四代核电蓄势待发，细分领域百舸争流

四代核电蓄势待发，细分领域百舸争流 华安机械张帆S0010522070003 2023年7月31日 核心观点 •核电作为技术成熟的清洁能源,与火电相比，不排放二氧化硫、烟尘、氮氧化物和二氧化碳等物质，具有资源消耗少、环境影响小和能源保障力强等优点，在满足能源需求快速增长的同时，兼顾生态环境保护。 •世界核电历经四次迭代，第四代核电技术蓄势待发。目前世界主流核电站皆采用第二代或第三代核电技术。其中，第二代和第三代的主要核电堆型包括压力堆和沸水堆等，在安全性和经济性上较前一代都有提升。第四代核电技术以在安全性、经济性、核废物处理、防止核扩散上更为出色，代表堆型包括钠冷快堆、铅冷快堆、气冷快堆、超高温气冷堆等，目前主要研发试验阶段，商业化预计在2030年左右实现。 •国内核电核准开工节奏呈现加速态势。2011年福岛核电站事故发生后，此后八年国内核电审批长时间处于低谷：2012年，仅田湾核电二期工程获得核准。2015年，沿海核电项目重启，年内8台新机组获批。但在电力供大于求等背景下，2016年-2018年，核电审批再次陷入停滞。直至2019年，核电解冻，发展节奏逐渐拉回到正常轨道。2022年核准项目达10台机组，是2008年以后的最高峰。预计到2030年，我国核电站新增115GW装机量，对应市场空间可达千亿规模。 •建议关注公司：兰石重装（核电压力容器+乏燃料后处理+四代核电高温气冷堆石墨后处理），科新机电（核电压力容器+新燃料运输），中密控股（核电密封），中核科技（核电卡脖子阀门），佳电股份（四代核电电机），海陆重工（核电压力容器），景业智能（核电智能装备），江苏神通（核电阀门），航天晨光（核电非标设备）。 •风险提示：政策变动风险，核电安全等相关政策的变动对于行业的影响巨大；相关核电技术等核心技术更新的风险；原材料大幅波动的风险，核燃料、铀燃料等面临价格高、供应不足的问题；测算市场空间的误差风险；研究依据的信息更新不及时，未能充分反映公司最新状况的风险。 目录 2核电技术的前世今生3核电产业链百舸争流4核电发展正当时，未来可期5建议关注公司6风险提示 01核电：广泛应用的清洁能源 1.1核电：广泛应用的清洁能源 •核电作为技术成熟的清洁能源,与火电相比，不排放二氧化硫、烟尘、氮氧化物和二氧化碳等物质，具有资源消耗少、环境影响小和能源保障力强等优点，在满足能源需求快速增长的同时，兼顾生态环境保护。 •2022年1-12月，全国运行核电机组累计发电量为4177.86亿千瓦时，占全国累计发电量的4.98%。与燃煤发电相比，2022年核能发电相当于减少燃烧标准煤11812.47万吨，减少排放二氧化碳30948.67万吨、二氧化硫100.41万吨、氮氧化物87.41万吨。 •世界核电历经四次迭代。目前世界主流核电站皆采用第二代或第三代核电技术。其中，第二代和第三代的主要核电堆型包括压力堆和沸水堆等，在安全性和经济性上较前一代都有提升。第四代核电技术以在安全性、经济性、核废物处理、防止核扩散上更为出色，代表堆型包括钠冷快堆、铅冷快堆、气冷快堆、超高温气冷堆等，目前主要研发试验阶段，商业化预计在2030年左右实现。 1.1核电：广泛应用的清洁能源 •对于中国而言，积极发展核电还可有效带动出口，助力经济稳增长。供给端，我国已具备先进核电设备规模化制造能力，且造价仅为海外同类机组价格的60%左右，具备明显比较优势。需求端，据中核集团预测到2030年仅“一带一路”沿线国家将新建上百台核电机组，共计新增核电装机115GW。每出口1台核电机组需要8万余台套设备、200余家企业参与制造和建设，可创造约15万个就业机会，单台机组投资约200亿元。 •国际能源署（IEA）研究表明，要实现《巴黎协定》的气候变化目标，到2050年全球核电容量需要翻一番。2023年4月19日更新的国际原子能机构（IAEA）动力堆信息系统显示，当前全球共有在运核反应堆420座，总装机容量374827MWe，在建核反应堆56座，容量58595MWe。 •事实表明，安全如期达成“双碳”目标，核电“蓄能”势在必行。除了优选厂址，新建核电机组外，目前我国核电的“单一供电”模式尚无法适应新的能源体系。“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出，开展山东海阳等核能综合利用示范，为我国核能产业发展开辟了新赛道。下一步，核能还需要扮演电力调峰、核能制氢、核能供汽、核能供暖、海水淡化等多种角色。 1.2核电行业的2022年 •中国核能行业协会2023年4月26日在京发布《中国核能发展报告2023》蓝皮书，从核电运行、工程建设、科技创新等方面总结分析了当前我国核能行业发展状况，并对“十四五”及中长期我国核能发展前景进行展望。 •蓝皮书显示，我国核电机组长期保持安全稳定运行，核电机组建设稳步推进。2022年以来，我国新核准核电机组10台，新投入商运核电机组3台，新开工核电机组6台。截至目前，我国在建核电机组24台，总装机容量约26.81GW，继续保持全球第一。商运核电机组54台，总装机容量56.82GW，位列全球第三。 •2022年，我国核电总装机容量占全国电力装机总量的2.2%，发电量为4177.8亿千瓦时，同比增加2.5%，约占全国总发电量的4.7%，核能发电量达到世界第二。 •此外，2022年，中国有37台机组在世界核电运营者协会的综合指数达到满分，占世界满分机组的50%。 1.2核电行业的2022年 •我国核电站分布在东部沿海8个省份，自北向南分别是辽宁、山东、江苏、浙江、福建、广东、广西、海南。各省份在运在建核电机组及装机容量情况如图所示。 1.2核电行业的2022年 1.3“双碳”背景下，核电行业发展前景广阔 1.3“双碳”背景下，核电行业发展前景广阔 •据《中国核能发展与展望（2022）》，我国自主三代核电有望按照每年6-8台机组的核准节奏稳步推进；根据《“十四五”现代能源体系规划》，2025年前我国核电装机量计划达到70GW左右，较“十三五”期间新增装机量同比增长约40%；近年来，多个核电新项目的陆续获准建设标志着核电项目建设核准批复进入常态化。随着我国经济的发展和对清洁能源的需求持续扩大，核电作为可批量规模化建设的安全高效清洁能源，预计未来在国家能源建设需求中将占据非常重要的地位。无论是国内核电新项目的开工建设还是“核电走出去”项目，都将进一步拉动核电行业的市场需求。 •根据国家能源局统计数据，2022年，我国主要发电企业电源工程建设投资完成7208亿元，同比增长22.8%。其中，核电企业电源工程完成投资677亿元，同比增长25.7%。根据《中国核能发展报告》预测，我国将保持每年6-8台核电机组的核准开工节奏，核电装机规模将进一步加快扩大。“十四五”期间我国核电运行装机容量预计将达到70GW，按每台核电机组1GW装机容量计算，核电市场空间每年或达千亿元以上。 1.3“双碳”背景下，核电行业发展前景广阔 •中国核能行业协会发布的《中国核能发展报告（2023）》蓝皮书显示，预计2030年前，我国在运核电装机规模有望成为世界第一，在世界核电产业格局中占据更加重要的地位。预计到2035年，我国核能发电量在总发电量的占比将达到10%左右，相比2022年翻倍。 •当前，全球能源格局加速重塑，低碳转型任务艰巨。国际原子能机构等权威组织再次上调了全球核电发展预期。多个国家调整核能政策，将发展核能纳入国家能源安全战略。我国明确提出“积极安全有序发展核电”。 目录 1核电：广泛应用的清洁能源 3核电产业链百舸争流4核电发展正当时，未来可期5建议关注公司6风险提示 02核电技术的前世今生 2.1核电发展历程 三代 二代 四代 一代 核电站的开发与建设开始于上世纪50年代。1954年，前苏联建成电功率为五千千瓦的实验性核电站；1957年，美国建成电功率为九万千瓦的希平港原型核电站。这些成就证明了利用核能发电的技术可行性。国际上把上述实验性和原型核电机组称为第一代核电机组。 上世纪90年代，为解决三里岛和切尔诺贝利核电站的严重事故的负面影响，世界核电界集中力量对严重事故的预防和后果缓解进行了研究和攻关，美国和欧洲先后出台“先进轻水堆用户要求”文件和“欧洲用户对轻水堆核电站的要求”，进一步明确了防范与缓解严重事故、提高安全可靠性和改善人因工程等方面的要求。 2000年1月，在美国能源部的倡议下，美国、英国、瑞士、南非、日本、法国和阿根廷等十个有意发展核能利用的国家，联合组成“第四代国际核能论坛”(GIF)，并于2001年7月签署了合约，约定共同合作研究开发第四代核能系统(GenⅣ)。 上世纪60年代后期，在试验性和原型核电机组基础上，陆续建成电功率在0.3GW以上的压水堆、沸水堆、重水堆等核电机组，它们在进一步证明核能发电技术可行性的同时，使核电的经济性也得以证明：可与火电、水电相竞争。 上世纪70年代，因石油涨价引发的能源危机促进了核电的发展，目前世界上商业运行的四百多座核电机组绝大部分是在这段时期建成的，称为第二代核电机组。 第四代核能利用系统，是指安全性和经济性都更加优越，废物量极少，无需厂外应急，并具有防核扩散能力的核能利用系统，商用化估计要到2030年左右方能实现。 国际上通常把满足这两份文件之一的核电机组称为第三代核电机组。 2.1核电发展历程 •2022年，全球有6台核电机组实现首次并网，总装机容量为7.889GW，其中5台核电机组采用了第三代核电技术。这6台机组分别是我国福清6号机组和红沿河6号机组、巴基斯坦卡拉奇3号机组、芬兰奥尔基洛托3号机组、韩国新蔚珍1号机组和阿联酋巴拉卡3号机组。除了红沿河6号机组采用具有第三代核电技术特征的技术外，其他5台机组都采用了标准的第三代核电技术。鉴于以后全球开工建设的核电机组主要采用第三代核电技术和更先进的技术，这些技术将成为未来全球核电界的主流技术。图表6：福清核电6号机组 福清核电6号机组成为全球第三台、我国第二台华龙一号并网发电机组。经现场确认，各项技术指标均符合设计要求，机组状态良好，为后续正式投入商业运行奠定坚实基础。 2.2中国核电发展 •2016～2020年，美国西屋的AP1000和法国电力集团的EPR三代核电技术全球首堆先后在我国成功建成投产。我国在过去近40年中，成为全球唯一一个从没有中断核电项目建设的国家，且掌握了建造世界主流核电机型的能力，施工能力卓越，对于核电项目的建设有先进管理理念和丰富的经验，对核电工期具备强有力的掌控能力。 •通过对国际先进堆型的引进和消化吸收，应运而生的自主技术“华龙一号”国内外首堆也相继商运，标志着我国真正自主掌握了三代核电技术，由核电大国进入核电强国。同时，借鉴AP1000技术理念的自主三代核电技术“国和一号”示范工程有序开建，全球首座具有第四代核电技术主要特征的高温气冷堆核电站示范工程实现成功并网发电，全球首个陆上商用模块化小堆“玲龙一号”开建，标志着我国核电水平跻身世界前列。 2.2中国核电发展 •我国的核电技术路线是在上世纪80年代确定走引进、消化、研发、创新的道路的。经过20余年的努力，通过对引进的二代法国压水堆技术的消化吸收，取得了巨大的技术进步，实现了60万千瓦压水堆机组设计国产化，基本掌握了百万千瓦压水堆核电厂的设计能力。 •目前我国有五种第三代核电技术拟投入应用，他们分别是AP1000、华龙一号、CAP1400、法国核电技术(EPR)以及俄罗斯核电技术(VVER)。 2.2中国核电发展 2.2中国核电发展 2.3四代核电站技术汇总 2.3四代核电站技术汇总 2.3四代核电站技术汇总 •世纪之交，美国能源部开始规划发展在经济性、安全性、废物处理等方面有重大革命的新一代先进核能系统——“第4代核能系统”（GernerationⅣ）。第4代核能系统是指2030年之前可以投放市场的新一代核能系统，它必须在一些有挑战性的目标上具有重大进展。这些目标包括可持续性