電 CAGR 將重回 2.4%,其中 AI 數據中心預期貢獻 0.9pct,在幾個影響因素中預期貢獻量最大。圖表
28、圖表9 9:近近 1 10 0 年美國用電年美國用電 C CAGRAGR 近似無增長近似無增長 圖表圖表1010:高高盛預測盛預測 22302230 年美國用電年美國用電 C CAGRAGR 升升至至 2 2.4%.4%來源:EIA、Wind、國金證券研究所 來源:高盛、國金證券研究所 中國算力規模全球第二、僅次于美國。我們測算算力增長驅動 IDC 用電增長,至 25年占全社會用電量比重將接近 2.5%。至 25 年我國 IDC 用電總需求測算:根據中國信息通信研究院的數據,23 年我國新增算力約 28%,單機架算力提升算力增速略快于機架數增速。假設 24/25 年算力增速擴至 32%/35%
29、,在運機架總量預計從 23 年的 810 萬架增至 1281 萬架(2.5KW 標準機架口徑)。假設 24/25 年國內全社會用電增速設為 7%/5.7%,對應 25 年 IDC 用電占比將繼續提升至 2.3%。66%上架率水平下,IDC 年利用小時數接近 7600h,與核電全年發電小時數高度匹配(考慮平均 18 個月的換料大修周期)。0.00.20.40.60.81.01.21.401020304050607080NVIDIA DGX A100NVIDIA DGX H100NVIDIA DGX B200算力(左軸,pFLOPS)單位耗電最大負荷(右軸,KW/pFLOPS)00.511.522
30、.533.5GoogleChatGPT單次查詢/搜索耗電量(Wh/次)近10倍差0.0%1.0%2.0%3.0%4.0%5.0%6.0%7.0%8.0%9.0%10.0%美國10年用電CAGR行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 9 掃碼獲取更多服務 圖表圖表1111:預計國內算力增長驅動預計國內算力增長驅動 I IDCDC 用電用電增長約增長約 2 27%7%22A 23A 24E 25E 在運算力(pFLOPS)180000 230000 303600 409860 YOY(%)27.8%32%35%2.5KW 標準機架對應算力(pFLOPS/架)0.0276 0.0284 0.03 0
31、.032 在用機架(架)6520000 8100000 10120000 12808125 YOY(%)24.2%24.9%26.6%標準機架功率(KW/架)2.5 平均機架 PUE 1.52 1.48 1.44 1.40 其中:新增機架 PUE 1.29 1.25 平均上架率(%)58.0%66.0%68.0%70.0%IDC 裝機功率(萬千瓦)1437 1978 2481 3142 平均利用小時數(h)8402.2 7583.3 7600 7600 IDC 耗電量(億千瓦時)1207 1500 1886 2388 YOY(%)24.2%25.7%26.6%全社會用電總量(億千瓦時)8637
32、2 92241 98698 104324 YOY(%)6.8%7.0%5.7%IDC 用電占比(%)1.40%1.63%1.91%2.29%來源:中國信息通信研究院、國金證券研究所 可再生能源有效容量貢獻不足,PJM/ERCOT 市場已反映季節性/時段性供需緊張。23年夏季 PJM 市場上光伏出力偏低、但對應夏季負荷高峰,可再生能源有效裝機容量與負荷需求間差距拉大;23 年 ERCOT 市場當風光出力占比低于 25%時(平均出力占比32%),采取稀缺定價機制下的市場電能量電價飆升至 3000 美元/MWh 及更高的水平。圖表圖表1212:P PJMJM 市場上可再生能源有效容量無法滿足夏季市場
33、上可再生能源有效容量無法滿足夏季高峰負荷高峰負荷 圖表圖表1313:E ERCOTRCOT 市場在風市場在風/光出力不足時電價飆升光出力不足時電價飆升 來源:Constellation 公司公告、國金證券研究所 來源:Constellation 公司公告、國金證券研究所 數據中心運行階段重點關注指標包括能源消耗、能效措施、關鍵性能指標(KPIs)。運行連續性是關鍵指標,運營中斷面臨的可能不僅是經濟損失、甚至是法律責任。相比于風光出力不可控,核電這類可靠性電源與數據中心訴求更為相符。能耗下降配合零碳目標。亞馬遜曾在 2019 年表示到 2040 年將實現凈零碳排放;微軟曾在 2020 年表示到
34、2030 年減排量超過排放量;谷歌曾在 2021 年表示到 2030 年實現凈零排放。然后,伴隨 AI 數據中心大量建設,三大科技巨頭的 24/7 凈零排放目標在這兩年均面臨挑戰。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 10 掃碼獲取更多服務 圖表圖表1414:核電出力平穩、滿足數據中心可靠性要求核電出力平穩、滿足數據中心可靠性要求 圖表圖表1515:谷歌數據中心谷歌數據中心 P PUEUE 降至降至 1 1.1.1 來源:中電聯、國金證券研究所 來源:谷歌 2024 環境報告、國金證券研究所 科技巨頭為實現零碳目標,目前主要調用風電/光伏,但為了減輕風光出力不可控、不可預測的問題,主要嘗試采
35、用運算的區域調配、時移等方式主動需求響應。未來運算需求進一步增加、負荷調節能力達上限、將倒逼應用更穩定的零碳電源核電。Engie 作為谷歌在德國數據中心的供電商(合同能源管理公司),自 2020 年起以 24/7零碳覆蓋率為指標簽署了框架協議,內嵌多個當地綠電 PPA 協議,設計了“碳智能計算平臺”,可視化呈現風/光資源包的實時發電情況、市場電價情況等,幫助優化運算任務的分配,實現在可再生能源充足的地區進行更多的運算。谷歌設計了一套數據中心碳排放算法,通過任務時移來避免對瞬時電力負荷需求過大,在風能和太陽能最充足的時候執行次要任務,在出力不足時僅用于保障核心功能使用。在電網高負載運行期間,通過
36、調低服務器最大性能,形成需求側響應,繪制出Carbon-aware Load。圖表圖表1616:與當地能源管理公司簽訂綠電與當地能源管理公司簽訂綠電 P PPAPA 資產包,區域資產包,區域間間調配運算需求,實現實時綠電匹配調配運算需求,實現實時綠電匹配 圖表圖表1717:為實現為實現 2 24/74/7 零碳目標,谷歌嘗試區分可做需求零碳目標,谷歌嘗試區分可做需求側響應的運算需求,做需求時移側響應的運算需求,做需求時移 來源:谷歌 2024 環境報告、國金證券研究所 來源:Energytag、國金證券研究所 我們認為:美國通過提升存量/新建市場化核電的經濟性,提升核電在 AI 算力-電力系統
37、中的重要性,同時重新構建起國內核產業鏈,掌握核電新技術主動權。這一發展思路與我國不謀而合,以核電反哺核工業。氣價下行、用電需求增長不足、帶補貼新能源快速增長帶來電價下行,是美國在運市場化核電承壓、新建核電少的根因(電價端下行包括電量/容量電價兩個市場的走弱)。由于核電非可再生能源,無法從 RPS 綠證體系中獲益,因此 2016 年起五個州陸續開0100020003000400050006000700080009000核電火電水電風電太陽能發電各類電源年利用小時數(h)1.041.061.081.101.121.141.161.181.201.222010A 2012A 2014A 2016A
38、2017A 2018A 2020A 2022A12個月滾動平均PUE行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 11 掃碼獲取更多服務 啟零碳補貼項目(ZEC)以核電的零碳價值為由,率先針對經營困難的核電提供補貼。22 年后拜登 IRA 清潔能源法案從聯邦層面為核電提供稅收補貼、提升了與帶補貼新能源同臺競價的公平性,且新建/重啟/新技術核電補貼力度在運。數據中心-核電 PPA 簽訂案例,突出核電可靠性溢價/環境溢價。Talen 與Constellation 兩家核電運營商 24 年內分別與 Amazon、Microsoft 簽訂了核電 PPA,根據兩方測算,PTC價格(IRA 稅收補貼后電價)以外
39、的電價收益貢獻將占到40%50%,對于兩類溢價的前景看好。2.1 2.1 電量電量/容量電價內卷致美國市場化核電承壓容量電價內卷致美國市場化核電承壓 回顧美國核電衰落:1990 年后美國核電機組總數下行、市場化核電承壓,與電力市場化推行節奏吻合。1990 年是美國電力市場化的重要節點,在 1990 年以前,美國電力公用事業公司大多采取垂直一體化經營方式,發輸配售一體因此用戶不具有購電選擇權。為了使得電價定價合理,州政府對電價實施監管、基于成本監審及合理收益率行政定價。非市場化地區為電力基礎設施建設提供確定性收益保障,但于用戶而言可能承擔較大的固定成本分攤壓力(如南卡羅萊納州電力用戶需要為當地未
40、建成的核電分攤前期投資成本)。1990 年后,美國電力市場化改革開啟,競爭加劇。一體化的電力公用事業公司逐步聚焦于更具規模效應且體現自然壟斷的輸配環節(繼續處于管制),獨立發電商掌握發電資產,七大區域輸電組織(RTO)跨州運行、代替州政府實施市場力監管,聯邦能源管理委員會(FERC)監管 RTO 并負責東部和西部兩個大區之間的跨區批發交易。發電側:自由競爭創造了批發市場好處是具有更多的電廠投資決策權,區位優勢凸顯;壞處是需要承擔電廠投資風險,收益率變得不確定。用戶側:購電選擇變多形成了零售市場好處是可獲得更低的電價和符合需求的電力結構(例如清潔電力),不再承擔電廠投資風險;壞處是對未來供需判斷
41、不準確導致簽訂的長期 PPA 價格與實際存在偏差。圖表圖表1818:美國美國 7 7 大區域輸電組織(大區域輸電組織(RTORTO)區位)區位 來源:RFF、國金證券研究所 多數在運核電位于管制地區,多數退役核電為市場化地區。傳統管制市場上發電成本由州委員會管制,可以為發電廠提供保護、使其免受成本上漲影響。而在市場化地區發電資產主要是獨立發電商運營,通常無法獲得價格保護,在各類電源充分競爭中存在運營成本無法收回的可能性。根據 EIA 統計的截至 10M24 的在運裝機數據,近 6成在運核電為電力公用事業公司(大部分位于管制地區),4 成為獨立發電商。而 2013年至今共有 13 臺退役核電,近
42、 7 成為獨立發電商,平均服役年限為 42 年。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 12 掃碼獲取更多服務 圖表圖表1919:在運核電多數位于管制地區在運核電多數位于管制地區 圖表圖表2020:退役核電多數位于市場化地區退役核電多數位于市場化地區 來源:EIA、國金證券研究所 來源:EIA、國金證券研究所 電價因素導致關停/計劃關停機組增多。根據 MIT 的研究結論,20132018 年間(關停高峰期)關?;蛴媱濌P停機組大多在放開管制的電力市場,批發側電價充分競爭。就 PJM 市場來看,該市場覆蓋范圍內的核電站電價下降主要歸因為氣電燃料成本(天然氣價)下降帶來的沖擊,其次歸因于用電需求的下
43、滑,最后歸因于可再生能源(主要為風電)電量的提升。圖表圖表2121:19901990 年后美國在運核電總數持續下行年后美國在運核電總數持續下行 圖表圖表2222:氣電燃料成本下降導致的核電市場化電量跟降氣電燃料成本下降導致的核電市場化電量跟降是最主要的解釋因子(是最主要的解釋因子(%)來源:EIA、國金證券研究所 來源:MIT、國金證券研究所 0%10%20%30%40%50%60%70%010000200003000040000500006000070000電力公用事業公司(Electric Utility)獨立發電商(IPP)在運核電裝機容量(左軸,MW)裝機占比(右軸)0%10%20%3
44、0%40%50%60%70%010002000300040005000600070008000電力公用事業公司(Electric Utility)獨立發電商(IPP)退役核電裝機容量(左軸,MW)裝機占比(右軸)020406080100120020406080100120在運機組夏季凈發電容量(左軸,GW)在運核電機組總數(右軸,臺)行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 13 掃碼獲取更多服務 圖表圖表2323:2 201020200102020 十年間美國氣機燃料成本接近減半十年間美國氣機燃料成本接近減半 圖表圖表2424:美七大電力批發市場(美七大電力批發市場(R RTOTO)批發電價走
45、勢與天)批發電價走勢與天然氣價格高度相似然氣價格高度相似 來源:ifind、國金證券研究所 來源:MIT、國金證券研究所 相比可再生能源度電成本不具備可比優勢、前期固定投資成本高是存量機組關停、并且 2000 年后僅有兩臺新建的原因。站在當前時點看,考慮核電與新能源享受稅收抵免政策(PTC)后,新建核電 LCOE 仍將接近 71/MWh,雖相比超超臨界煤電更具有經濟性,但仍高于氣機、大幅高于陸上風電和光伏,且高于七大 RTO 批發電價(電量電價),直接入市無法盈利。圖表圖表2525:核電固定投資高、建設周期長核電固定投資高、建設周期長 圖表圖表2626:考慮稅收抵免,當前新開工核電考慮稅收抵免
46、,當前新開工核電 L LCOECOE 仍將接近仍將接近7 71 1/MWMWh h 來源:EIA、國金證券研究所 來源:EIA、國金證券研究所 氣價下行、電力供需寬松格局下,容量市場價格同樣表現萎靡。開設容量拍賣的電力市場如 PJM,核電中標容量補償占比在上升。核電機組需要確保在交付年期間滿足容量市場的合規性要求,在電力高峰需求期間提供承諾的 UCAP 容量;遵守 PJM 的調度和運營規則;提供備用支持;必須參與 PJM 的日前市場和實時市場,并在特殊情況下(如緊急負荷響應)提供服務?;诳捎萌萘浚║nforced Capacity,UCAP)參與容量市場拍賣,核電幾近滿容量可用。UCAP=裝
47、機容量(1EFORd),其中 EFORd(Equivalent Forced Outage Rate during demand)反映機組在高峰需求期因不可用因素導致的實際出力下降概率。核電機組的 EFORd 通常較低(1%-3%),因為核電機組具備高穩定性和較少的緊急停機;而風電/光伏中標的可用容量大約僅總裝機的一半。25/26 交付年氣機中標容量減少,核電中標占比上升。0.001.002.003.004.005.006.007.008.00美國天然氣價格:電力(/千立方英尺)0.0050.00100.00150.00200.00PJM Western hub(/MWh)ERCOT Nort
48、h hub(/MWh)CAISO SP15 zone(/MWh)ISO-NE Internal hub(/MWh)NYISO Hudson Valley zone(/MWh)MISO Illinois hub(/MWh)SPP ISO South hub(/MWh)012345670100020003000400050006000700080009000考慮技術不確定性后的投資預測(左軸,2022/KW)建設周期(右軸,年)行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 14 掃碼獲取更多服務 圖表圖表2727:PJMPJM 市場電源裝機容量結構市場電源裝機容量結構 圖表圖表2828:PJMPJM 容
49、量市場中標容量結構容量市場中標容量結構 來源:清華大學能源互聯網創新研究院、國金證券研究所 來源:PJM、國金證券研究所 規則修訂拉高 25/26 交付年容量價格,度電補償預計從 4.6/MWh(100/MW 天)升至 12.3/MWh(270/MW 天)。容量市場的拍賣(基本拍賣市場和追加拍賣市場)價格高低取決于:(1)市場供需關系:若市場容量緊缺,價格上升;若過剩,價格下降。(2)區域差異:在輸電約束較大的區域,中標價格更高。25/26 交付年針對可用容量的計算規則變更、供給收縮,價格大幅上升。根據清華大學能源互聯網創新研究院的規則總結,在 24/25 交付年及過往交付年,PJM 通過機組
50、等效強迫停運率轉換火電機組的裝機容量得到可用自然容量;而從 25/26 交付年起,PJM 將通過等效帶載能力求取所有發電機組的可用自然容量,這也是導致 25/26 交付年的有效供給大幅降低的原因。圖表圖表2929:25/2625/26 交付年交付年 UCAPUCAP 計算規則變化、有效供給縮計算規則變化、有效供給縮小小 圖表圖表3030:規則變化導致規則變化導致 2 25/265/26 交付年容量價格飆升,前期交付年容量價格飆升,前期均價約均價約 1 10000/MWMW天天 來源:清華大學能源互聯網創新研究院、國金證券研究所 來源:清華大學能源互聯網創新研究院、國金證券研究所 值得注意的是,
51、雖然電價跟降導致利潤空間壓縮,但核電電量始終表現穩健、未體現消納壓力,突出基荷電源定位。美國核電于 19852000 年期間容量因子得到大幅提升,換料大修工期縮短、利用效率提升,2000 年后平均利用小時數維持在 8000h 的高位,在各類電源中電量占比穩定約 20%。在面對全社會用電量需求增長乏力、風光可再生能源沖擊之下,核電電量消納仍有保障,突出基荷電源的角色定位。49.3%21.8%18.1%4.2%2.5%1.9%2.0%0.2%天然氣煤炭核能水電燃油發電風電10.0%12.0%14.0%16.0%18.0%20.0%22.0%0204060801001201401601802022/
52、232023/242024/252025/26煤炭燃油發電天然氣核電石油太陽能水電風電核電占比(右軸)050100150200250300020406080100120140160180出清可用容量(左軸,GW)中標價格(右軸,$/MW 天)行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 15 掃碼獲取更多服務 圖表圖表3131:電價端雖承壓,電量消納表現穩健電價端雖承壓,電量消納表現穩健 圖表圖表3232:核電電量占比穩定約核電電量占比穩定約 2 20%0%來源:EIA、國金證券研究所 來源:EIA、國金證券研究所 客觀來看,借助可靠性溢價/零碳環境溢價彌補核電在電能量市場不占優的局面,成為美國自由
53、競爭電力市場里核電復興的必然選擇。實現途徑上既可以來自行政命令方式(包括聯邦 IRA 法案為收益托底、各州 ZEC 補貼提供兩類溢價),也可以來自市場化方式(與 AI 數據中心簽訂長期 PPA)。COP28 以來聯邦政府表態積極、24 年內核電與 AI 數據中心供電協議落地,兩方因素共振下美國核電公司于資本市場受到青睞。圖表圖表3333:美股核電運營商近兩年股價表現強勢美股核電運營商近兩年股價表現強勢 來源:ifind、國金證券研究所 2.22.2 Z ZEC/IRAEC/IRA 補貼補貼:零碳價值為由、彌補虧損為實零碳價值為由、彌補虧損為實 零碳環境價值。ZEC/CEC 零碳補貼逐步鋪開。美
54、國針對可再生能源轉型及對應的可再生能源環境溢價變現主要以可再生能源配額制 RPS 為抓手。與歐盟直接以碳市場 EU ETS 為抓手、不單設綠電交易市場、碳-電高度耦合的設計有所不同,美國模式與國內現狀更為接近。美國的 RPS 與 REC 體系分別對應強制市場與自愿市場,各州制定的可再生能源配額目標僅可通過“證電合一”的綠電綠證交易市場(強制市場)完成,“證電分離”的綠證交易為綠證管理資源缺乏而又有環保意愿的公司和個人提供購買途徑(自愿市場)。針對兩類綠證形式,衍生出的不同交易形式做出了更進一步劃分,PPA 與 vPPA 分別對應了強制市場和自愿市場。0%10%20%30%40%50%60%70
55、%80%90%100%01000200030004000500060007000800090001957A1960A1965A1970A1975A1980A1985A1990A1995A2000A2005A2010A2015A2020A2021A2022A2023A平均年利用小時數(左軸,h)容量因子(右軸)0%5%10%15%20%25%01000002000003000004000005000006000007000008000009000001957A1960A1965A1970A1975A1980A1985A1990A1995A2000A2005A2010A2015A2020A2021
56、A2022A2023A核電發電量(左軸,GWh)核電發電量占比(右軸)行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 16 掃碼獲取更多服務 圖表圖表3434:美國放松管制市場上綠證不同交易形式影響履約認定(強制美國放松管制市場上綠證不同交易形式影響履約認定(強制/自愿)自愿)綠證形式 開發方式 交易形式 合同形式 買方意愿 證電分離 購買 從電力市場購電,從綠證市場購買綠證 證/電分屬不同合同 自愿性市場 從發電公司購買 虛擬購電合同 證電合一 購買 從發電公司購買 實物購電合同 強制性市場+自愿性市場 從供電公司(含售電公司、政府授權公司)購買 多種不同的合同形式 自建 發用同地(on-site)
57、發用不同地(off-site)來源:北極星電力網、國金證券研究所 圖表圖表3535:美國美國 R RPSPS 與與 R RECEC 體系架構體系架構 圖表圖表3636:強制性市場綠證交易規模與價格均顯著高于自強制性市場綠證交易規模與價格均顯著高于自愿性市場愿性市場 來源:北極星電力網、國金證券研究所 來源:北極星電力網、國金證券研究所 核電并非可再生能源,美國截至目前并未向核電核發綠證(RECs),因此無法像風電光伏那樣通過綠電交易/綠證交易作為可再生能源配額制(包括 RPS 強制市場與自愿市場)的履約途徑。甚至由于 RPS 體系的存在,風光可再生能源對電能量電價的訴求進一步降低,這對核電電價
58、不利。核電環境價值目前主要從零碳角度變現。由于美國尚未形成全國統一的強制碳市場,僅以區域性市場為主,典型包括區域溫室氣體倡議(簡稱 RGGI)、加州碳排放交易體系(簡稱 CCTP)。因此核電的零碳價值一方面體現為相比煤電/氣電節省的發電碳成本,另一方面通過各州發放核電零碳補貼的行政方式落實。RGGI 碳價走高,煤機未進行 CCS 改造或拉高發電成本近 16/MWh,核電相對優勢凸顯。RGGI 市場目前主要覆蓋 25MW 以上的火電發電機組,在創立之時便明確了 90%的配額通過有償拍賣發放,并通過拍賣底價、成本控制儲備(CCR)、排放控制儲備(ECR)工具控制碳價穩定。由于 20212030 年
59、間配額上限年降幅度擴大至 3%,加速了碳價上漲。我們以前文所述的煤機/氣機碳排 820/490 噸/GWh 測算,20/噸的碳價將對應 16.4/9.8/MWh 的碳成本。050010001500200025003000350040000102030405060強制性市場綠證自愿性市場綠證近10年價格高值(左軸,/MWh)2020年綠證交易量對應電量規模(右軸,億千瓦時)行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 17 掃碼獲取更多服務 圖表圖表3737:美國美國 R RGGIGGI 碳拍賣結算價持續走高碳拍賣結算價持續走高 來源:ifind、國金證券研究所 前一批 5 州的 ZEC 項目進入執行
60、末期,ZEC 項目補貼虧損屬性較強。2016 年,美國伊利諾伊和紐約州先后通過立法對核電提供補貼。2019 年,新澤西和俄亥俄州也通過類似的法案,為州內核電站提供補貼。橫向比較來看,補貼均針對經營困難機組,設置一定的價格帽,以彌補未收回成本為目的。成本由當地負責售電的公用事業公司承擔,最終體現在電力用戶的附加費中、或允許參與以前僅限于可再生能源的清潔能源市場提供資金。其中康涅狄格州采取 PPA 方式,伊利諾伊州 CMC 補貼采用中標價倒減算法而非固定金額補償。圖表圖表3838:三州三州 Z ZEC/CMCEC/CMC 補貼政策比較補貼政策比較 紐約州 NY ZEC 補貼 伊利諾伊州 IL ZE
61、C 補貼 新澤西州 NJ ZEC 補貼 伊利諾伊州 IL CMC 補貼 政策內容 負荷服務商(LSE)需強制購買針對特定核電機組電量對應的零碳信用證 公用事業公司強制購買針對特定核電機組所有電量對應的零碳信用證 公用事業公司強制購買針對特定核電機組所有電量對應的零碳信用證 類 IL ZEC 補貼,差別在于公用事業公司 ComEd 是唯一買方,且僅適用于 PJM 市場內核電機組 適用范圍 1)對減排有貢獻 2)陷入財務困境機組 3)對電力用戶有貢獻(可選)1)對減排有貢獻 2)陷入財務困境機組 1)對減排有貢獻 2)陷入財務困境機組 3)每 3 年重新申請 1)對減排有貢獻 2)陷入財務困境機組
62、 申報數據 多年經營成本數據;未來經營風險和收益預測 近 6 年經營成本數據;未來經營風險和收益預測 近 3 年經營成本數據;未來經營風險和收益預測;減排貢獻 證明未來經營存在困難 政策年限 12 年(2 年為調價周期,1729 年)10 年(1727 年)3 年為周期滾動 5 年(2227 年)ZEC/CMC價格 前 2 年定價 17.48/MWh(后續考慮通脹調整)前 6 年定價 16.5/MWh(后續考慮全社會減排成本上升而增加)至 5M25 定價 10/MWh 1)競標總電價-核電平均日前電能量價格-ComEd 區域容量電價-其他收益(如 PTC)2)差價可正可負 價格調整機制 1)3
63、7.78/MWh-參考價格指數 2)需扣減 RGGI 碳價 31.4/MWh-市場價格指數 6M255M28(第三周期)暫停發放 ZEC 補貼,有第四周期 補貼預算上限 年補貼總額 480M 年補貼總額 225M 年補貼總額 270M 2227 年分別設置價格帽:30.3/32.5/33.43/33.5/34.5/MWh 來源:Constellaion 公司公告、國金證券研究所 ZEC 補貼相比綠證價格波動性更小,占綜合電價比例提升、穩定了收益預期。根據Constellation 公司對體內機組的梳理:IL CMC 補貼機組基本頂格簽訂綜合電價;NY ZEC 補貼價在 2325 周期因電量/容
64、量市場電價上升而下調至 18/MWh、仍占預測綜合電價的 30%;剩余機組享受 IRA 補貼、綜合電價預期隨通脹率穩步上升。0510152025美國RGGI碳拍賣結算價(/噸)行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 18 掃碼獲取更多服務 圖表圖表3939:最新一期最新一期 N NY Y Z ZECEC 補貼價格補貼價格 1 18 8/MWhMWh 圖表圖表4040:固定電價部分占比提升,穩定核電收益預期固定電價部分占比提升,穩定核電收益預期 來源:Constellation 公司公告、國金證券研究所 來源:Constellation 公司公告、國金證券研究所 聯邦 IRA 補貼推出,為其余各
65、州市場化核電貢獻了托底收益,避免了僅對新能源補貼帶來的市場失靈問題。拜登時期發布的 IRA 法案旨在一方面削弱中國新能源產品出口競爭力,另一方面通過補貼刺激本國清潔能源轉型。正如前文所述,不止低碳,維護國家能源安全與核電技術領先優勢地位的目標驅動美國核電復興計劃,這使其對核電的戰略定位高于風電/光伏。我們預計 IRA 法案中針對本國核電發展的相關支持條例或能得到延續或避免出現補貼大幅削弱的情景。圖表圖表4141:I IRARA 法案以保障能源安全和國內制造業為由計劃對清潔能源補貼法案以保障能源安全和國內制造業為由計劃對清潔能源補貼 6 64545 億美元億美元 法案內容 政策工具 政策條款 政
66、策適用范圍 補貼金額 保障能源安全和國內制造業 生產稅收抵免 清潔氫生產稅收抵免 氫能源 645 億美元 新型先進制造業稅收抵免 太陽能組件、風力渦輪機、海上風力組件等 核電生產稅收抵免 核電 可再生能源生產稅收抵免 地熱、風能、填埋氣體、水動力設施等 清潔電力生產稅收抵免 清潔電力技術 延長能源投資稅收抵免 微電網、動態玻璃、太陽能設備、地熱設備等 降低能源成本 燃料稅收抵免、清潔車輛信貸、碳管理 100 億美元 實現經濟去碳化 住宅能源、能源創新、海上能源 720 億美元 維護社區正義和環境公平 社區能源投資 100 億美元 農林建設 農林建設 276 億美元 來源:IRA 法案、CNKI
67、、國金證券研究所 現行 IRA 法案下核電市場電價位于目標價區間時觸發補貼機制,補貼差價。24 年為市場電價處于 2543.75/MWh 的機組提供至多 15/MWh 的補貼,補貼后最高價為45/MWh,后續隨通脹率調整。這意味著 IRA 法案為核電電價提供托底保障??紤]到新建核電成本顯著更高,補貼金額上升至 27.5/MWh(PTC)或補貼投資金額的 30%(ITC),有效期為項目投產后 10 年內,且不隨市場電價波動退坡。0510152025303540450102030405060扣除RGGI碳價后的額外減碳價值(左軸,/噸)ZEC價格(右軸,/MWh)價格帽(右軸,/MWh)0.001
68、0.0020.0030.0040.0050.0060.0070.002024A2025E2026E2027E2028EIL CMC補貼機組($/MWh)NY ZEC補貼機組($/MWh)IRA補貼機組(/MWh)行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 19 掃碼獲取更多服務 圖表圖表4242:IRAIRA 法案對在運法案對在運/新建新建/重啟核電項目的補貼支持情況重啟核電項目的補貼支持情況 補貼類型 補貼方案 補貼金額 通脹調整 有效期 條件與限制 在運核電 PTC(45U)15/MWh 2025 年起隨 GDP平減指數 2024-2032年 若市場電價25/MWh,補貼按 80%比例退坡 若
69、市場電價45/MWh,補貼退為 0 新建核電(含SMR)二選一 PTC(45Y)27.5/MWh 2025 年起隨 GDP平減指數 項目投產后10 年內 不隨市場電價波動退坡 補貼時間限制為項目投產后 10 年內 投資稅收抵免(ITC)初始投資金額的30%無調整 無明確時間限制 需符合特定勞工標準(工資及本地雇傭要求)需符合安全和環境要求 重啟核電(同新建)退役核電重啟支持 與 ITC/PTC 相同 2025 年起隨 GDP平減指數 具體項目審批時間決定 需滿足安全和技術升級要求 通常需要 3-5 年重啟周期 來源:IRA 法案、美國國會官網、國金證券研究所 圖表圖表4343:P PTCTC
70、價格考慮通脹率而年增價格考慮通脹率而年增 來源:Constellation 公司公告、國金證券研究所 2.3 2.3 借助數據中心供電借助數據中心供電 P PPAPA,可靠性,可靠性/環境溢價再提升環境溢價再提升 伴隨數據中心對用電需求的增長,24 年 PJM 市場上已有兩例數據中心與核電簽訂供電協議的案例,協議為長期 PPA,相比直接參與市場具有更高的確定性以及更高的溢價。通過區位比對可見,薩斯奎哈納核電(Susquehanna)與三哩島核電(Three Mile Island)均處于 PJM 市場價格相對較低地區,獨立發電商簽訂長期 PPA 鎖定收益的意愿更強。40.0042.0044.0
71、046.0048.0050.0052.0054.0056.002024A2025A2026A2028A2031A遠期PTC價格(/MWh)行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 20 掃碼獲取更多服務 圖表圖表4444:2424年來年來PJMPJM市場簽署的兩個核電市場簽署的兩個核電-數據中心供電數據中心供電協議區位情況協議區位情況 圖表圖表4545:兩個項目處于兩個項目處于 P PJMJM 市場價格洼地,市場價格洼地,2 23 3 年批發電年批發電量現貨均價不超過量現貨均價不超過 3 31 1/MWhMWh 來源:EIA、國金證券研究所 來源:2023PJM 市場報告、國金證券研究所 兩處核
72、電站背后的運營商發電資產多元化。薩斯奎哈納核電(Susquehanna)與三哩島核電(Three Mile Island)分別由 Talen、Constellation 兩家美股上市公司運營,Susquehanna為Talen旗下唯一的核電場站,Talen主營為氣電與煤電;Constellation則以市場化核電運營為主,核電場站分布于 PJM 區域內的紐約州、伊利諾伊州及其他不含 ZEC 補貼地區。圖表圖表4646:T Talealen n 公司發電資產組合公司發電資產組合 圖表圖表4747:C Constellationonstellation 公司發電資產組合公司發電資產組合 來源:Ta
73、len 公司官網、國金證券研究所 來源:Constellation 公司官網、國金證券研究所 Talen-Amazon 協議:計劃直連供電+簽訂 10 年 PPA,合同參考 PJM 電能量/容量價格,25年價格預計為6580/MWh,高出PTC價格約2035$/MWh,并額外簽署carbon-free energy 協議(CFE)。未來若發電許可證續期成功,AWS 擁有兩個 10 年的續期選擇。該模式下不會觸發 PTC 補貼,測算 PTC 價格以外部分將貢獻 40%50%的收入,體現核電的可靠性溢價和環境溢價。38.1%33.1%20.9%7.9%氣電煤電核電燃油發電60%20%6%5%4%2
74、%2%核電氣電油氣混合發電水電油電風電太陽能行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 21 掃碼獲取更多服務 圖表圖表4848:PPAPPA 溢價與溢價與 CFECFE 綠色溢價預計占總收入的綠色溢價預計占總收入的 40%50%40%50%來源:Talen-Amazon 供電協議、國金證券研究所 Microsoft-Constellation Energy 協議:計劃并網運行+簽訂 20 年 PPA。計劃重啟三哩島核電并于 28 年并網,并網前 10 年享受 IRA 法案中對重啟/新建核電的 PTC 固定補貼 27.5/MWh。目前 Constellation 公司在運核電年發電量約 1.8 萬
75、億 KWh,受IRA 法案托底的電量占 60%、剩余 40%享受額外溢價(主要為紐約州/伊利諾伊州/新澤西州 ZEC 補貼,體現可靠性、零碳、高負荷曲線匹配度等電能量市場無法體現的價值),根據其規劃享受溢價的電量比例會隨著 AI 數據中心的興起、清潔能源政策的推廣而逐年上升。圖表圖表4949:C Constellationonstellation 公司預計享受可靠性公司預計享受可靠性/零碳溢價的電量占比將進一步上升零碳溢價的電量占比將進一步上升 來源:Constellation 公司公告、國金證券研究所 我們認為:與美國相比,國內核電牌照集中度更高,在成本控制和廠址頂層規劃方面優于美國。從目前
76、核準情況看未來 510 年國內核電裝機端增長具有持續性,新機投運前 5 年受益于稅收優惠與免計提乏燃料費、盈利較好。目前國內市場化核電收益結構為單一電能量收益、以差價合約作為主流的價格維穩工具、價格水平總體處于核準價上下;伴隨容量機制成熟后向容量市場進一步轉型、核電可靠性溢價有望體現在收益結構內;零碳目標驅動下,AI 數據中心-核電多年 PPA 等新模式值得期待。頂層規劃下,國內核電裝機增長預期有持續性。我國已投運核電機組 5808 萬千瓦,核準在建 5505 萬千瓦,在運在建裝機規模躍居世界首位。但從在運裝機的電量貢獻看,美國核電占總電量比例穩定在 20%電量;國內0.0%10.0%20.0
77、%30.0%40.0%50.0%60.0%01002003004005006007002024年2025年2026年2028年2031年遠期PPA合同外CFE綠色收入(左軸,$mm)PPA合同中高于PTC收入(左軸,$mm)PPA合同中PTC收入(左軸,$mm)直連溢價總占比(PPA溢價+綠色溢價,右軸)108104995625607378811241591781830204060801001201401601802002024A2025E2026E2027E2028E2029E2030EPTC托底保障電量(million MWh)享受額外溢價電量(million MWh)行業深度研究 敬請參
78、閱最后一頁特別聲明 22 掃碼獲取更多服務 核電電量占比僅約 5%,此輪核準高峰在 810 臺/年的節奏下、考慮 56 年的建設周期,預計 2030 年電量占比可至 7.3%。國內核電裝機增長預計有持續性。比較國內預測口徑(結合核準數據)、IAEA 預測口徑、IEA-WEO 預測口徑,2030 年前國內核電年新增裝機預計為 3.511.3GW,20302040年間預計為 4.513.7GW,20402050 年間預計為 2.38.7GW。圖表圖表5050:三種預測口徑下三種預測口徑下 2 2030030 年前國內核電年新增裝機預計年前國內核電年新增裝機預計 3 310GW10GW 來源:202
79、4 核能高質量發展大會、IAEA、IEA-WEO、國金證券研究所 注:IEA-WEO 口徑披露值 20302040 年分段為 20302035,20402050 年分段為 20352050 國內核電市場化摸索前行。2013 年以前核電機組根據成本監審單獨核價,2013 年 關于完善核電上網電價機制有關問題出臺后對新建核電機組實行標桿上網電價 0.43元/KWh 與當地燃煤機組標桿上網電價(含脫硫、脫硝加價)孰低原則定價,承擔核電技術引進、自主創新、重大專項設備國產化任務的首臺或首批核電機組或示范工程可定價上浮。此后,再無國家層面電價機制文件更新,但核電市場化進程在各省“自下而上”推進。圖表圖表
80、5151:國內核電市場化比例約國內核電市場化比例約 50%50%來源:中國核電/中國廣核公司公告、國金證券研究所 國內市場化核電收益來源為電能量市場,類似天然氣價之于美國核電的影響,國內煤價對市場化核電電價也有擾動?!笆奈濉币詠砻簝r處于高位,支撐了核電市場化電價上浮,而在 19/20 年秦皇島港 Q5500 煤價分別為 589、600 元/噸的背景下,核電機組存在平均不超過 3 分的折價(VS 核準價)。影響幅度有限得益于當時入市電量占比不超過 40%。當前,短期煤價再度跌落至 770 元/噸以下的中長期煤價合理區間,部分機組近兩年充分享受市場化溢價、或有價格回調。0.002.004.006
81、.008.0010.0012.0014.0016.0020232030年均裝機(GW)20302040年均裝機(GW)20402050年均裝機(GW)實際核準+國內預測口徑IAEA口徑-高值IEA-WEO口徑-高值IAEA口徑-低值IEA-WEO口徑-低值30%35%40%45%50%55%60%19A20A21A22A23A核電市場化電量占比-中國核電核電市場化電量占比-中國廣核行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 23 掃碼獲取更多服務 圖表圖表5252:拉長尺度看國內煤價仍處于高位拉長尺度看國內煤價仍處于高位 圖表圖表5353:旺季煤價跌入中長期價格合理區間旺季煤價跌入中長期價格合理區
82、間 來源:ifind、國金證券研究所 來源:ifind、國金證券研究所 圖表圖表5454:中國核電(部分)市場化機組結算電價(左軸,中國核電(部分)市場化機組結算電價(左軸,元元/KWhKWh)、)、V VS S 核準電價偏差(右軸,元核準電價偏差(右軸,元/KWhKWh)圖表圖表5555:中國廣核(部分)市場化機組結算電價(左軸,中國廣核(部分)市場化機組結算電價(左軸,元元/KWhKWh)、)、V VS S 核準電價偏差(右軸,元核準電價偏差(右軸,元/KWhKWh)來源:中國核電公司公告、國金證券研究所 注:偏差=各機組加權平均結算電價-加權平均核準電價 來源:中國廣核公司公告、國金證券
83、研究所 注:偏差=各機組加權平均結算電價-加權平均核準電價 核電度電盈利總體穩定。根據中國核電公司公告中對各子公司凈利潤及上網電量的梳理,可見按電量加權平均后 1923 年盈利總體提升,提升幅度約度電 2 分。我們判斷部分機組電價得以上浮、新機投運初期盈利能力較高等多因素促成這一結果。02004006008001,0001,2001,4002015A 2016A 2017A 2018A 2019A 2020A 2021A 2022A 2023A秦皇島港:Q5500動力煤平倉價(元/噸)7007508008509009501,000秦皇島港:Q5500動力煤平倉價(元/噸)-0.04-0.03-
84、0.02-0.010.000.010.020.030.040.300.320.340.360.380.400.420.440.4619A20A21A22A23A偏差-秦一偏差-秦二偏差-秦三偏差-田灣偏差-三門偏差-福清秦一秦二秦三田灣三門福清-0.04-0.03-0.02-0.010.000.010.020.030.040.050.300.320.340.360.380.400.420.440.4619A20A21A22A23A偏差-嶺澳偏差-嶺東偏差-寧德偏差-陽江偏差-防城港嶺澳嶺東寧德陽江防城港行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 24 掃碼獲取更多服務 圖表圖表5656:中國核電中
85、國核電 1 1923923 年度電盈利波動約年度電盈利波動約 2 2 分分 來源:中國核電公司公告、國金證券研究所 國內多省采用差價合約機制穩定電價。美國 IRA 法案針對存量機組的補貼類似單向差價合約、以彌補虧損為主要目標因此“折價補償、溢價不回收”,而國內核電差價合約則本身誕生于“溢價回收”背景下,兩者出發點有別。國內引入差價合約機制核電省份中的廣東、浙江在近三年市場化交易方案中均直接采用了政府授權差價合約的機制,使得結算電價處于核準價附近,起到平抑價格波動作用。國際上同樣計劃采用該方案的還有法國,在本輪歐盟電改中計劃以差價合約代替現行的核電調控價機制(ARENH),推動核電定價更加市場化
86、。圖表圖表5757:廣東核電市場化電量安排廣東核電市場化電量安排 圖表圖表5858:浙江核電市場化電量安排浙江核電市場化電量安排 廣東核電市場化電量安排 23 年 入市規則 嶺澳核電和陽江核電全部機組進入市場,直接參與市場交易 24 年 入市規則 安排嶺澳、陽江核電年度市場化電量約 195 億千瓦時。執行溢價回收機制,超過燃煤基準價(含脫硫脫硝)0.463 元/KWh部分執行 85%回收比例 25 年 入市規則 安排嶺澳、陽江核電年度市場化電量約 273 億千瓦時。執行單向差價合約(合約價為核電核準價,溢價部分執行 90%回收比例)+變動成本補償機制 浙江核電市場化電量安排 23 年 入市規則
87、 秦山一核全年市場化交易電量占其年發電量的 50%。三門核電全年市場化電量占其年發電量的 10%。核電中長期交易電量雙邊協商交易形成的中長期合約電價與核電機組上網電價之差的一定比例回收(負值置零)。24 年 入市規則 秦山一核、三門核電優先發電用于保障居民、農業用電價格不變;秦山核電(二期、三期、方家山)用于平衡電網代理購電和兜底售電用戶電量需求,多余電量通過月度集中交易投放市場。25 年 入市規則 秦山核電(二期、三期、方家山)不參與市場交易或未明確,其余執行 90%政府授權合約價(批復價或承諾價)+10%現貨電價。來源:廣東省發改委、國金證券研究所 來源:浙江省發改委、國金證券研究所 國內
88、容量補償機制暫未引入核電,零碳價值亦有望在未來得到體現。目前我國從煤電開始試行容量補償機制,暫以政府定價方式落地。這引發了對核電這類出力曲線平穩但尚未獲取容量補償電源的市場化電量電價擔憂,電源間制度公平性有望在未來拉齊。美國 PJM 容量市場經驗:低成本可靠電源掌握定價主動權,市場競爭激烈,規則設計影響結果。若將容量補償機制理解為對電源投資固定成本的回收,即使 25/26 拍賣年份因 PJM 容量市場規則變更、容量電價上漲至 270/MW天,也僅能滿足投資成本最低的單軸聯合循環機組(氣電)控制在 13 年回本,核電回本年數高達 79 年。從我國當前煤價容量機制設計來看,330 元/KW年全容量
89、補償對應新建煤機回本周期約12 年,與現價下的美國氣電處境相似。山東為前期容量補償先行省份,海陽核電于 11M23 入市。根據山東省能監辦發文,提及研究建立核電機組優先電量與電力市場銜接方式、容量補償機制、參與中長期市場和現貨市場方式。0.0690.0750.0820.0920.0940.050.060.060.070.070.080.080.090.090.100.1019A20A21A22A23A度電凈利潤-核電(加權均值,元/KWh)行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 25 掃碼獲取更多服務 圖表圖表5959:2 25/265/26 年年 PJMPJM 容量市場中標價格對應美國容量市
90、場中標價格對應美國 2 23 3 年新建氣機全成本回收約年新建氣機全成本回收約 1 13 3 年年 來源:EIA、PJM、國金證券研究所 注:假設電源投資成本全部通過容量補償機制回收 與美國相比,國內核電更具備成本優勢、區位優勢。國內核電成本控制較好。根據 IEA-WEO 對全球主要地區核電成本的預測,中國的核電建設成本約為美國的一半(實際華龍一號堆型已降至約 15000 元/KW),近兩年投運的項目因技術成熟度提升、建設工期大多控制在 56 年。均為沿海核電,分布于主要經濟發達區,對電量消納能力、電價接受能力均處于較高水平。圖表圖表6060:I IEAEA-WEOWEO 預測下中國核電發展具
91、備成本優勢預測下中國核電發展具備成本優勢 建設成本(/KW)容量系數(%)運行成本(/MWh)平準化度電成本(/MWh)年份 2023 2030 2050 2023 2030 2050 2023 2030 2050 2023 2030 2050 美國 5000 4800 4500 90 90 85 30 30 30 110 110 110 歐盟 6600 5100 4500 70 75 75 35 35 35 170 135 125 中國 2800 2800 2500 80 70 70 30 30 30 75 80 75 印度 2800 2800 2800 75 85 90 30 30 30
92、75 70 70 來源:IEA-WEO、國金證券研究所 0102030405060708090PJM容量補償收回固定成本年數國內煤電容量補償100元/KW國內煤電容量補償165元/KW國內煤電容量補償330元/KW行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 26 掃碼獲取更多服務 圖表圖表6161:國內核電沿海分布國內核電沿海分布 來源:中電聯、國金證券研究所 國內核電進入密集投運期,投運初期為盈利高值,盼新機投運拉高平均盈利水平、對沖電量電價下滑影響。2019 年國內核電核準重啟后的第一臺獲批機組漳州一號已于11M24 投運、新的廠址與新機組將陸續到來,預計 2030 年前核電裝機增速將擴大。從
93、核電度電盈利變化來看,投運前 5 年免收乏燃料處理費,并享受稅收三免三減半,處于盈利高值,新投機組有利于拉高平均盈利水平。第 6 年起計提乏燃料處理費增加運行成本;后續伴隨貸款還完、折舊完畢,度電利潤有翻倍空間。圖表圖表6262:國內核電進入密集投運期國內核電進入密集投運期 圖表圖表6363:新投產機組度電盈利表現較好新投產機組度電盈利表現較好 來源:中電聯、國金證券研究所 來源:中國核電公司公告、國金證券研究所 我們認為:國內核電新技術投資圍繞核電“三步走”戰略,從三代核電(熱堆)到四代核電(快堆)到聚變堆。國內四代核電技術目前處于國際領先地位,高溫氣冷堆已商用并完成了第二臺機組核準(電-汽
94、聯供),落地最快;中核玲瓏一號 SMR 商用堆(全球首個)預計于 2026 年并網,將是下一個重點落地項目。此外,快堆與聚變堆預計分別于 2035 年、2050 年建成商用堆。核電技術的發展來看,當前三代技術成熟、四代核電試點,均為核裂變路線下的技術迭代。第一代核電:核電站的開發與建設開始于上世紀 50 年代,實驗性和原型核電機組被稱為第一代核電機組。第二代核電:上世紀 60 年代后期,在試驗性和原型核電機組基礎上,陸續建成了功率在 30 萬千瓦以上的壓水堆、沸水堆、重水堆等核電機組,核電具備經濟性。第三代核電:上世紀 90 年代開發研究成熟的先進輕水堆被稱為第三代核電技術,目前有 VVER1
95、000、AP1000、EPR、HPR1000(國產華龍一號)等主流堆型。第四代核電:第四代國際核能論壇(GIF)選定了六種四代反應堆型,包括三種熱中子680070007200740076007800800082008400020040060080010001200140016001800廣東福建浙江遼寧江蘇廣西山東海南核電裝機量(左軸,萬千瓦)核電利用小時數(右軸,h)0%5%10%15%20%25%30%35%40%0.020.040.060.080.0100.0120.0140.02014A2015A2016A2017A2018A2019A2020A2021A2022A2023A2024E
96、2025E2026E2027E2028E2029E2030E國內核電總裝機容量(左軸,GW)YOY(右軸)0.000.050.100.150.20147 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58度電凈利潤-二代機組(元/KWh)度電凈利潤-三代機組(元/KWh)行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 27 掃碼獲取更多服務 堆和三種快中子堆。三種熱中子堆分別是超臨界水冷堆(SCWR)、超高溫氣冷堆(VHTR)和熔鹽堆(MSR),其中 SCWR 是唯一入選的水冷堆路徑,MSR 是唯一入選的以“釷”代替“鈾”作為核燃料的路徑;三種快中子堆
97、分別是鈉冷快堆(SFR)、鉛冷快堆(LFR)和氣冷快堆(GFR),差異主要體現在冷卻劑的選擇??傮w上,四代機相比三代機在原理設計層面的改變巨大、且路徑選擇也更多。我國擁有全球首座投入商業運行的第四代核電站中國華能石島灣高溫氣冷堆示范工程,已于 12M23 正式商運投產,設備國產化率達到 93.4%。國際原子能機構(IAEA)將電功率在 300MW 以下的核電機組定義為小型堆(SMR,區別于常規三代核電 HPR1000 單個機組 120 萬千瓦容量),SMR 主要從裝機容量角度進行定義,所用技術路徑可以是三代輕水堆(合計約占目前全球開發量的 50%)、也可以是四代氣冷堆、快堆、熔鹽堆(合計約占目
98、前全球開發量的另 50%)。圖表圖表6464:核電技術路徑圖譜核電技術路徑圖譜 來源:國金證券研究所 從現有投運 SMR 機組看,中國進度領先。中國于 7M21 開工建設的 ACP100 反應堆(玲瓏一號),目標在 2026 年底前開始商運。美國 NuScale 小型堆于 9M20 通過美國核管會(NRC)標準設計審查,但因項目經濟性問題并未開工。圖表圖表6565:主要國家小堆類型參數表主要國家小堆類型參數表 美國 俄羅斯 中國 小堆類型 mPower NuScale KLT-40S ACP100 模塊容量 150MW 77MW 35MW 125MW 設計壽命 60 年 60 年 40 年 6
99、0 年 核燃料 UO2 UO2 UO2 UO2 燃料富集度 5%4.95%20%5%換料周期 4 年 21 個月 28 個月 24 個月 來源:CNKI、國金證券研究所 數據中心為 SMR 帶來新的應用場景。SMR 通常適用于電力市場基本飽和、電力需求微增長的發達國家,和資金實力有限、電網容量較小、難以容納大型核電機組的發展中國家。美國目前由能源部(DOE)通過政府資助項目支持小堆的研發,美國核管會(NRC)著手制定小堆設計的審查大綱與解決政策性問題。NuScale 發布的 77MW 模塊化方案行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 28 掃碼獲取更多服務 預計可以通過工廠預制方式將建造周期縮
100、短至 36 個月,依據數據中心負荷需求設計模塊數量,并且受場址約束更小。圖表圖表6666:NuScaleNuScale 77MW77MW 模塊化小堆參數模塊化小堆參數 圖表圖表6767:S SMRMR 為數據中心供電具備為數據中心供電具備 5 5 大優勢大優勢 來源:NuScale、國金證券研究所 來源:NuScale、國金證券研究所 國內 SMR 關注中核集團海南昌江玲龍一號項目。該項目于 7M21 FCD,于 8M23 安裝核反應堆核心模塊,并于 9M24 完成了常規島汽輪發電機組定子安裝。該機組大小僅為傳統反應堆的 1/10,采用了國內首臺自主設計的屏蔽式主泵,取消了傳統大堆復雜的管路,
101、采用高度僅傳統 1/5 的直流蒸汽發生器,實現集約化效果。圖表圖表6868:玲龍一號反應堆核心模塊安裝圖(玲龍一號反應堆核心模塊安裝圖(1 1)圖表圖表6969:玲龍一號反應堆核心模塊安裝圖(玲龍一號反應堆核心模塊安裝圖(2 2)來源:中國核工業集團、國金證券研究所 來源:國家核安全局、國金證券研究所 為解決核燃料困境,開發快堆技術。一座百萬千瓦級一體化快堆一年只需要t 的貧鈾 U238 即可保持運行,同時還可以嬗變 5 座百萬千瓦壓水堆產生的長壽命放射性廢物。在二元核能體系中,利用壓水堆的乏燃料以及貧鈾 U238 實現快堆裝機和運行,并實現燃料增殖;快堆增殖的核燃料可以支撐壓水堆更大規模、更
102、長時間的發展,以最少的鈾資源,發最多的電,產生最少的廢物。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 29 掃碼獲取更多服務 圖表圖表7070:U U238238 探明儲量龐大探明儲量龐大 圖表圖表7171:快堆壓水堆二元核能體系快堆壓水堆二元核能體系可解決壓水堆乏燃可解決壓水堆乏燃料處理問題料處理問題 來源:我國快堆的創新與發展、國金證券研究所 來源:我國快堆的創新與發展、國金證券研究所 國內快堆規劃有望降低遠期(2060 年)近 3 成 U235 需求。我國若達成核電發電占比20%的目標對應核電裝機需達到 400GW 以上,對應 U235 需求量為 6.7 萬噸/年,這接近目前全球 U235
103、年消耗量。根據核能高質量發展大會上的國內專家預測,2035 年后快堆裝機容量將得到快速發展,至 2060 碳中和節點、400GW 總裝機中預計包含 100GW快堆,對應全壓水堆情景下 U235 消耗需求減少約 1.73 萬噸。圖表圖表7272:國內預測口徑下國內預測口徑下2 2060060年國內年國內U U235235消耗量將升至消耗量將升至6 6 萬噸萬噸/年年 圖表圖表7373:快堆替代可降低快堆替代可降低 U U235235 需求需求 來源:2024 核能高質量發展大會、國金證券研究所 來源:2024 核能高質量發展大會、國金證券研究所 霞浦快堆設計具備向商用過渡能力,關注 2035 年
104、中核集團商用快堆目標。霞浦快堆的建成使我國成為繼法國、俄羅斯等國家之后第三個建成大型鈉冷快堆核電廠的國家,中核集團計劃于 2035 年左右建成一體化快堆首個示范工程,實現商業化示范。需要突破的技術包括百萬千瓦級鈉冷快堆、金屬燃料、干法處理和廢物整備等。預計 MOX堆會起到過渡作用。0.00%20.00%40.00%60.00%80.00%100.00%U235天然氣石油煤U238能源儲量占比(IAEA統計)0.001.002.003.004.005.006.007.00050100150200250300350400450202320252027202920312033203520372039
105、2041204320452047204920512053205520572059國內-三代壓水堆裝機容量(GW)國內-二代壓水堆裝機容量(GW)國內-U235天然鈾消耗量(萬噸/年)0.001.002.003.004.005.006.000501001502002503003504004502023202520272029203120332035203720392041204320452047204920512053205520572059國內-快堆裝機容量(百萬千瓦)國內-三代壓水堆裝機容量(百萬千瓦)國內-二代壓水堆裝機容量(GW)國內-U235天然鈾消耗量(萬噸/年)行業深度研究 敬請參
106、閱最后一頁特別聲明 30 掃碼獲取更多服務 圖表圖表7474:中核集團霞浦快堆已建成落地中核集團霞浦快堆已建成落地 參數 實驗快堆 霞浦快堆 商用快堆 冷卻劑 鈉 鈉 鈉 型式 池式 池式 池式 燃料 UO2/MOX UO2/MOX MOX/(U-Pu)Zr 包殼材料 316Ti/CN-1515 CN-1515 HT9/ODS 乏燃料貯存 堆內+水池 堆內+水池 堆內+水池 放射性包容系統 密封性廠房結構 安全殼 安全殼 來源:CNKI、國金證券研究所 大國終極能源技術博弈在于核聚變技術。核聚變物理原理來自質能方程:輕原子核在一定條件下發生聚合反應,反應過程中損失一部分質量、并以能量的形式釋放
107、。氫的同位素氘氚(D-T)反應由于其碰撞截面較大而被認為是有望最早實現的受控熱核聚變反應。在 D-T 聚變反應堆運行過程中生成 14.1MeV 的高能中子,高能中子進入反應裝置的包層中慢化、動能轉化為熱能、加熱工質并推動汽輪機發電;同時,中子與包層中的鋰反應產生燃料氚,實現核燃料循環中的氚循環過程。因此,氚作為較難獲得的燃料只在“初次點火”時需要,后續運行中持續補充的為燃料氘(海洋中儲量龐大)、因反應失去的鋰。磁約束核聚變(MCF)是目前國際公認最有希望的氘氚核聚變反應實現途徑,國際熱核聚變實驗堆(ITER)與國內兩院所研制的托克馬克裝置均采用該路線。聚變堆需滿足據勞森判據,達成三個條件,使核
108、聚變反應的能量產出率大于能量損耗率(能量增益因子 Q 作為判別指標,商業堆 Q 值需達到 10),且能夠控制反應進度保持穩定運行?!案邷亍?。燃料氣體被電離成“等離子體”后,溫度要達到上億度,才能保證原子核有足夠的動能彼此接近并發生核聚變反應;“高密度”。過于稀薄時原子核之間碰撞或發生核反應的機會小;“長時間能量約束”。目的是使得核聚變反應能持續進行,盡可能降低等離子體的能量損失率。圖表圖表7575:聚變堆主循環原理示意圖聚變堆主循環原理示意圖 圖表圖表7676:氘氚(氘氚(D D-T T)反應示意圖、)反應示意圖、中子與鋰(中子與鋰(6 6LiLi)反)反應示意圖應示意圖 來源:CNKI、國金
109、證券研究所 來源:CNKI、國金證券研究所 國內可控核聚變規劃 2050 年建成商用堆,2035 年前后在示范堆或實驗堆階段取得標志性成果。核電“三步走”戰略中,核聚變工程目前處于規模實驗階段,國內核聚變行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 31 掃碼獲取更多服務 研究主要由科研院所牽頭,中核集團西南物理研究院已建成環流 3 號托克馬克裝置、中科院合肥物質科學研究院建成了 EAST 托卡馬克裝置。后續需要經歷非核運行、氘氚反應等進一步燃燒實驗。此外,我國也參與了國際 ITER 合作項目。圖表圖表7777:核電“三步走”戰略核電“三步走”戰略 來源:2024 核能高質量發展大會、國金證券研究所
110、 下游:核電運營下游:核電運營 中國核電與中國廣核為行業“雙寡頭”,前期核準節奏帶來裝機高峰節奏差異。漳州#1#2/惠州#1#2 投運貢獻明后年核電增長彈性。其中:(1)中核:10M24 漳州#1 換料完成,預計年底并網;10M24 漳州#2 倒送電完成,參考福清#6 歷史進度預計 10M25并網,25 年考慮并網節奏后的裝機容量、電量將同比+5.9%。首運享受稅收優惠、免提乏燃料處理費,參考福清或將增厚平均度電盈利。(2)中廣核:9M24 惠州#1 熱試完成,預計 1H25 投產?;葜蓦娬灸壳坝杉瘓F持股 82%,權益裝機增量可觀,未來計劃惠州#1、惠州#2 一并注入,考慮到惠州#2 計劃 2
111、6 年投運,屆時或迎來更大彈性。國電投核電資產計劃注入電投產融平臺。本次電投產融重組置入標的為國電投核能有限公司(簡稱電投核能),控股山東海陽核電,參股遼寧紅沿河核電、浙江三門核電、浙江秦山二/三核。截至 11M24,電投核能控股(包括共同控制)在運核電機組 8 臺(海陽#1#2、紅沿河#1#6),裝機規模 921 萬千瓦;管理國家電投集團控股核準在建機組 8 臺,裝機規模 1056 萬千瓦;另外擁有廣東、廣西、山東等沿海儲備廠址待納入規劃。圖表圖表7878:中國核電未來三年裝機預測中國核電未來三年裝機預測 圖表圖表7979:中國廣核未來三年裝機預測中國廣核未來三年裝機預測 來源:中國核電公告
112、,國金證券研究所 來源:中國廣核公告,國金證券研究所 0%5%10%15%20%25%050010001500200025003000350040002022A2023A2024A2025E2026E2027E裝機容量-中國核電(左軸,萬千瓦)YOY-中國核電(右軸)0%1%2%3%4%5%6%7%8%050010001500200025003000350040002022A2023A2024A2025E2026E2027E裝機容量-中國廣核(左軸,萬千瓦)YOY-中國廣核(右軸)行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 32 掃碼獲取更多服務 圖表圖表8080:牌照壟斷下核電央企集中度高牌照壟
113、斷下核電央企集中度高 核準時間 核準機組情況 年合計(臺)項目歸屬 2019 年 廣東太平嶺核電站(1#、2#)4 中國廣核 福建漳州核電站(1#、2#)中國核電 2020 年 海南昌江核電站(3#、4#)4 華能集團 浙江三澳核電站(1#、2#)中國廣核 2021 年 江蘇田灣核電站(7#、8#)5 中國核電 遼寧徐大堡核電站(3#、4#)中國核電 海南昌江小堆機組 中國核電 2022 年 浙江三門核電站(3#、4#)10 中國核電 廣東陸豐核電站(5#、6#)中國廣核 山東海陽核電站(3#、4#)國電投 福建漳州核電站(3#、4#)中國核電 廣東廉江核電站(1#、2#)國電投 2023 年
114、 山東石島灣電站擴建一期(1#、2#)10 華能集團 福建寧德核電站(5#、6#)中國廣核 遼寧徐大堡核電站(1#、2#)中國核電 廣東太平嶺核電站(3#、4#)中國廣核 浙江金七門核電站(1#、2#)中國核電 2024 年 浙江三澳核電站(3#、4#)11 中國廣核 廣東陸豐核電站(1#、2#)中國廣核 山東招遠核電站(1#、2#)中國廣核 廣西白龍核電站(1#、2#)國電投 江蘇徐圩核電站(1#、2#、氣冷堆)中國核電 來源:國務院、核電縱橫、國金證券研究所 中游:核電設備中游:核電設備 核島設備高技術壁壘,三代核電發展帶動國產化百億市場。我國核電站設備國產化率水平由1994年大亞灣核電的
115、不足1%發展到華龍一號近90%,三代核電多數核心設備已成功實現了國產化。從價值量拆解來看:核電設備價值占機組比例約 50%,核島占核電設備價值的 46%左右。往后看,在當前國產化率水平下,假設“十四五”期間年核準新建 810 臺,按照三代機組單臺 120 萬千瓦,單位成本 1.6 萬元/KW 測算,對應核島設備新增市場空間在 353442 億元(考慮國產化率 90%,對應國產核島設備市場空間約為 318397 億元)。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 33 掃碼獲取更多服務 圖表圖表8181:華龍一號國產化率水平近華龍一號國產化率水平近 9 90%0%圖表圖表8282:三代核電設備三代核
116、電設備價值價值占比占比 5 50%0%來源:中國核能行業協會,國金證券研究所 來源:北極星核電網,國金證券研究所 圖表圖表8383:核電設備價值中心在核島核電設備價值中心在核島 圖表圖表8484:核核島設備島設備價值價值量拆分量拆分 來源:智研咨詢,國金證券研究所 來源:智研咨詢,國金證券研究所 我國參與核聚變相關設備研制,磁體、包層第一壁為高價值量環節。國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃是當前規模和影響最大的國際科研合作項目之一。我國承擔了 12個子包(分屬 6 個采購包)的制造任務,涉及到的部件(材料)中包括極向場線圈、第一壁等核心組成,根據前期成本測算,磁體與堆內結構件將占到總價值量的
117、45%。圖表圖表8585:ITER ITER 裝置及我國承制的部件示意圖裝置及我國承制的部件示意圖 圖表圖表8686:I ITERTER 裝機預期成本構成裝機預期成本構成 來源:CNKI、國金證券研究所 來源:CNKI、國金證券研究所 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%50%40%10%核電設備核電基建其他45.99%31%23.02%核島設備常規島設備輔助設備24%20%17%12%8%6%4%3%2%2%1%壓力容器主管道及熱交換器蒸汽發生器核級閥門冷卻主泵堆內構件控制棒驅動機構核燃料傳送機核級線纜穩壓器28%17%14%8%7%8%7%5%6%磁體堆內結構
118、件建造真空室輔助系統電力熱力冷卻設備控制設備行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 34 掃碼獲取更多服務 上游:核電燃料上游:核電燃料 核燃料組件核心材料為二氧化鈾燃料芯塊,由天然鈾提煉而成,天然鈾占核燃料成本比例約 49%(約占核電發電總成本比例約 15%)。國內核電在建在運總量達全球之首,美國牽頭的三倍核能復興計劃提升海外天然鈾需求預期,全球天然鈾供需或將偏緊。從中核度電燃料成本與天然鈾現貨價(年平均)趨勢比較來看,長協相比市場價的波動有所滯后,但總體變化趨勢一致,當前相比于 19/20 年底部處于上漲周期。圖表圖表8787:中核度電燃料成本與天然鈾現貨價(年平均)趨勢相同中核度電燃料成
119、本與天然鈾現貨價(年平均)趨勢相同 來源:中國核電公司公告、ifind、國金證券研究所 2019 年以前國內核電核準停滯+海外市場化核電開發不具備經濟性,核電需求預期不足,疊加 2020 年起的公共衛生事件沖擊,部分海外鈾礦停產、新規劃鈾礦實施進度緩慢。即使考慮產能利用率打滿,僅依賴當前在產鈾礦,高需求假設下 20252030年間將出現當年供需缺口(暫不考慮庫存),而實際在 85%產能利用率背景下缺口將更早出現。圖表圖表8888:在產鈾礦年供應與需求匹配情況在產鈾礦年供應與需求匹配情況 圖表圖表8989:考慮規劃新產能落地后年供應與需求匹配情況考慮規劃新產能落地后年供應與需求匹配情況 來源:N
120、EA,國金證券研究所 來源:NEA,國金證券研究所 綜上所述,我們認為在大國終極能源技術博弈與 AI 數據中心驅動的用電形勢逆轉雙重作用下,市場化核電經濟效益將有所改善,帶動中游核設備與材料產業鏈、上游核燃料供應鏈的復興。我國則將在此輪全球核電復興中扮演引領者的角色。匯總核能產業鏈上中下游各環節上市公司及對應估值。0204060801001200.0450.0470.0490.0510.0530.0550.0572012A2013A2014A2015A2016A2017A2018A2019A2020A2021A2022A2023A度電燃料成本(左軸,元/KWh)天然鈾年均價(右軸,美元/千克)
121、行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 35 掃碼獲取更多服務 圖表圖表9090:核能產業鏈上下游核心環節與上市公司核能產業鏈上下游核心環節與上市公司 環節 產業鏈環節 主營產品 公司名稱 下游 核電運營 電力供應 中國核電 中國廣核 電投產融 核技應用 輻照加工、核環保 中廣核技 中游 三代核電設備 冷卻主泵、蒸汽發生器、壓力容器、控制棒驅動機構、堆內構件 上海電氣 冷卻主泵、蒸汽發生器、壓力容器、穩壓器 東方電氣 冷卻主泵、蒸汽發生器 哈爾濱電氣(H)核閥門、乏燃料處理 江蘇神通 控制棒驅動機構 浙富控股 安全殼 中國核建 四代核電、核聚變設備 主氦風機(高溫氣冷堆主泵)佳電股份 貯存、運
122、輸壓力容器 科新機電 核工業專用機器人 景業智能 高溫超導 聯創光電、永鼎股份 低溫超導 西部超導 偏濾器、包層系統 國光電氣 上游 核電燃料 天然鈾供應 中廣核礦業(H)來源:國金證券研究所 圖表圖表9191:相關公司估值情況相關公司估值情況 代碼 證券簡稱 總市值(億元)收盤價(元/股)EPS(元/股)PE 1 月 9 日 1 月 9 日 22A 23A 24E 25E 26E 22A 23A 24E 25E 26E 601985.SH 中國核電 1863.78 9.87 0.47 0.55 0.59 0.62 0.67 21 18 17 16 15 003816.SZ 中國廣核 1710
123、.38 3.69 0.20 0.21 0.24 0.26 0.26 19 17 16 14 14 000958.SZ 電投產融 320.85 5.96 0.19 0.24 0.25 0.26 0.27 32 25 24 23 22 中位數 0.20 0.24 0.25 0.26 0.27 21 18 17 16 15 平均值 0.28 0.33 0.36 0.38 0.40 24 20 19 18 17 601727.SH 上海電氣 974.85 7.15 -0.23 0.02 0.04 0.10 0.19 -31 397 179 72 38 600875.SH 東方電氣 435.38 14.
124、62 0.92 1.14 1.22 1.51 1.71 16 13 12 10 9 1133.HK 哈爾濱 電氣 50.42 2.44 0.06 0.31 0.42 0.62 0.75 42 8 6 4 3 002438.SZ 江蘇神通 64.71 12.75 0.45 0.53 0.62 0.76 0.90 28 24 21 17 14 002266.SZ 浙富控股 153.97 2.95 0.27 0.19 0.19 0.22 0.27 11 16 15 13 11 601611.SH 中國核建 243.94 8.10 0.56 0.59 0.77 0.90 1.04 14 14 10 9
125、 8 000922.SZ 佳電股份 61.30 10.33 0.59 0.67 0.68 0.87 1.04 18 15 15 12 10 300092.SZ 科新機電 31.23 11.40 0.52 0.61 /22 19 /688290.SH 景業智能 40.27 39.41 1.61 0.35 0.85 1.45 2.03 24 113 46 27 19 600363.SH 聯創光電 208.63 45.83 0.60 0.75 1.03 1.37 1.69 76 61 44 34 27 600105.SH 永鼎股份 72.37 4.95 0.15 0.03 0.06 0.07 0.0
126、8 33 165 83 71 62 688122.SH 西部超導 265.78 40.91 2.33 1.16 1.34 1.68 2.04 18 35 31 24 20 688776.SH 國光電氣 52.89 48.80 2.14 0.83 1.06 1.46 1.96 23 59 46 33 25 行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 36 掃碼獲取更多服務 中位數 0.56 0.59 0.73 0.89 1.04 22 24 26 21 17 平均值 0.77 0.55 0.69 0.92 1.14 23 72 42 27 20 1164.HK 中廣核 礦業 117.29 1.67
127、0.06 0.06 0.07 0.09 0.12 26 28 25 18 13 000881.SZ 中廣核技 65.05 6.88 0.21 -0.78 -0.05 0.14 0.29 33 -9 -138 51 24 來源:Wind、國金證券研究所 注:更新至 2025/1/9,中國核電、中國廣核盈利預測采取國金預測,其余公司采取 Wind 一致預期 電力供需趨于寬松風險。當前國內處于電力市場化改革的關鍵階段,但電源投資、尤其是核電這類支撐性電源重點工程投資,決策過程仍反映較強的計劃性,由此形成電源側投產的周期性。而恰逢我國產業結構調整、傳統房地產支撐下的高耗能產業用電需求顯著萎縮,以 AI
128、 數據中心為代表的新型高耗能產業正在興起,用電側同樣體現周期性。供需兩側若出現錯配,或存在階段性電力過剩??紤]到目前國內市場化核電收益來源單一,不享有固定的容量補償或零碳價值變現,僅通過電能量市場獲得收益。若供需偏松將帶來電量電價下降,對核電收益帶來不利影響。核燃料成本上升風險。國內核電運營商主要通過簽訂長協來鎖定燃料成本,避免大幅波動。自 COP28 以來,三倍核能計劃引發全球對天然鈾供需形勢的擔憂,恰逢 25 年部分電站長協重新簽訂。在預期看漲的背景下,燃料長協價格上升或對核電成本端帶來壓力。核電核準持續性不及預期風險。近兩年國內核電核準維持 10 臺/年的高值(預期區間為 810 臺/年
129、)。這一核準規模建立在存量同時在建項目數較低的背景下??紤]到核準到開工通常在 1 年以內,同時開工數增多以后對核電設備供應、核電施工資源、核電專業人才等各方面提出挑戰。若受客觀因素制約、核準規?;虼嬖诓患邦A期可能,對核電發展節奏帶來不利影響。核電新技術突破不及預期風險。當前我國具有華龍一號三代核電自主研發能力和專利技術,且在高溫氣冷堆、鈉冷快堆等領域保持國際領先的開發進度,在核聚變研究方面擁有環流 3 號、EAST 等托克馬克裝置建成。但考慮到以美國為首的 COP29 聯盟加大對核電新技術的投入力度和技術出口管制,新技術競賽中若無法實現關鍵技術的突破,產業化進程或將不及預期。行業深度研究 敬請
130、參閱最后一頁特別聲明 37 掃碼獲取更多服務 行業投資評級的說明:行業投資評級的說明:買入:預期未來 36 個月內該行業上漲幅度超過大盤在 15%以上;增持:預期未來 36 個月內該行業上漲幅度超過大盤在 5%15%;中性:預期未來 36 個月內該行業變動幅度相對大盤在-5%5%;減持:預期未來 36 個月內該行業下跌幅度超過大盤在 5%以上。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 38 掃碼獲取更多服務 特別聲明:特別聲明:國金證券股份有限公司經中國證券監督管理委員會批準,已具備證券投資咨詢業務資格。形式的復制、轉發、轉載、引用、修改、仿制、刊發,或以任何侵犯本公司版權的其他方式使用。經過書
131、面授權的引用、刊發,需注明出處為“國金證券股份有限公司”,且不得對本報告進行任何有悖原意的刪節和修改。本報告的產生基于國金證券及其研究人員認為可信的公開資料或實地調研資料,但國金證券及其研究人員對這些信息的準確性和完整性不作任何保證。本報告反映撰寫研究人員的不同設想、見解及分析方法,故本報告所載觀點可能與其他類似研究報告的觀點及市場實際情況不一致,國金證券不對使用本報告所包含的材料產生的任何直接或間接損失或與此有關的其他任何損失承擔任何責任。且本報告中的資料、意見、預測均反映報告初次公開發布時的判斷,在不作事先通知的情況下,可能會隨時調整,亦可因使用不同假設和標準、采用不同觀點和分析方法而與國
132、金證券其它業務部門、單位或附屬機構在制作類似的其他材料時所給出的意見不同或者相反。本報告僅為參考之用,在任何地區均不應被視為買賣任何證券、金融工具的要約或要約邀請。本報告提及的任何證券或金融工具均可能含有重大的風險,可能不易變賣以及不適合所有投資者。本報告所提及的證券或金融工具的價格、價值及收益可能會受匯率影響而波動。過往的業績并不能代表未來的表現??蛻魬斂紤]到國金證券存在可能影響本報告客觀性的利益沖突,而不應視本報告為作出投資決策的唯一因素。證券研究報告是用于服務具備專業知識的投資者和投資顧問的專業產品,使用時必須經專業人士進行解讀。國金證券建議獲取報告人員應考慮本報告的任何意見或建議是否
133、符合其特定狀況,以及(若有必要)咨詢獨立投資顧問。報告本身、報告中的信息或所表達意見也不構成投資、法律、會計或稅務的最終操作建議,國金證券不就報告中的內容對最終操作建議做出任何擔保,在任何時候均不構成對任何人的個人推薦。在法律允許的情況下,國金證券的關聯機構可能會持有報告中涉及的公司所發行的證券并進行交易,并可能為這些公司正在提供或爭取提供多種金融服務。本報告并非意圖發送、發布給在當地法律或監管規則下不允許向其發送、發布該研究報告的人員。國金證券并不因收件人收到本報告而視其為國金證券的客戶。本報告對于收件人而言屬高度機密,只有符合條件的收件人才能使用。根據證券期貨投資者適當性管理辦法,本報告僅
134、供國金證券股份有限公司客戶中風險評級高于 C3 級(含 C3 級)的投資者使用;本報告所包含的觀點及建議并未考慮個別客戶的特殊狀況、目標或需要,不應被視為對特定客戶關于特定證券或金融工具的建議或策略。對于本報告中提及的任何證券或金融工具,本報告的收件人須保持自身的獨立判斷。使用國金證券研究報告進行投資,遭受任何損失,國金證券不承擔相關法律責任。若國金證券以外的任何機構或個人發送本報告,則由該機構或個人為此發送行為承擔全部責任。本報告不構成國金證券向發送本報告機構或個人的收件人提供投資建議,國金證券不為此承擔任何責任。此報告僅限于中國境內使用。國金證券版權所有,保留一切權利。上海上海 北京北京 深圳深圳 電話:021-80234211 郵箱: 郵編:201204 地址:上海浦東新區芳甸路 1088 號 紫竹國際大廈 5 樓 電話:010-85950438 郵箱: 郵編:100005 地址:北京市東城區建內大街 26 號 新聞大廈 8 層南側 電話:0755-86695353 郵箱: 郵編:518000 地址:深圳市福田區金田路 2028 號皇崗商務中心 18 樓 1806