0核电行业深度系列报告：积极安全有序发展核电，千亿市场有望释放证券分析师姓名：俞能飞资格编号：S0120522120003邮箱：yunf＠tebon.com.cn姓名：唐保威资格编号：S0120523050003邮箱：tangbw＠tebon.com.cn证券研究报告|行业深度核能发电2023年5月26日 1请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明。内容摘要核电具备多项优点，对实现“双碳”具有重要意义。核能发电是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式，其与火力发电极其相似，只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。核能发电过程中，不向大气排放二氧化碳等温室气体，不排放二氧化硫、氮氧化物等有害气体，相比水电、太阳能、风电等清洁能源，核电具有占地面积较小，年发电小时数高、发电量大，对电网影响小等特点。专营特性较强，设备投资占比高。核电产业链以核电站为中心，上游主要是核燃料循环产业、核电设备制造产业等，下游则是通过电网公司向终端用户售电。其中核燃料环节受到国家专营限制，中核集团下属的中国原子能工业有限公司是国内唯一的核燃料生产、供应及贸易服务商；核设备生产环节主要企业有上海电气、东方电气、中国一重、哈尔滨电气等，主要分为核岛设备、常规岛设备及BOP设备，设备购置费占初期投资比例约28%-35%；核电站的投运管理环节目前只有中核、国电投、中广核、华能四家核电公司持有核电运营牌照，由于寡头垄断而形成行业高度集中。安全是核电产业发展的前提，目前国家政策支持核电发展。由于核电的特殊属性，我国核电项目均需经国务院的核准，所以国内核电产业发展对政策及政府态度的依赖较大。核电安全性是影响政府政策导向的关键因素，我国最新核准的福建漳州二期和广东廉江一期核电项目要求“确保绝对安全”、“建设和运行安全万无一失”。目前随着福岛核泄漏事故影响的渐行渐远以及3060双碳目标指引，国家政策对核电发展持支持态度。2022年印发的《“十四五”现代能源体系规划》要求“积极安全有序发展核电”。在确保安全的前提下，积极有序推动沿海核电项目建设，保持平稳建设节奏，合理布局新增沿海核电项目。国内核电核准项目上升态势明显，千亿市场有望得到释放。“十一五”规划做出“积极发展核电”的表述后，核电每年开工数量从2006年的2台增长到2010年的9台，核准数量也在2008年达到14台，这是近年来的高峰。2011年受到福岛核泄漏事故影响，当年的核准及开工项目均为0，此后核电发展较为平缓，2016-2018更是连续3年零核准。直到2019年，核电产业逐渐复苏，2022年获核准的核电数量达到10台，是2008年以后的最高峰。中国核能行业协会预计2030年前，我国在运核电装机规模有望成为世界第一。我们测算2023-2030年核电市场空间年均可达1593亿元，核电设备市场空间年均为494亿元，乏燃料后处理厂潜在市场空间年均可达264亿元，乏燃料后处理设备潜在市场空间年均可达106亿元。随着核电核准项目以及开工项目渐次增多，相关设备企业有望充分受益。相关标的：科新机电（专注于高端过程装备领域，为数不多的拥有资质的民营企业，核电业务迅速发展）；江苏神通（核电阀门地位突出，实现了核级蝶阀、球阀等产品的全面国产化）；中国一重（国际先进核岛设备供应商和服务商，有力推动国家核电产业的安全高效发展）；兰石重装（国内首家实现国产替代的民用核级板式换热器设计生产企业，核燃料贮运容器细分领域具有较高的市场占有率）；中密控股（实现核主泵静压轴封的实际应用，成功打破国外厂家垄断）；川仪股份（牵头自主研发核电站关键设备-1E级磁浮子液位计，打破了国外垄断）；海陆重工（深入核电领域20多年，国内首家配套制造核电站堆内构件吊篮筒体的企业）；景业智能（核工业机器人及智能装备领域的重要供应商）；佳电股份（国内首家取得核级电机设计、制造许可证的企业）；航天晨光（放射性废物处理系统关键设备打破国外垄断，国内核非标成套装备重要供应商）；国机重装（具备核岛主设备制造资质和能力，核能产品或将实现规模化批量化发展）；台海核电（核岛装备材料研制的先行者，助推中国核电高端装备强势发展）等。风险提示：全球范围内无法预期的核电事故；核电政策转向保守；天然铀进口受到限制；电力市场需求增长缓慢等风险 9ZuYoYcVyXoW8OdN7NsQqQmOtQfQoOrMeRpNoQ6MqRrQwMrQnPuOnNyR2请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明。核电概述——核能发电的概念、历史及现状目录CONTENTS原理与机制——利用裂变产生能量“烧水”发电产业链拆解——专营特性较强，设备投资占比高市场空间——安全为前提，千亿市场有望释放投资建议风险提示010203040506 3请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明。01核电概述——核能发电的概念、历史及现状 4请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明。01 核电概述——核能发电的概念、历史及现状1.1核电具备多项优点，对实现“双碳”具有重要意义核电利用核裂变释热能发电，具有占地面积较小、年发电小时数高、发电稳定等优势。核能发电是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式，是实现低碳发电的一种重要形式。它与火力发电极其相似，只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。核能发电过程中，不向大气排放二氧化碳等温室气体，不排放二氧化硫、氮氧化物等有害气体，相比水电、太阳能、风电等清洁能源，核电具有占地面积较小，年发电小时数高、发电量大，对电网影响小等特点。发展核电对实现“双碳”具有重要意义，在中国现代化能源体系中将发挥更加重要的作用。在全球范围内，核能不仅是实现双碳战路目标的重要支柱能源，更被视为能源现代化产业的工业技术集大成者，对能源清洁低碳转型和科技转型变革具有战略性带动作用。中国发展现代化核能产业，不但是中国能源现代化发展的重要组成，还是建设科技强国乃至社会主义现代化强国的整体需要。随着新时期中国能源电力发展更加重清洁低碳和安全高效，作为能量密度大、可利用率高、可靠近布置于负荷中心的优质清洁能源品种，核能在未来中国现代化能源体系中将发挥更加重要的作用，其中核电还将作为中国装备产业"走出去”的重要名片之一，为中国与有关国家开展双边合作提供重要议题。图表：我国第一座核电厂——秦山核电厂资料来源：中国核能行业协会，国家能源局，中国气象局，科技导报，国家核安全局，中国广核集团等，德邦证券研究所图表：不同类型能源的特点能源类型特点煤、石油、天然气传统能源，在现今能源消耗中占比大；污染环境；不可再生水力无污染；受自然环境条件和季节影响地热能、潮汐能只能在一定条件下有限开发，较难大量使用；成本较高风能、太阳能不稳定，对天气依赖性较大，波动性大生物质能可再生，但具体技术有待研发核电燃料全球储量丰富，成本相对低；技术成熟；燃料能量密度高 5请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明。01 核电概述——核能发电的概念、历史及现状1.2核裂变打开核能利用大门，第四代核电站渐行渐近核裂变现象的发现促进核能利用发展，苏联建成世界第一座核电站。1938年德国科学家奥托·哈恩发现了核裂变现象，此后因战争的原因，核研究被提上了议事日程。1942年12月2日费米在芝加哥实现了世界上第一次受控的自持链式反应，被人称为“登上了原子能新大陆”。从1941年开始，美国着手建立用于第一颗原子弹爆炸式链式反应，曼哈顿计划的辉煌以1945年在阿拉莫斯的首爆为标志，随后在广岛和长崎上空进行了爆炸。1954年前苏联建成世界首座核电站，1961年美国建成世界第一座商用核电站，此后核电又经几十年的发展，压水堆巳做到电功率最大可达1450MW；热能/电能转换效率从28％提高到33％；每年运行时间可稳定在70％以上。其使用效率及经济性已达到或超过燃煤电站。核电站历经70余年发展，第四代核电站渐行渐近。自1951年12月美国实验增殖堆1号(EBR1)首次利用核能发电以来，核电站技术方案大致可分为四代。第一代属于原型堆核电厂，主要目的是为了通过试验示范形式来验证其核电在工程实施上的可行性；第二代主要是实现商业化、标准化、系列化、批量化，以提高经济性；第三代各国有各种不同看法，代表有美国AP1000，法国EPR，我国华龙一号等；第四代核能系统概念（有别于核电技术或先进反应堆）由美国在上世纪90年代末提出，随后美、法、日、英等国家组建了“第四代核能系统国际论坛(GIF)”，GIF计划总目标在2030年左右向市场推出能够解决核能经济性、安全性、废物处理和防止核扩散问题的第四代核能系统(Gen-IV)。图表：世界核能发展的主要进程资料来源：中国核能行业协会，国家核安全局，大众用电，NST官微等，德邦证券研究所图表：四代核电站的发展历程及主要特点时间事件1938哈恩等发现重原子核裂变1942费米实现链式反应，建成第一座石墨慢化反应堆1945实现不可控的链式反应——原子弹，用于军事目的1951美国建成第一座快中子堆，产生200kW电功率，首次演示核能发电1952美国实现第一次不可控聚变反应，试爆热核反应原理装置1953美国建成第一座核潜艇用的动力堆陆上模型1954苏联建成第一座电功率5MW石墨慢化、水冷却示范核电站1957美国建成第一座压水堆型示范核电站，电功率90MW1961美国建成第一座商用核电站，电功率185MW1970s美国开发出加强辐射小型热核武器——中子弹1970s以石油危机为契机，全世界大规模推进核电站建设第一代核电站第二代核电站第三代核电站第四代核电站♦五、六十年代♦原型堆♦解决工程技术问题♢七十年代♢运行业绩良好，仍在增效延寿♢多种堆型♢仍在批量建设♦九十年代至今♦安全经济性好♦市场前景乐观♦AP1000，EPR，华龙一号等♢九十年代后期起♢六种堆型♢安全经济资源利用废物量最小防止核扩散♢2035年左右商用化 6请务必阅读正文之后的信息披露及法律声明。01 核电概述——核能发电的概念、历史及现状1.3全球核电平稳发展，美法中装机占比较高受安全事故影响较大，多年来全球核电平缓发展。纵观全球核电自上世纪90年代以来的发展，可以发现核电总装机容量处于平稳上升的态势。1990年全球核电装机容量为318.3GW，到2022年末约为393.7GW，发展32年来核电总装机量的年均复合增速仅为0.67%。从2003年开始全球核电曾迎来快速发展期，2003年全球核电开工建设容量仅0.2GW，此后连年上升，2008年开工建设的核电容量达到10.7GW，此后连续2年均保持在10GW以上。但是2011年发生的福岛核泄漏事故中断了这一发展势头，当年新开工的核电容量仅1.9GW，关停的核电容量却达到了11.4GW。美法中装机占比超全球50%，机组单位容量持续提升。根据IAEA的数据，截至2023年4月底，全球核电总装机量约390GW，装机量最多的国家前三分别为美国、法国和中国，装机量分别为95.8GW、61.4GW、55.1GW，占全球总装机比例分别为24.55%、15.72%、14.11%，合计超过50%。从机组数量对应的总装机量来看，上世纪90年代以来机组单位容量处于持续提升状态，1990年全球范围内平均单个机组容量为765MW，目前年平均单个机组容量已经提高到了约900MW。图表：全球核电装机情况资料来源：IAEA，国家原子能机构，Wind，德邦证券研究所图表：全球核电运行机组数量情况05010015020025030035040045002468101214161819901992199419961998200020022004200620082010201220142016201820202022新并网装机容量（GW）开工建设容量（GW）装机容量（GW，右轴）3904004104204304404504600510152019901992199419961998200020022004200620082010201220142016201820202022新