核电设备行业深度报告:核能进入发展新阶段,细分领域龙头受益---长城证券VIP专享VIP免费

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投资评级:强于大市(首次
报告日期:2022 01 08
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相关报告
<<阀门细分龙头,成长有望加速>>
2020-08-23
——核电设备行业深度报告
核电发展确定性增加,三代核电发力“十四五”,年均千亿市场,四代核
电技术领先。我国目前拥有的华龙一号和 CAP1400(国和一号)两大三
代国产技术,且技术成熟,均具备出口条件根据中国核能行业协会在《中
国核能发展报告2020中预计,2025 年中国在运核电装机达7000
万千瓦,在建核电装机达到 3000 万千瓦;2035 年在运和在建核电装
容量合计将达2亿千瓦我们预计核电建设有望按照每6-8 机组的
步伐稳步推进,若以每台投资约 200 亿元计算,年均投资规模将达
1200-1600 亿。2020 8月,国务院一次核准 4“华龙一号核电机组,
2021 年上半年,国家核准了 5台核电机组,“积极有序发展核电”正在逐
步实现。2021 12 20 日,华能石岛湾高温气冷堆核电站 1号反应
完成发电机初始负荷运行试验评价,成功并网并发出第一度电成为全球
首个并网发电的四代机。据央广网消息,该高温气冷堆核电站设备国产化
率高达 93.4%。中核霞浦示范快堆工程项目目前双机组同步建设,1号机
计划于 2023 建成投产,该示范堆的建成将实现放射性废物最小化,解
决铀矿资源枯竭核材料利用率低和核废料难以处理等问题,对我国加快
构建先进核燃料闭式循环体系具有推动作用。我国在第四代核电技术方面
具有领先优势。
碳中和助力核能发展,核能发电量占比较低,增量空间大。我国从“碳
达峰”到“碳中和”仅30 年时间,时间紧、任务重,发展核电成为
国改善能源结构的重要选项。同时零碳共识下,世界主要核能大国相继
表示视核能为实现零碳目标重要能源工具据国家统计局数据显示,2020
年全年累计发电74170.4 亿千瓦时,电、水电、火电、核电、太阳能
发电占比全国发电量分别5.6%16.4%71.2%4.9%1.9%;核电
电量占比不足 5%,而相较世界其他主要国家来看,中国核能发电占比情
况也比较靠后;根据《国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035
远景目标纲要》提到“十四五”时期,2025 年我国核电运行装机容量
将达到 7000 千瓦,在建装机规模接近 4000 万千瓦,核电占比进一步提
升。同时随着经济持续复苏,用电量快速攀升电力需求逐渐增大;2021
年前三季度全国全社会用电量累计达到 61651 亿千瓦时,同比增长 13.9%
5CAGR 8.3%增长率维持高位。国家大力推动双碳战略,未来
电源增长主要依靠新能源发电和核电未来 15 年将是我国核电发展的重
要战略机遇期,提升空间大。
我国核电行业上游依赖进口,中游细分民企成长好,下游国企垄断
世界核协会,我国铀资源对外依存度常年维持在 70%以上,中核集团是中
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机械设备(申万)沪深300
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国唯一的核燃料生产商、供应商和服务商;中广核和国家电投也在布局相
关的核燃料产业以缓解核燃料紧张局面。据中国核电网,核电运营市场
CR2 高达 90%以上国产核级阀门自主化程度已经大幅提升,截止至 2021
年,阀门国产化程度已达80%以上,并且价格方面仅为进口核级阀门的
11.5%受益于国产化水平提高,核级阀门投资成本占比为 12%。以三代
机组平均造价 1.6 万元/千瓦测算,每台百万级核电机组总投资额约 160
亿元,其中设备投资约 80 亿元。未来核电市场将迎来动态的、持续的释
放过程,假设每年推进 6-8 台机组,年均设备市场容量有望达到 480-640
亿元。由于持续累积的核电乏燃料处理的刚性需求与乏燃料后处理产能之
间的矛盾日益突出,对于乏燃料贮存及运输设备的需求与日俱增,后续随
着核电步伐加快,市场容量空间将得到释放。
核化工乏燃料打开新空间,核化工建设或加速,乏燃料后处理从无到有,
闭式循环技术既是现实需要,又是未来闭环利用核电的战略需求,产业
链上的公司受益较为明显。根据公司公告我国仅 2019 年产生 1028 吨乏
燃料,截至 2021 中,中国大陆地区在运核电机组 51 其中大部分暂
存在核电站内部的乏燃料水池中,根据一台百万千瓦级核电机组一年约产
25 吨左右的乏燃料来计算,2022 年预计累计乏燃料超过 10000 吨,2025
年饱和乏燃料水池数量预计达到 22 个。目前,我国已对乏燃料后处理产
业的近、中、远期发展作出全面规划和部署,乏燃料后处理市场广阔。
核能多用途发展迎来契机,供电、供暖、高温蒸汽、制氢、动力等新
场景不断涌现。我国 200MW 高温气冷堆商业示范电站建设项目被视为最
有可能突破核能制氢反应堆型,利用高温气冷堆蒸汽品质好、固有安全性
高的特点将高温气冷堆与热化学循环制氢技术耦合,可以大量生产氢气
并逐步开拓储氢运氢、氢燃料电池中下游产业。2021 11 9日,
家电投“暖核一号”在山东海阳投运供暖面积覆盖海阳全城区,成为全
国首个“零碳”供暖城市。同时小型反应堆作为分布式清洁能源可用作城
市供暖、制氢、偏远地区供电、海水淡化、深海开发、破冰船能源供给等
用途。IAEA 测算,一座 250MW 小堆利用核反应高温制氢日产量达到
50 吨。2021 714 日我国多功能模块化小型堆“玲龙一号”示范工程
FCD具有部署灵活、用途广泛等优势,既可以在陆地上使用也可以在
大海上使用,更可以装到船舶中作为轮船的动力和电能来源,核能的综合
利用即将迎来窗口期。
核电设备细分领域龙头企业将受益核电景气度提升。随着国内核电技术得
到突破,十四五期间核电产业发展步伐有望加快,核能发展迎来了新风口
投资建议:1.江苏神通:我国核级阀门主要供应商。2.中国核电:唯一拥
有完整核燃料循环产业链3.中国广核:核电运营龙头,积极探索小型堆
研发。4.中国核建国内核岛建设龙头,在国内核电建设市场长期占据绝
对主导地位。5.久立特材蒸汽发生U型管领军企业,加速核级用管国
产化替代。6.佳电股份:四代核电主氦风机设备主要供应商7.浙富控股:
旗下华都核设备公司是“华龙一号”控制棒驱动机构的唯一供应商,同时
承担四代控制棒驱动机构的研制与生产任务。
风险提示:核电支持政策不及预期核电项目建设风险、核安全事故等
击风险、突发公共卫生事件风险、宏观经济风险、行业竞争加剧风险、
rQmRrPwOrOtPoPtPsPqNyR7NaOaQnPoOmOmOiNqQoPeRrQoP6MpOrPNZmMrPwMpOpM
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心原材料供应风险、统计误差、假设不及预期、预测参数误差等风险。
http://www.cgws.com请参考最后一页评级说明及重要声明投资评级:强于大市(首次)报告日期:2022年01月08日分析师:王志杰S1070519050002☎021-31829812wangzhijie@cgws.com联系人(研究助理):雷迅S1070120070041☎0755-83667984leixun@cgws.com行业表现数据来源:贝格数据相关报告<<阀门细分龙头,成长有望加速>>2020-08-23核能进入发展新阶段,细分领域龙头受益——核电设备行业深度报告◼核电发展确定性增加,三代核电发力“十四五”,年均千亿市场,四代核电技术领先。我国目前拥有的华龙一号和CAP1400(国和一号)两大三代国产技术,且技术成熟,均具备出口条件。根据中国核能行业协会在《中国核能发展报告(2020)》中预计,到2025年中国在运核电装机达到7000万千瓦,在建核电装机达到3000万千瓦;到2035年在运和在建核电装机容量合计将达到2亿千瓦;我们预计核电建设有望按照每年6-8台机组的步伐稳步推进,若以每台投资约200亿元计算,年均投资规模将达1200-1600亿。2020年8月,国务院一次核准4台“华龙一号”核电机组,2021年上半年,国家核准了5台核电机组,“积极有序发展核电”正在逐步实现。2021年12月20日,华能石岛湾高温气冷堆核电站1号反应堆完成发电机初始负荷运行试验评价,成功并网并发出第一度电,成为全球首个并网发电的四代机。据央广网消息,该高温气冷堆核电站设备国产化率高达93.4%。中核霞浦示范快堆工程项目目前双机组同步建设,1号机计划于2023年建成投产,该示范堆的建成将实现放射性废物最小化,解决铀矿资源枯竭、核材料利用率低和核废料难以处理等问题,对我国加快构建先进核燃料闭式循环体系具有推动作用。我国在第四代核电技术方面具有领先优势。◼碳中和助力核能发展,核能发电量占比较低,增量空间大。我国从“碳达峰”到“碳中和”仅有30年时间,时间紧、任务重,发展核电成为我国改善能源结构的重要选项。同时,零碳共识下,世界主要核能大国相继表示视核能为实现零碳目标重要能源工具。据国家统计局数据显示,2020年全年累计发电量74170.4亿千瓦时,风电、水电、火电、核电、太阳能发电占比全国发电量分别为5.6%、16.4%、71.2%、4.9%、1.9%;核电发电量占比不足5%,而相较世界其他主要国家来看,中国核能发电占比情况也比较靠后;根据《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,提到“十四五”时期,到2025年我国核电运行装机容量将达到7000万千瓦,在建装机规模接近4000万千瓦,核电占比进一步提升。同时随着经济持续复苏,用电量快速攀升,电力需求逐渐增大;2021年前三季度全国全社会用电量累计达到61651亿千瓦时,同比增长13.9%,近5年CAGR为8.3%,增长率维持高位。国家大力推动双碳战略,未来电源增长主要依靠新能源发电和核电,未来15年将是我国核电发展的重要战略机遇期,提升空间大。◼我国核电行业上游依赖进口,中游细分民企成长好,下游国企垄断。据世界核协会,我国铀资源对外依存度常年维持在70%以上,中核集团是中-20%-15%-10%-5%0%5%10%15%21/121/221/321/421/521/621/721/821/921/1021/1121/12机械设备(申万)沪深300核心观点分析师证券研究报告行业深度报告行业报告机械设备行业行业深度报告长城证券2请参考最后一页评级说明及重要声明国唯一的核燃料生产商、供应商和服务商;中广核和国家电投也在布局相关的核燃料产业以缓解核燃料紧张局面。据中国核电网,核电运营市场CR2高达90%以上,国产核级阀门自主化程度已经大幅提升,截止至2021年,阀门国产化程度已达到80%以上,并且价格方面仅为进口核级阀门的11.5%,受益于国产化水平提高,核级阀门投资成本占比为12%。以三代机组平均造价1.6万元/千瓦测算,每台百万级核电机组总投资额约160亿元,其中设备投资约80亿元。未来核电市场将迎来动态的、持续的释放过程,假设每年推进6-8台机组,年均设备市场容量有望达到480-640亿元。由于持续累积的核电乏燃料处理的刚性需求与乏燃料后处理产能之间的矛盾日益突出,对于乏燃料贮存及运输设备的需求与日俱增,后续随着核电步伐加快,市场容量空间将得到释放。◼核化工乏燃料打开新空间,核化工建设或加速,乏燃料后处理从无到有,闭式循环技术既是现实需要,又是未来闭环利用核电的战略需求,产业链上的公司受益较为明显。根据公司公告,我国仅2019年产生1028吨乏燃料,截至2021年中,中国大陆地区在运核电机组51台,其中大部分暂存在核电站内部的乏燃料水池中,根据一台百万千瓦级核电机组一年约产生25吨左右的乏燃料来计算,2022年预计累计乏燃料超过10000吨,2025年饱和乏燃料水池数量预计达到22个。目前,我国已对乏燃料后处理产业的近、中、远期发展作出全面规划和部署,乏燃料后处理市场广阔。◼核能多用途发展迎来新契机,供电、供暖、高温蒸汽、制氢、动力等新场景不断涌现。我国200MW高温气冷堆商业示范电站建设项目被视为最有可能突破核能制氢反应堆型,利用高温气冷堆蒸汽品质好、固有安全性高的特点将高温气冷堆与热化学循环制氢技术耦合,可以大量生产氢气,并逐步开拓储氢、运氢、氢燃料电池中下游产业。2021年11月9日,国家电投“暖核一号”在山东海阳投运,供暖面积覆盖海阳全城区,成为全国首个“零碳”供暖城市。同时小型反应堆作为分布式清洁能源可用作城市供暖、制氢、偏远地区供电、海水淡化、深海开发、破冰船能源供给等用途。据IAEA测算,一座250MW小堆利用核反应高温制氢日产量达到50吨。2021年7月14日我国多功能模块化小型堆“玲龙一号”示范工程FCD,具有部署灵活、用途广泛等优势,既可以在陆地上使用,也可以在大海上使用,更可以装到船舶中作为轮船的动力和电能来源,核能的综合利用即将迎来窗口期。◼核电设备细分领域龙头企业将受益核电景气度提升。随着国内核电技术得到突破,十四五期间核电产业发展步伐有望加快,核能发展迎来了新风口。投资建议:1.江苏神通:我国核级阀门主要供应商。2.中国核电:唯一拥有完整核燃料循环产业链。3.中国广核:核电运营龙头,积极探索小型堆研发。4.中国核建:国内核岛建设龙头,在国内核电建设市场长期占据绝对主导地位。5.久立特材:蒸汽发生器U型管领军企业,加速核级用管国产化替代。6.佳电股份:四代核电主氦风机设备主要供应商。7.浙富控股:旗下华都核设备公司是“华龙一号”控制棒驱动机构的唯一供应商,同时承担四代控制棒驱动机构的研制与生产任务。◼风险提示:核电支持政策不及预期、核电项目建设风险、核安全事故等冲击风险、突发公共卫生事件风险、宏观经济风险、行业竞争加剧风险、核rQmRrPwOrOtPoPtPsPqNyR7NaOaQnPoOmOmOiNqQoPeRrQoP6MpOrPNZmMrPwMpOpM行业深度报告长城证券3请参考最后一页评级说明及重要声明心原材料供应风险、统计误差、假设不及预期、预测参数误差等风险。行业深度报告长城证券4请参考最后一页评级说明及重要声明目录1.核能发展概况.......................................................................................................................81.1核能发电原理..............................................................................................................81.2世界核电发展进程....................................................................................................111.3中国核电发展历史....................................................................................................161.4中国核电发展现状....................................................................................................192.三代核电技术已成熟,助力“十四五”千亿市场..............................................................212.1华龙一号和CAP1400技术成熟,“一带一路”助力中国核电走向海外................212.2碳中和下核能优势显著,核能发电量、占比较低,增量空间大........................242.3核电政策东风推动行业发展,已具备批量化建设条件........................................313.核电产业链一览,设备制造国企垄断,细分领域民营企业成长性高.........................343.1核电产业概况............................................................................................................343.2上游:核燃料资源对外依赖性高,中核、中广核和国家电投三分天下............363.3中游:设备制造国企垄断为主,细分民营成长性好............................................433.4下游:以中核、中广核为核电站主要运营者;“闭式核燃料循环处理”技术为乏燃料后处理打开产业空间............................................................................................................463.5四代核电技术稳步推进及核能的综合利用............................................................494.相关核电设备细分领域龙头企业.....................................................................................574.1江苏神通:阀门细分龙头,成长有望加速............................................................574.2中国核电:核电和新能源绿电双轮驱动,核能综合利用打开新空间................604.3中国广核:国内核电运营龙头................................................................................614.4中国核建:国内核岛建设龙头................................................................................624.5久立特材:蒸汽发生器U型管国产化领军者........................................................634.6佳电股份:四代核电主氦风机设备优质标的........................................................644.7浙富控股:具备多堆型控制棒驱动机构制造能力................................................655.风险提示.............................................................................................................................68行业深度报告长城证券5请参考最后一页评级说明及重要声明图表目录图1:铀核裂变过程...................................................................................................................8图2:各堆型冷却剂和慢化剂对应情况...................................................................................9图3:核能发电原理(压水堆).............................................................................................10图4:核岛及常规岛.................................................................................................................10图5:全球在运及在建核反应堆型数量.................................................................................11图6:全球在运及在建核反应堆型发电量(MWe)............................................................11图7:试验起步阶段全球核电总装机容量.............................................................................13图8:高速发展阶段全球核电总装机容量.............................................................................13图9:缓慢发展阶段全球核电总装机容量.............................................................................13图10:复苏发展阶段全球核电总装机容量...........................................................................13图11:全球核电发展历程.......................................................................................................14图12:核电技术发展历程.......................................................................................................14图13:第一代核电技术--前苏联奥布宁斯克核电站.............................................................15图14:第二代核电技术--秦山二核........................................................................................15图15:第三代核电技术--三门核电........................................................................................15图16:第四代核电技术--石岛湾核电站................................................................................15图17:中国核电技术演进历程...............................................................................................18图18:中国大陆在运及在建核电机组数情况.......................................................................19图19:中国大陆在运及在建核电容量情况(MWe)..........................................................19图20:全球核电站分布...........................................................................................................22图21:一带一路经济走廊.......................................................................................................22图22:美国核电在运装机容量(MWe)..............................................................................25图23:美国在运反应堆分布...................................................................................................25图24:英国核电在运装机容量(MWe)..............................................................................26图25:英国在运反应堆分布...................................................................................................26图26:法国核电在运装机容量(MWe)..............................................................................27图27:法国在运反应堆分布...................................................................................................27图28:日本核电在运装机容量(MWe)..............................................................................27图29:日本核反应堆分布.......................................................................................................27图30:德国核电在运装机容量(MWe)..............................................................................29图31:德国核反应堆分布.......................................................................................................29图32:各国核能发电占比情况(2020/12/31)....................................................................30图33:2020年中国核电发电量占比约5%............................................................................30图34:全国全社会用电量2021前三季度同比增长14%.....................................................30图35:2013~2050年国内核电装机容量发展趋势(万千瓦)............................................32图36:核电产业链概况...........................................................................................................34图37:核电产业链设备相关公司一览...................................................................................35图38:核燃料循环详解图.......................................................................................................36图39:核燃料循环简易图.......................................................................................................36图40:天然铀矿石...................................................................................................................36图41:重铀酸铵--“黄饼”.........................................................................................................36图42:六氟化铀等待分离成低浓缩铀...................................................................................37行业深度报告长城证券6请参考最后一页评级说明及重要声明图43:氧化铀制胚...................................................................................................................37图44:氧化铀烧结成氧化铀陶瓷(燃料芯块)...................................................................37图45:燃料芯块封装成燃料棒...............................................................................................37图46:燃料棒逐支插入燃料组件形成核燃料组件...............................................................38图47:核燃料组件运输到站...................................................................................................38图48:全球已探明铀矿量(吨);2019年............................................................................38图49:全球已探明铀矿占比;2019年..................................................................................38图50:主要生产国和消费国的铀生产和反应堆相关需求,中国供需缺口较大(2019/1/1)....................................................................................................................................................39图51:中核主要成本占比情况...............................................................................................42图52:中广核主要成本占比情况...........................................................................................42图53:核电站主要设备及相关设备企业...............................................................................43图54:核电设备投资成本占比...............................................................................................45图55:核岛设备投资成本占比...............................................................................................45图56:核电产业链不同环节毛利率对比...............................................................................46图57:核岛设备毛利率对比...................................................................................................46图58:2020按在运机组数市场份额......................................................................................47图59:2020按发电量市场份额..............................................................................................47图60:“闭式核燃料循环处理”示意图....................................................................................48图61:高温气冷堆球形核燃料元件构造图...........................................................................50图62:高温气冷堆发电系统示意图.......................................................................................50图63:高温气冷堆核电站示范工程.......................................................................................51图64:高温气冷堆核电站示范工程.......................................................................................51图65:核能制氢技术路线.......................................................................................................52图66:快堆反应器原理图.......................................................................................................53图67:热堆核反应原理图.......................................................................................................54图68:快堆核反应原理图(MixedOxide,MOX)...............................................................54图69:霞浦示范快堆...............................................................................................................54图70:霞浦示范快堆地理位置...............................................................................................54图71:小型模块化反应堆.......................................................................................................55图72:玲龙一号首堆安全壳底封头吊装成功.......................................................................56图73:中广核ACPR50S海上浮动式核动力平台..................................................................56图74:海阳核能供热原理图...................................................................................................56图75:核能供热迎来窗口期...................................................................................................56图76:江苏神通核电专用阀门...............................................................................................57图77:2013-2021Q3江苏神通营收及增速............................................................................58图78:2013-2021Q3江苏神通净利润及增速........................................................................58图79:2020年江苏神通主营业务收入结构..........................................................................59图80:2018-2020年神通毛利率、净利率及分业务毛利.....................................................59图81:2013-2021Q3江苏神通研发支出及增速....................................................................59图82:2013-2021Q3中国核电营收及增速............................................................................61图83:2013-2021Q3中国核电净利润及增速........................................................................61图84:2013-2021Q3中国广核营收及增速............................................................................61图85:2013-2021Q3中国广核净利润及增速........................................................................61图86:2013-2021Q3中国核建营收及增速............................................................................62行业深度报告长城证券7请参考最后一页评级说明及重要声明图87:2013-2021Q3中国核建净利润及增速........................................................................62图88:2013-2021Q3久立特材营收及增速............................................................................63图89:2013-2021Q3久立特材净利润及增速........................................................................63图90:2013-2021Q3佳电股份营收及增速............................................................................64图91:2013-2021Q3佳电股份净利润及增速........................................................................64图92:华都主要核设备...........................................................................................................65图93:2013-2021Q3浙富控股营收及增速............................................................................66图94:2013-2021Q3浙富控股净利润及增速........................................................................66图95:2020年浙富控股主营业务收入结构..........................................................................67图96:2018-2020浙富控股毛利率、净利率及分业务毛利.................................................67图97:2013-2021Q3浙富控股研发支出及增速....................................................................68表1:全球核电站使用的主要堆型一览...................................................................................8表2:试验起步阶段核电建设大事件.....................................................................................11表3:高速发展阶段核电建设大事件.....................................................................................12表4:缓慢发展阶段核电建设大事件.....................................................................................12表5:复苏发展阶段核电建设大事件.....................................................................................12表6:世界核电技术发展历程.................................................................................................14表7:我国起步阶段核电建设大事件.....................................................................................16表8:我国适度发展阶段核电建设大事件.............................................................................16表9:我国积极快速发展阶段核电建设大事件.....................................................................17表10:我国建设沉默期至安全高效发展阶段核电建设大事件...........................................17表11:中国大陆在运机组情况(截至2021年10月31日).............................................19表12:中国大陆在建机组情况(截至2021年10月31日).............................................21表13:我国核电“走出去”项目................................................................................................22表14:世界主流三代核电技术情况.......................................................................................24表15:美国正在建设中的核反应堆.......................................................................................25表16:英国正在建设中的核反应堆.......................................................................................26表17:法国正在建设中和拟筹建的核反应堆.......................................................................27表18:日本在建核反应堆.......................................................................................................28表19:日本计划和提议的核反应堆.......................................................................................28表20:主流清洁能源对比.......................................................................................................29表21:国民经济规划-核电政策的演变脉络..........................................................................32表22:我国核电相关政策一览...............................................................................................33表23:中国确定的常规铀资源(合理确定和合理推测的资源).............................................40表24:核燃料元器件概况.......................................................................................................42表25:核电站主要包括核岛、常规岛和辅助系统...............................................................43表26:核电细分设备市场规模...............................................................................................45表27:国内核电站运营企业概况...........................................................................................47表28:核废料种类...................................................................................................................48表29:GIF初步确定六种四代候选堆型(3种热中子反应堆与3种快中子反应堆)....49表30:我国高温气冷堆研发、建设全历程...........................................................................51表31:江苏神通主营业务拆分(亿元)...............................................................................60行业深度报告长城证券8请参考最后一页评级说明及重要声明1.核能发展概况1.1核能发电原理核裂变链式反应是核能发电的基础。自然界中不是所有原子都能发生核裂变,一些原子拥有质量非常大的原子核,比如铀、钍和钚等才能发生核裂变。发生核裂变时,这些原子核会吸收一个中子,进而分裂成多个质量较小的原子核,同时释放出2-3个中子和巨大能量,这些中子和能量促使其他原子核继续发生核裂变,使这个过程持续进行,这就是核裂变链式反应。原子核在核裂变中释放出的巨大能量就是俗称的原子能。而1千克铀-235的全部核裂变将产生20,000兆瓦小时的能量,与燃烧至少2000吨煤释放的能量一样多,相当于一个20兆瓦的发电站运转1,000小时。图1:铀核裂变过程资料来源:中国科普博览,长城证券研究院核电是由核能-热能-机械能-电能进行发电的方式。在核裂变链式反应中,快中子经过慢化剂的慢化后变为慢中子,这些慢中子会撞击其他原子核,进而产生受控的链式反应。产生的热能将水变成蒸汽,推动推动汽轮机运转做工,最后带动发电机发电,形成了一个由核能-热能-机械能-电能的一个转变过程。而传统火电厂则是利用石油、煤、天然气等化石燃料的燃烧所产生的化学能将水变成蒸汽带动汽轮机运转发电的行为。可以说除了反应堆外,核能发电的其他系统的发电原理与传统火力发电相差不大。装配核燃料进行可控裂变反应的装置是核反应堆,是核电站的核心装置。核反应堆中的中子慢化剂可以降低快中子的速度,生成热中子,热中子可以维持这种核裂变链式反应。而冷却剂的作用则是将核反应堆中的热量带出核反应堆至外部环境进行降温。所以核电堆堆型根据冷却剂和中子慢化剂的不同有所区别。按照冷却剂的不同可分为轻水堆、重水堆、气冷堆等,按照中子慢化剂的有无,可分为热中子堆和快中子堆。表1:全球核电站使用的主要堆型一览堆型名称燃料冷却剂慢化剂原理及技术特点压水堆(PWR)浓缩UO2水水使用加压轻水(即普通水)作冷却剂和慢化剂,且水在堆内不沸腾的核反应堆,燃料为浓缩铀。压水堆核电站由核岛和常规岛组成,核岛中的大型设备是蒸汽发生器、稳压器、主泵和堆芯,常规岛主要包括汽轮机组及二回路其它辅助系统,与常规火电厂类行业深度报告长城证券9请参考最后一页评级说明及重要声明堆型名称燃料冷却剂慢化剂原理及技术特点似。沸水堆(BWR)浓缩UO2水水沸水堆是以沸腾轻水为慢化剂和冷却剂并在反应堆压力容器内直接产生饱和蒸汽的动力堆。沸水堆与压水堆同属轻水堆,都具有结构紧凑、安全可靠、建造费用低和负荷跟随能力强等优点。重水堆(HWR)天然UO2重水重水重水堆是以重水作慢化剂的反应堆,可以直接利用天然铀作为核燃料。重水堆可用轻水或重水作冷却剂。石墨气冷堆(GCR)天然UO2CO2或氦气石墨用石墨慢化、二氧化碳或氦气冷却的反应堆,目前仅存于英国。近期的研究集中在氦气冷却的高温气冷堆(HTGR,hightemperaturegas-cooledreactor)上。石墨水冷堆(LWGR)浓缩UO2水石墨石墨水冷堆是以石墨为慢化剂、水为冷却剂的热中子反应堆,目前仅存于俄罗斯。快中子增殖堆(FBR)浓缩UO2、PuO2&UO2液态钠无由快中子引起链式裂变反应所释放出来的热能转换为电能的核电站。快堆在运行中既消耗裂变材料,又生产新裂变材料,而且所产可多于所耗,能实现核裂变材料的增殖。资料来源:中国广核招股说明书,中国核电招股说明书,长城证券研究院整理图2:各堆型冷却剂和慢化剂对应情况资料来源:中国核电招股说明书,长城证券研究院压水堆以普通水作冷却剂和慢化剂,是目前世界上最普遍的商用堆型。据中国核电招股书显示:核燃料在反应堆内发生裂变而产生大量热能(产生核能),高温高压的一回路冷却水把这些热能带出反应堆,并在蒸汽发生器内把热量传给二回路的水,使它们变成蒸汽(核能到热能的转化),蒸汽推动汽轮机带动发电机发电(机械能到电能的转化)。一回路:反应堆堆芯因核燃料裂变产生巨大的热能,高温高压的冷却水由主泵泵入堆芯带走热量,然后流经蒸汽发生器内的传热U型管,通过管壁将热能传递给U型管外的二回路,释放热量后又被主泵送回堆芯重新加热再进入蒸汽发生器。水这样不断的在密闭的回路内循环,被称为一回路。二回路:蒸汽发生器U型管外的二回路水受热变成蒸汽,蒸汽推动汽轮机发电机做功,把热能转换为电力;做完功后的蒸汽进入冷凝器冷却,凝结成水返回蒸汽发生器,重新加热成蒸汽。这个回路循环被称为二回路。行业深度报告长城证券10请参考最后一页评级说明及重要声明图3:核能发电原理(压水堆)资料来源:中国核电招股说明书,长城证券研究院压水堆核电站主要由核岛、常规岛和电站配套设施(BOP)等组成。核岛由核反应堆厂房和核辅助厂房构成,核岛中的大型设备主要包括蒸发器、稳压器、主泵等,是核电站的核心装置;其中核反应堆厂房的安全壳是核电站的重要安全构筑物。安全壳一般为带有半圆形顶的圆柱体钢筋混凝土建筑,能够承受地震、台风等各种外部冲击,是核电站的第三道安全屏障,确保反应堆的放射性物质不释放到外部环境。常规岛主要包括汽轮机组及二回路其他辅助系统。图4:核岛及常规岛资料来源:中国核电招股说明书,长城证券研究院全球范围内大多数国家用于发电核反应堆采用压水堆技术。根据国际原子能机构最新统计。截至2020年12月31日,全球在运核电机组共计442台,在建核电机组52台。其中使用压水堆型核电机组(包括在建)共计345台,占比达70%。行业深度报告长城证券11请参考最后一页评级说明及重要声明图5:全球在运及在建核反应堆型数量图6:全球在运及在建核反应堆型发电量(MWe)资料来源:IAEA,长城证券研究院资料来源:IAEA,长城证券研究院1.2世界核电发展进程世界核电发展进程主要以三个重要时间点为标志:1.1942年12月,美国芝加哥大学成功启动“芝加哥一号(CP-1)”核反应堆,这也是世界上第一座核反应堆,功率为0.5W。标志人类步入核能时代,但核能的主要用途为军用。2.50年代初期,美国、苏联、英国、法国等国利用已有的军用核能技术,开始将核能的应用领域部分转向民用,相继开发建造用于发电的核反应堆,此时核电步入验证示范阶段。3.1954年,苏联奥布宁斯克核电站发电并网,标志核能发电时代正式来临。纵观全球核电发展史,核电共经历了试验起步阶段、高速发展阶段、缓慢发展阶段和当前的复苏发展阶段。实验起步阶段:1954-1965年。以前苏联奥布宁斯克石墨水冷核电站为起点拉开序幕,部分核能大国也开启了将核能的军用领域拓展到民用。美国在此期间持续发展核动力武器,也开始了核能民用的拓展。据上海市核电办公室统计,在此阶段,世界共有38个机组投入运行,核反应堆属于早期原型反应堆,归为第一代核电技术。此时的核电技术较为成熟,发电成本也比较低,核电正处于商用推广的前夜。表2:试验起步阶段核电建设大事件时间事件1954年6月苏联建成世界上第一座核电机组—5000KW,ASP-1压力管式石墨水冷核电厂奥布宁斯克核电站。1956年美国投入运行第一台4500KW沸水堆机组。法国和英国也各建成一台石墨气冷堆机组。1957年美国西屋电气公司开发的民用60MW压水堆核电厂-希平港(ShippingPort)核电站建成。美国通用电气公司开发的民用沸水堆核电厂-洪保德湾核电站建成1960年7月美国德累斯顿(Dresden-1)沸水堆核电站建成。1962年加拿大重水堆原型核电机组建成。20世纪60年代德国、日本等国的核电工业也相继发展,总装机1223万KW,最大单机容量60.8万KW。资料来源:上海核电办公室,乐晴智库,盛世景投资,长城证券研究院整理高速发展阶段:1966~1980年。在此阶段各个工业发达国家经济持续向好,对电力的需求急速增长。由于化石燃料供需紧张,主要工业国家对于核电的重视度也逐渐提升。美国、苏联、英国、法国、日本、德国等都开始制定相应的核电发展规划;发展中国家如印度、巴西、阿根廷等也都开始购入设备进行本国核电建设。此时核电技术更加趋于成熟,已3456552141250501001502002503003504003350346677526443772583582512050000100000150000200000250000300000350000400000行业深度报告长城证券12请参考最后一页评级说明及重要声明拥有和在建核电站的国家越来越多。在这种形势下,主要核能大国如美国、英国、法国、德国在这期间就开始着手快中子增值堆和高温气冷堆等先进核电技术的研发,且已经建成各自相应的实验堆和原型堆。1966-1980年核电装机容量的年增长率达到23%。据上海核电办公室统计,在此阶段全球共有242台核电机组投入运行,均采用第二代核电技术。表3:高速发展阶段核电建设大事件时间事件1967年美国核电厂订货达到25.6GW;1969年美国核电总装机容量超过英国,居世界第一位1966-1973年美国签约的核电建造合同规模达到170GWe。1973年美国核电总装机容量占世界的2/3。1973-1974年美国核电厂共订货66.9GW,核电设备制造能力达到每年25~30GW。1970-1980年日本建成21台核电机组,成为世界第三大核电国家。1980年底全世界核电机组总装机容量达133GWe。1974-1983年法国先后建成34座900MW及20座1300MW压水堆机组,成为全球核电比例最高的国家(75%以上)。资料来源:国家工程技术数字图书馆《全世界核电正在全面复苏》,长城证券研究院整理缓慢发展阶段:1981年~2000年。据中广核招股书资料。上世纪八十年代以后,西方主要国家经济发展进入平稳期,由于产业结构调整及节能措施大量采用,全社会电力需求大幅度下降,许多已经计划的电力建设项目被搁置或者取消。在此期间美国和苏联又接连发生重大核安全事故,各国普遍加强了核安全监管,提高了核电项目审管要求,致使核电建设工期拉长,造价提高。加之发电成本相对低廉的天然气兴起,高造价的核电项目成了停建和取消的重点对象,核电发展遇阻,建设陷入困难。但在滞缓发展阶段,核电发展也没有完全停止。法国、韩国仍然坚持本国的核电发展并掌握了核电技术,迅速成长为世界核电大国。中国的核电建设也在上世纪八十年代起步。URU和EUR文件的出台对于三代核电技术有了相对明确的定义。据中广核招股书显示,国际上把满足URD、EUR要求的核电技术称为第三代核电技术,而把在此前建设的、以及继续用原有技术建造的核电站称为第二代核电技术核电站。表4:缓慢发展阶段核电建设大事件时间事件1979年3月美国发生三哩岛核电厂事故1983年前美国共取消108台核电机组(共计110GWe)以及几十台火电机组合同1986年4月苏联发生切尔诺贝利核电厂事故80年代末美国和欧洲先后推出“先进轻水堆用户要求文件(URD)”和“欧洲用户对轻水堆核电站的要求(EUR)”,以进一步提高核电厂的安全可靠性及经济性。1979-2009年美国没有一个核电新项目开工,核电建设进入滞缓发展阶段资料来源:中广核招股说明书,中核招股说明书,乐晴智库,长城证券研究院整理复苏发展阶段:2001年~至今。进入21世纪,国际社会对温室气体排放等环境危机越来越关注,环保意识逐渐增强,核电作为清洁能源的优势重新显现。同时,欧美发达国家开发出先进轻水堆核电站,第三代核电技术取得重大进展。作为唯一可大规模替代化石燃料的清洁能源,核电重新受到世界许多国家的青睐。据中广核招股书显示,发展中国家已经成为未来核电发展的主要市场,亚洲成为全球核电发展最快的地区。表5:复苏发展阶段核电建设大事件行业深度报告长城证券13请参考最后一页评级说明及重要声明时间事件2001年5月美国总统布什颁布新的核能政策,“把扩大核能作为国家能源政策的重要组成部分”,并提出鼓励和促进核能发展的具体措施2007年以后采用第三代核电技术EPR(由法国AREVA开发)的奥尔基洛托3号机组、弗拉芒维尔3号机组分别在芬兰和法国开建,中国、印度、俄罗斯以及新兴经济体国家的一批核电新项目相继开工或获得批准,世界核电迎来了新的发展期2010年当年新开工的核电机组数量达到16台2011年3月日本发生福岛核泄漏事故。德国、瑞士等提出“弃核”主张,日本也一度提出“零核电”主张,但并未从根本上改变核电大国发展核电的态势,只是对核电机组的设计和运行安全提出了更加严格的要求2012年美国相继批准建设4台AP1000机组2013年英国、法国、西班牙等12个国家联合签署部长级联合宣言,将继续维持核能发电。俄罗斯、印度等发展中大国也都积极增加核电投资2018年2月台湾当局指示台湾电力公司开展台湾第二核能发电站2号机组的重启工作2018年11月日本四国电力公司伊方核电站3号机组重启,是日本经历福岛核事故后重启的第10台核电机组,核电行业在正在逐渐回温。资料来源:中广核招股说明书,中核招股说明书,中国电力发展促进会《2016年电力改革之核电用钢现状及展望》,长城证券研究院整理图7:试验起步阶段全球核电总装机容量图8:高速发展阶段全球核电总装机容量资料来源:wind,长城证券研究院资料来源:wind,长城证券研究院图9:缓慢发展阶段全球核电总装机容量图10:复苏发展阶段全球核电总装机容量0%200%400%600%800%1000%1200%1400%0100200300400500600700全球核电装机容量:累计(万千瓦)装机容量增长率CAGR:90.3%0%10%20%30%40%50%020004000600080001000012000140001966-121967-121968-121969-121970-121971-121972-121973-121974-121975-121976-121977-121978-121979-121980-12全球核电装机容量:累计(万千瓦)装机容量增长率CAGR:22.8%-5%0%5%10%15%20%010000200003000040000全球核电装机容量:累计(万千瓦)装机容量增长率CAGR:4.4%-2.00%-1.00%0.00%1.00%2.00%3.00%3300034000350003600037000380003900040000全球核电装机容量:累计(万千瓦)装机容量增长率CAGR:0.6%行业深度报告长城证券14请参考最后一页评级说明及重要声明资料来源:wind,长城证券研究院资料来源:wind,长城证券研究院图11:全球核电发展历程图12:核电技术发展历程资料来源:中国报告网《2017-2022年中国核电市场现状调查及发展态势预测报告》,长城证券研究院资料来源:中国报告网《2017-2022年中国核电市场现状调查及发展态势预测报告》,长城证券研究院世界核电技术的演进路线可分为一代到四代。据中核招股书显示,1.第一代核电技术:属试验原型堆性质;存在许多安全隐患;发电成本较高。2.第二代核电技术:按照比较完备的核安全法规和标准以及确定论的方法考虑设计基准事故的要求而设计,主要有压水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆和改进型气冷堆等。3.第三代核电技术:在第二代核电技术的基础上,结合技术工业的发展,提出新的安全理念、安全方法和安全要求;比第二代核电技术具有更好的安全性和经济性。4.第四代核电技术:2000年,美国首次提出了第四代反应堆计划,在经济性、安全性、核废物处理和防止核扩散方面有重大进展,将成为未来核能复兴的主要技术。表6:世界核电技术发展历程技术类别起始时间主要特点主要堆型第一代核电技术20世纪50年代至60年代中期第一代核电站目前基本已退役。主要集中在美国、前苏联、英国、法国等少数几个国家,多为早期原型机,使用天然铀燃料和石墨慢化剂。证明了核能发电的技术可行性,具有研究探索的试验原型堆性质。设计上比较粗糙,结构松散,尽管机组发电容量不大,一般在30万千瓦之内,但体积较大。且在设计中没有系统、规范、科学的安全标准作为指导和准则,因而存在许多安全隐患,发电成本也较高。美国希平港核电站、德累斯顿核电站、英国卡德霍尔生产发电两用的石墨气冷堆核电厂、前苏联APS-1压力管式石墨水冷堆核电站、加拿大NPD天然铀重水堆核电站等。第二代核电技术20世纪60年代至90年代按照比较完备的核安全法规和标准以及确定论的方法考虑设计基准事故的要求而设计的,是较为成熟的商业化反应堆,使用浓缩铀燃料,以水作为冷却剂和慢化剂,其堆芯熔化概率和大规模释放放射性物质概率分别为10-4和10-5量级。反应堆寿命约40年。在第一代核技术的基础上,它实现了商业化、标准化等,单机组的功率水平在第一代核电技术基础上大幅提高,达到百万千瓦级。目前全世界在运核电机组大多数使用第二代技术或其改进型。压水堆(PWR)、沸水堆(BWR)、加压重水堆(PHWR)、石墨气冷堆(GCR)、及石墨水冷堆(LWGR)等。第三代核电技术20世纪90年代至今第三代核电技术指满足美国“先进轻水堆型用户要求文件”(URD)和“欧洲用户对轻水堆核电站的要求”(EUR)的先进沸水堆(ABWR)、非能动先进压水堆行业深度报告长城证券15请参考最后一页评级说明及重要声明技术类别起始时间主要特点主要堆型压水堆型技术核电机组,是具有更高安全性、更高功率的新一代先进核电站。其堆芯熔化概率和大规模释放放射性物质概率分别为10-7和10-8量级。反应堆寿命约60年。第三代核电技术的设计目标要求比第二代核电技术具有更好的安全性和经济性,尤其是非能动安全系统和严重事故应对措施,可减缓严重事故的风险,从而使堆芯熔化和放射性物质大量释放的概率进一步降低。未来较长一段时期将是第三代核电技术和第二代核电技术并存时期。(AP600/AP1000)、欧洲压水堆(EPR)及华龙一号等。第四代核电技术21世纪2000年美国首次提出了第四代核反应堆计划,规划在2030年后投入市场推广建设。目标是满足安全、经济、可持续发展、极少的废物生成、燃料增殖的风险低、防止核扩散等基本要求。预计将有封闭的核燃料产业链,提高核燃料使用效率,或将使用锕元素作为燃料,显著降低核废料半衰期,提高核能使用的安全性。将成为未来核能复兴的主要技术。石岛湾核电站(HTR-PM)资料来源:中国广核招股说明书,中国核电招股说明书,长城证券研究院整理图13:第一代核电技术--前苏联奥布宁斯克核电站图14:第二代核电技术--秦山二核资料来源:中国核电招股说明书,公开信息,长城证券研究院资料来源:中国核电招股说明书,公开信息,长城证券研究院图15:第三代核电技术--三门核电图16:第四代核电技术--石岛湾核电站资料来源:中国核电招股说明书,公开信息,长城证券研究院资料来源:中国广核招股说明书,公开信息,长城证券研究院行业深度报告长城证券16请参考最后一页评级说明及重要声明1.3中国核电发展历史我国核电发展主要经历四个重大标志事件。1.1955年1月,中央决定发展我国原子能事业决策,创建中国的核工业体系。2.上世纪70年代国务院决定发展核电,核电从零到有,核电产业得到很大发展。3.1983年,确定压水堆为主的核电技术策略,为全产业链实现规模化发展打下基础。4.2021年12月,全球首个四代高温气冷堆核电站在我国石岛湾完成发电并网,实现核电技术领先。而我国核电发展路程也大致经历了起步阶段、适度发展阶段、积极快速发展阶段和安全高效发展阶段。起步阶段:20世纪70年代初~1993年。我国在上世纪70年代就开始进行对核电站的实验性研究开发。在核电建造方面,主要是通过引进、吸收、结合国外核电技术的方针,实现我国核电技术自主化。以秦山一期的成功并网发电为标志,使我国成为能独立自主建造核电站的国家。秦山一期和大亚湾核电站的并网成功,为我国后期核电的成功建设打下了基础。表7:我国起步阶段核电建设大事件时间事件20世纪70年代初我国开始对核电站进行最初的试验研究80年代初我国政府首次制定核电发展政策,决定发展压水堆核电厂;采用“以我为主,中外合作”的方针,先引进外国先进技术,再逐步实现设计自主化和设备国产化的发展策略1985年3月我国自主设计建造的第一座30万千瓦压水堆核电站在浙江秦山开工建设,利用中核集团研发的CNP300压水堆技术1991年12月秦山一期核电站成功并网发电,结束了中国大陆无核电历史,被誉为“国之光荣”;同时使中国成为继美国、英国、法国、前苏联、加拿大、瑞典之后世界上第七个能够完全依靠自己力量自行设计、建造核电站的国家1993-1994年我国从法国引进两套M310型90万千瓦核电机组在广东大亚湾并网发电,标志着我国在核电建设领域首度展开国际合作,开创了引进国外技术、利用外资建设大型商用核电站的新路径资料来源:中国储能网《2019年中国核电装机容量达4874万千瓦》,上海市核电办公室《我核我的祖国》,长城证券研究院适度发展阶段:1994年~2005年。这一时期我国经济稳步发展,全国范围内电力供应比较充裕,核电在当时作为一种能源补充工具,“第十个五年规划”核电政策发展方向被定为适度发展。同时,在引进吸收法国M310核电技术的同时,自主创新设计了中核CNP1000、中广核CPR1000和中广核CPR1000+等二代改进型技术。虽然不具备完全自主知识产权,但使我国二代核电技术在该阶段得到较大发展,二代改进型技术应用于我国多个核电机组。据中国报告网,这一时期我国共有8台核电机组开工建设;截至2004年底,共6台机组建成并网发电,装机容量为470万千瓦,初步形成广东、浙江、江苏三个核电基地。我国核电发展进入小批量建设新台阶。表8:我国适度发展阶段核电建设大事件时间事件1994年我国自主设计建造的60万千瓦压水堆核电站“秦山二期”2台压水堆机组开始建造,这是在消化吸收法国M310技术基础上并参考大亚湾核电站进行“翻版和改进”,是中核的60万千瓦级二代压水堆CNP600技术1997年5月“岭澳一期”2台法国压水堆机组(是中广核消化的M310改进型二代压水堆技术)开行业深度报告长城证券17请参考最后一页评级说明及重要声明时间事件建;2003年1月建成投入商业运行;2004年7月16日通过国家竣工验收1998年6月秦山三期2台加拿大压水堆机组(从加拿大引进的CANDU6技术)开工;2003年7月24日,全面建成投产1999年10月-2000年9月田湾2台俄罗斯压水堆机组(引进的压水堆VVER1000/AES91技术)开建;2台机组分别于2007年5月17日和2007年8月16日投入商业运行2002年秦山二期1号机组投入商业运行2004年秦山二期2号机组投入商业运行2005年中广核在岭澳一期M310改进技术基础上进行自主创新设计了CPR1000、CPR1000+等二代改进型技术;中核集团在CNP600的基础上创新设计了CNP1000二代改进型技术。资料来源:上海核电办公室《我核我的祖国》,观研报告网《我国核电发展的四十年历程》,中核,中广核,长城证券研究院积极快速发展阶段:2006年至2010年。这一时期我国经济飞速发展,随着社会经济快速发展和能源电力需求的攀升,电力供应较为紧张,核电作为一种大规模供电的手段,其重要性日益凸显,核电发展政策转变为积极态度。中国通过引进世界先进三代核电技术的方式,开启了国产三代核电技术的自主化进程,国产三代核电技术在此阶段萌芽。据上海市核电办公室,在“积极发展核电”方针的指引下,2005-2010年新开工核电机组累计达到30台。我国核电步入规模化发展新台阶。表9:我国积极快速发展阶段核电建设大事件时间事件2003年及以后我国第三代核电开启国际公开招标,做出引进美国西屋公司AP1000技术的决定,并开工建设4台AP1000机组(浙江三门一期2台、山东海阳一期2台)作为自主化依托项目。此后,又从法国引进建设2台EPR技术核电机组(广东台山核电厂)2005年10月根据“十一五”规划建议,我国核电的发展方针由“适度发展”转变为“积极发展”2005年12月广东岭澳二期核电站正式开工建设2006年12月我国在建设二代改进型核电机组的同时,做出了引进世界先进第三代核电技术的重大决策,开启了三代核电自主化进程2007年3月审议并原则通过《核电中长期发展规划(2005-2020年)》,确定了到2020年核电发展目标(建成4000万千瓦、在建1800万千瓦),这是我国首个核电中长期发展规划,明确指出“积极推进核电建设”,确立了核电在我国经济与能源可持续发展中的战略地位资料来源:上海市核电办公室《我核我的祖国》,观研报告网《中国核电行业发展历史》,长城证券研究院整理建设沉默期过渡至安全高效发展阶段:2011年至今。2010年10月,“十二五”规划中提出“在确保安全的基础上高效发展核电”,确定核电建设本质“安全高效”的总基调。但在2011年日本福岛核事故后,对核电安全性的担忧成为焦点,国内核电建设进入低谷。在政策的驱动下,2015年核电建设短暂复苏,核准8台新机组。但由于华龙一号和AP1000两条国产三代核电技术不成熟,2016年核电建设再次停滞,3年没有上马核电新机组。直到2019年,国内拟新建4台“华龙一号”核电新机组,时隔3年我国核电再次重启。表10:我国建设沉默期至安全高效发展阶段核电建设大事件时间事件2010年10月中共中央在关于“十二五”规划的建议中提出了“在确保安全的基础上高效发展核电”的方针,确定核电建设本质“安全高效”的总基调2011年3月日本福岛核电事故之后,工业界对核电安全的标准有所提高,国内核电建设产业进入行业深度报告长城证券18请参考最后一页评级说明及重要声明时间事件低谷2012年6月国家核安全局发布《福岛核事故后核电厂改进行动通用技术要求》,分别对运行核电厂和在建核电厂提出安全改进要求,各项改进行动顺利实施2012年10月国务院常务会议审议并通过《核电安全规划(2011-2020年)》和《核电中长期发展规划(2011-2020年)》,对当前和今后一个时期的核电建设作出部署,要求稳妥恢复正常建设,合理把握建设节奏,稳步有序推进2015年核电建设迎来短暂复苏,核准8台新机组,在2015年和2016年陆续开工建设,包括福清5/6号和防城港3/4号共4台华龙一号示范机组2016年由于AP1000和华龙一号两条三代核电技术路线不成熟,核电新机组审批再次熔断,3年时间国内没有新的核电机组核准开工2016-2018年三年核电项目零审批,行业发展再次进入瓶颈期2019年国内拟建4台核电新机组(漳州1/2号、惠州1/2号),并都采用华龙一号技术,这是核电新机组审批熔断3年后再次重启资料来源:《十二五规划》,上海核电办公室《我核我的祖国》,仪表网《重启核电新项目》,北极星电网,长城证券研究院我国三代核电技术成熟。自2005年以来我国就加速国产三代核电技术的研发,中广核从法国引进的M310技术基础上,自主创新研发了CPR1000,再到CPR1000+,最终形成了ACPR1000+三代核电技术;中核方面开发出ACP1000三代核电技术。ACPR1000+和ACP1000是均满足URD和EUR文件要求的三代核电技术。为协同国家政策“核电走出去”步伐,提高我国核电在国际市场的竞争力。2013年开始,中核和中广核分别将各自的ACP1000和ACPR1000+技术进行融合,形成我国自主知识产权、自主品牌的三代核电旗舰“华龙一号”。据中新网消息,“华龙一号”成熟性、安全性和经济性满足三代核电技术要求,设计技术、装备制造和运行维护技术等领域的核心技术具有自主知识产权。图17:中国核电技术演进历程资料来源:中广核,中核,北极星电网,国电投,公开资料,长城证券研究院整理重水堆压水堆CANDU-6(秦山三期)VVER系列(田家湾核电站)CNP300(秦山一期)M310(大亚湾核电站)CNP650(昌江一期)CPR1000(阳江核电站)ACP1000ACPR1000(红沿河一期)华龙一号(防城港二期)AP1000(三门一期)CAP1400(国核示范项目)石岛湾厂址EPR(台山一期)高温气冷堆HTGR(石岛湾核电站)第二代技术二代改进技术第三代技术第四代技术加拿大技术俄罗斯技术自主研发法国技术美国技术法国技术自主研发中核中广核消化、吸收、创新CPR1000(阳江核电站)行业深度报告长城证券19请参考最后一页评级说明及重要声明1.4中国核电发展现状AP1000、华龙一号及VVER1200等三代核电技术齐发展,四代核电稳步推进。我国核电相比发达国家起步较晚,在发展方面走的是“引进-消化-吸收”路线。2013年中央经济工作会议明确指出把核电作为和高铁一样的重要出口项目,推动了三代核电技术的自主创新。我国在引进美国AP1000、法国EPR和俄罗斯VVER系列等三代技术路线的同时,自主研发的“华龙一号”和“CAP1400”运营而生,且把“华龙一号”定位为我国三代核电旗舰产品对外出口。当前我国核电呈现AP1000、华龙一号及VVER1200齐头并发态势。我国在四代核电方面也领先全球,据人民资讯消息,2021年12月20日,国家科技重大专项—华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程1号反应堆完成发电机初始负荷运行试验评价,首次并网成功,发出第一度电;在核反应堆技术的这条跑道上,已经领先美国、英国等核能大国。中国大陆地区核电在运机组52台,在建机组19台。据中国核能行业协会,截至2021年10月底,我国大陆在运核电机组有52台,装机容量为53485.95MWe;据Wind统计,我国大陆在建核电机组数为19台,在建装机容量约为18741MWe,在建机组数保持全球领先,在运及在建核电机组均位于我国沿海省份。在建机组中有一大半采用三代核电技术,霞浦和石岛湾核电站采用四代核电技术,石岛湾1号反应堆已于2021年12月20日首次并网成功。图18:中国大陆在运及在建核电机组数情况图19:中国大陆在运及在建核电容量情况(MWe)资料来源:wind,世界核协会,国家能源局,长城证券研究院资料来源:wind,世界核协会,国家能源局,长城证券研究院表11:中国大陆在运机组情况(截至2021年10月31日)核电机组首次并网日期装机容量(MWe)核电类型技术路线业主方秦山核电厂1号机组1991/12/15350PWRCNP300中核秦山第二核电厂1号机组2002/2/6650PWRCNP600中核秦山第二核电厂2号机组2004/3/11650PWRCNP600中核秦山第二核电厂3号机组2010/08/01660PWRCNP600中核秦山第二核电厂4号机组2011/11/25660PWRCNP600中核秦山第三核电厂1号机组2002/11/19728HWRCANDU6中核秦山第三核电厂2号机组2003/06/12728HWRCANDU6中核大亚湾核电厂1号机组1993/08/31984PWRM310中广核17222835374447495229262120201312151901020304050607080核电机组数:运行核电机组数:在建5348618741020000400006000080000装机容量:运行装机容量:在建行业深度报告长城证券20请参考最后一页评级说明及重要声明核电机组首次并网日期装机容量(MWe)核电类型技术路线业主方大亚湾核电厂2号机组1994/02/07984PWRM310中广核岭澳核电厂1号机组2002/02/26990PWRM310中广核岭澳核电厂2号机组2002/09/14990PWRM310中广核岭澳核电厂3号机组2010/07/151086PWRCPR1000中广核岭澳核电厂4号机组2011/05/031086PWRCPR1000中广核田湾核电厂1号机组2006/5/121060PWRVVERV-428中核田湾核电厂2号机组2007/5/141060PWRVVERV-428中核田湾核电厂3号机组2017/12/301126PWRVVERV-428M中核田湾核电厂4号机组2018/10/271126PWRVVERV-428M中核田湾核电厂5号机组2020/8/81118PWRM310+中核田湾核电厂6号机组2021/5/111118PWRM310+中核宁德核电厂1号机组2012/12/281089PWRCPR1000中广核宁德核电厂2号机组2014/1/41089PWRCPR1000中广核宁德核电厂3号机组2015/03/211089PWRCPR1000中广核宁德核电厂4号机组2016/03/291089PWRCPR1000中广核红沿河核电厂1号机组2013/02/171118.79PWRCPR1000中广核红沿河核电厂2号机组2013/11/231118.79PWRCPR1000中广核红沿河核电厂3号机组2015/3/231118.79PWRCPR1000中广核红沿河核电厂4号机组2016/4/11118.79PWRCPR1000中广核红沿河核电厂5号机组2021/6/251118.79PWRACPR1000中广核阳江核电厂1号机组2013/12/311086PWRCPR1000中广核阳江核电厂2号机组2015/03/101086PWRCPR1000中广核阳江核电厂3号机组2015/10/181086PWRCPR1000+中广核阳江核电厂4号机组2017/01/081086PWRCPR1000+中广核阳江核电厂5号机组2018/05/231086PWRACPR1000中广核阳江核电厂6号机组2019/06/291086PWRACPR1000中广核福清核电厂1号机组2014/08/201089PWRM310+中核福清核电厂2号机组2015/08/061089PWRM310+中核福清核电厂3号机组2016/9/71089PWRM310+中核福清核电厂4号机组2017/07/291089PWRM310+中核福清核电厂5号机组2020/11/271161PWR华龙一号中核方家山核电厂1号机组2014/11/41089PWRM310+中核方家山核电厂2号机组2015/01/121089PWRM310+中核防城港核电厂1号机组2015/10/251086PWRCPR1000中广核防城港核电厂2号机组2016/7/151086PWRCPR1000中广核昌江核电厂1号机组2015/11/07650PWRCNP650中核昌江核电厂2号机组2016/6/20650PWRCNP650中核台山核电厂1号机组2018/06/291750PWREPR中广核台山核电厂2号机组2019/06/231750PWREPR中广核三门核电厂1号机组2018/6/301251PWRAP1000中核三门核电厂2号机组2018/8/241251PWRAP1000中核海阳核电厂1号机组2018/8/171253PWRAP1000国家电投行业深度报告长城证券21请参考最后一页评级说明及重要声明核电机组首次并网日期装机容量(MWe)核电类型技术路线业主方海阳核电厂2号机组2018/10/131253PWRAP1000国家电投石岛湾高温气冷堆2021/12/20200HTGRHTR-PM华能资料来源:中核,中广核官网,地方政府网站,中核协,长城证券研究院整理表12:中国大陆在建机组情况(截至2021年10月31日)在建核电站开工(FCD)总投资额(亿元)装机容量(MWe)预期开始投产技术路线核电类型业主方防城港3号机组2015/12/2420111802022年华龙一号PWR中广核防城港4号机组2016/12/2320111802022年华龙一号PWR中广核红沿河6号机组2015/7/2420011192022年上半年ACPR1000PWR中广核惠州太平岭1号机组2019/12/2620612002024年下半年华龙一号PWR中广核惠州太平岭2号机组2020/1020612022025年下半年华龙一号PWR中广核霞浦1号机组2017/122006002023年CFR600SFR中核霞浦2号机组2020/122006002026年CFR600SFR中核福清6号机组2015/12/2220011612021年华龙一号PWR中核福建漳州1号机组2019/10/1620012122024年华龙一号PWR中核福建漳州2号机组2020/8/1620012122025年华龙一号PWR中核三澳核电厂1号机组2020/12/313931210--华龙一号PWR中广核三澳核电厂2号机组2021/12-20223931210华龙一号PWR中广核徐大堡核电厂3号机组2021/1020012502027/07VVER-1200PWR中核徐大堡核电厂4号机组2022/0820012502028/05VVER-1200PWR中核田湾核电厂7号机组2021/0520012652026/10VVER-1200PWR中核田湾核电厂8号机组2022/0320012652027/08VVER-1200PWR中核昌江核电厂3号机组2021/3/3139512002026年3月华龙一号PWR中核、华能昌江核电厂4号机组2021/3/3139512002027年1月华龙一号PWR中核、华能昌江小堆示范工程2021/7/1353125建造工期58个月ACP100PWR中核、华能资料来源:中核,中广核官网,地方政府网站,中核协,潇湘晨报,长城证券研究院整理2.三代核电技术已成熟,助力“十四五”千亿市场2.1华龙一号和CAP1400技术成熟,“一带一路”助力中国核电走向海外“一带一路”助力我国核电走向海外,打开海外市场。根据世界核协会(WNA)披露的数据,截至2021年1月1日全球共有33个国家在使用核能发电,在运营的442座机组行业深度报告长城证券22请参考最后一页评级说明及重要声明中,超80%都集中在发达国家;且大部分拥有核电机组的发达国家,核电发电量占比也在15%以上,所以未来核电新建市场空间有限,我国核电对其出口难度较大。而大部分发展中国家核电建设较为缓慢,或核电发电量占比不足7%。我国倡导的“一带一路”沿线国家大多为发展中国家,这些国家未来核电新建市场较大。据中国电力报预计,到2030年“一带一路”周边沿线国家将新建107台核电机组,共计新增核电装机1.15亿千瓦,新增装机占中国之外世界核电市场的81.4%。十二届全国人大代表、中核集团原董事长孙勤表示:“中国力争2030年前在‘一带一路’沿线国家建造约30台海外核电机组”。据中核集团表示,每出口一台核电机组,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300亿元。我们保守估计以单台机组投资约100-200亿元测算,30台机组将直接产生约3000-6000亿产值。中国核电出海战略与“一带一路”沿线国家核电发展需求相吻合,这使得海外核电市场未来潜在空间较大。图20:全球核电站分布图21:一带一路经济走廊资料来源:维基百科图片,长城证券研究院资料来源:《一带一路经济走廊机器途径城市分布地势图》,长城证券研究院表13:我国核电“走出去”项目国家机组堆型投资额公司中方状态巴基斯坦恰希玛1-4号CNP-30023.7亿美元中核商运,中国提供了82%约19亿美元的贷款,总承包模式恰希玛5号华龙一号-中核筹建,签署商务合同卡拉奇2、3号华龙一号96亿美元中核在建,中国提供了65亿美元的贷款,总承包模式罗马尼亚切尔纳沃德3、4号Candu672亿欧元中广核列入罗能源战略规划。中方控股电站运营公司并负责程总包,但关键设备仍由加拿大方面提供阿根廷阿图查3号Candu660亿美元中核规划中,中方提供50亿美元贷款,阿根廷核电公司将包揽总设计、在建,工程设计、工程施工以及70%的设备供应,项目总体参与份额62%,中方参与份额38%阿图查4号华龙一号90亿美元中核规划中,中方提供76.5亿美元贷款,提供反应堆技术并进行核电站整体设计,阿根廷核电公司的目标是国产化率50%英国布拉德维尔B华龙一号-中广核筹建,主导开发,66.5%股份,实现华龙一号的技术出口欣克利角CEPR180亿英镑中广核在建,出资60亿英镑,33.5%股份,仅为财务投资者塞兹韦尔CEPR180亿英镑中广核筹建,出资占20%股份,仅为财务投资者土耳其-AP1000-国电投和西屋合作,4台机组中预计有2台AP1000和2台CAP1400行业深度报告长城证券23请参考最后一页评级说明及重要声明-CAP1400-苏丹---中核签署框架协议肯尼亚-华龙一号-中广核签署谅解备忘录,核电项目推迟实施南非-CAP1400-国电投筹建资料来源:中国产业信息网《2019年上半年中国核电行业设备商、核电产业链、核燃料及核电发展趋势分析》,长城证券研究院仅俄、美、法、中、韩、日六个国家具备出口三代核电机组实力,中国优势明显。据能源报《“一带一路”核电出口国际竞争力分析》来看,当前仅有以上六个国家具备三代轻水堆核电出口能力;主要从三代核电技术、核燃料循环、政府支持(包含政策、融资和外交)、技术经济性和技术转让五个方面决定其竞争力。根据该‘分析’,中国相对于传统核电强国在技术积累方面优势不明显,毕竟我国核电起步也晚于这些国家,但在政府支持、核燃料循环、技术经济性和技术转让方面具有较强优势。为推进国家核电名片出海,未来我国将继续以政府支持为主导,为业主国提供相应合理的优惠融资信贷等渠道,加强专业人力培养,保障其安全性,提供核电全产业建设一揽子解决方案,同时加强研发,提升全产业技术实力,在海外核电竞争中提升中国优势。“华龙一号”和“CAP1400”作为中国名片,两条腿出海。而核电出口的主要方式大致有三种:设备出口、技术出口和资本出口,其中技术出口附加值最高,原因是不同的核电技术路线伴随着不同的核电设计、建设方式、设备种类型号、维修方式,对出口国核电产业链的带动效应更强,可以极大拉动国内核电产业链出口,所以技术出口就意味着以总承包模式向海外国家输出核电技术。据中为咨询,业界普遍认为实现整体输入技术和设备的总承包模式,才能够被定义为核电出口。我国目前拥有的华龙一号和CAP1400(国和一号)两大三代国产技术,均已通过国际原子能机构的通用设计审查,均具备出口条件。1.)华龙一号:由中核、中广核技术融合形成的“华龙一号”,定位为我国核电走出去的旗舰产品。首堆福清5号机组已投入商运,推动我国核电产业走向国产化。“华龙一号”诞生于中核和中广核的ACP1000和ACPR1000+技术融合,ACP1000是吸收消化了美国AP1000技术;ACPR1000是吸收消化了法国M310技术;其在设计、设备制造、燃料、运行、维护等多个领域拥有自主知识产权,是具备中国自主知识产权与自主品牌的三代核电技术路线,目前该机组反应堆压力容器、蒸汽发生器、堆内构件等核心装备都已实现国产化。据中核集团中国核电工程有限公司总经理刘巍表示,其综合国产化率达到90%,助力我国摆脱三代核电技术受制于人的局面。“华龙一号”首堆示范工程福清5号机组于2015年投入建设,2021年1月正式投入商运,示范工程的成功运行,有望开启我国三代核电批量化建设新篇章,同时也将成为我国在国际核电舞台的新名片。2015年8月20号巴基斯坦卡拉奇2号核电机组FCD,是继福建福清5号机组之后全球第二个开建的华龙一号核电项目,2021年5月20日该机组正式投入商业运行,意味着华龙一号首次走出国门,正式落地巴基斯坦。据东方早报消息,卡拉奇核电项目总金额为96亿美元,中方贷款额为65亿美元,发电能力为220万千瓦,采用国产华龙一号(ACP-1000)技术,项目由中国中原对外工程有限公司承建,实现核电技术总承包出口,卡拉奇3号机组于2016年5月开工,预计2022年初投入商业运行。2.)CAP1400:基于AP1000实现再创新,CAP1400是我国自主研发的三代核电非能动机组,关键设备材料已实现国产化,示范项目逐步落地加速中国核电走出国门。据中国核电网,CAP1400是我国在引进的美国西屋公司AP1000的基础上消化、吸收再升级的非能动大型先进压水堆核电机组。相比于AP1000,CAP1400的机组功率提高20%,进一步降低了堆芯熔化概率,提高了抗击大型商运飞机撞击能力,优化了放射性废物处理系统。行业深度报告长城证券24请参考最后一页评级说明及重要声明目前,CAP1400技术已开发成熟,2016年4月通过国际原子能机构IAEA的通用安全审评,CAP1400机组已成为我国真正具有自主知识产权和独立出口权的三代核电技术,助力中国核电走向海外。我国核电设备具有规模化制造能力,在设计、施工、制造安装和调试等方面成本都相对较低,从而降低了核电站造价。为了支持核电出口,我国政府提供了政策、外交、财政、优惠信贷等多方面的大力支持,李克强在2015年政府工作报告中提出,要扩大出口信用保险规模,对大型成套设备出口融资“应保尽保”。为第三代核电技术出口提供了一流程的政策优惠条件,加速我国核电走向世界。表14:世界主流三代核电技术情况第三代核电技术堆型所属公司简介AP1000压水堆(PWR)美国西屋公司美国西屋公司在已开发的非能动先进压水堆AP600的基础上开发了AP1000,该堆型为西屋公司设计的3代核电堆型。EPR压水堆(PWR)法国阿海珐公司EPR是国际上最新型反应堆(法国N4和德国建设的Konvoi反应堆)的基础上开发的,是欧洲提出的第三代原子能反应堆。CANDU重水堆(HWR)加拿大坎杜能源公司加拿大在已成熟机组基础上研发的第三代核电技术VVER系列压水堆(PWR)俄罗斯原子能公司俄罗斯在已成熟技术路线上开发出的三代核电技术ABWR、ESBWR沸水堆(BWR)美国通用电气公司、日本东芝、三菱先进沸水反应炉、精简化沸水反应堆,位列主流三代核电技术APR1400压水堆(PWR)韩国电力工程公司韩国西屋System80+基础上,自主研发的大容量商用压水堆,达到三代标准。CAP1400压水堆(PWR)中国核电技术公司、中电投中国在消化、吸收、全面掌握引进的第三代先进核电AP1000非能动技术的基础上,通过再创新开发出具有我国自主知识产权、功率更大的非能动大型先进压水堆核电机组,具备自主产权。华龙一号压水堆(PWR)中国广核、中国中核中核集团ACP1000与中广核集团ACPR1000+融合而来的先进百万千瓦级压水堆核电技术,是中国核电走向世界的“国家名片”,具备知识产权。资料来源:北极星电网,百度学术《世界核电技术发展趋势及第三代核电技术的定位》,长城证券研究院整理2.2碳中和下核能优势显著,核能发电量、占比较低,增量空间大2019年核电机组审批进入常态化,碳中和背景下核电发展必要性提升。2019年上半年国家能源局发展规划司司长李福龙表示,“山东荣成、福建漳州和广东太平岭核电项目核准开工”;中国核电行业经历了3年多的“零核准”状态后首次开闸。生态环境部副部长、国家核安全局局长刘华表示,“有序稳妥推进核电建设仍然是我国的基本战略,安全高效发展核电是全面进入清洁能源时代的必然选择。中国将在确保安全的前提下,继续发展核电”。审批重启,行业迎来复苏,未来核电建设将加快,市场前景广阔。2020年9月22日,国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话,提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。从碳中和时间跨度来看,相比美欧,我国实现“碳中和”时间紧难度大。美国、欧盟等发达经济体二行业深度报告长城证券25请参考最后一页评级说明及重要声明氧化碳排放已经达峰,从“碳达峰”到“碳中和”有50-70年过渡期;我国从“碳达峰”到“碳中和”仅有30年时间,时间紧、任务重。因此不论从碳排放减排需求还是环保需求角度来看,发展核电都是我国改善能源结构的重要选项。零碳共识下,世界主要核能大国相继表示视核能为实现零碳目标重要能源工具。1.)美国:据WNA,美国是世界上最大的核电生产国,占全球核电发电量的30%以上。该国的核反应堆在2019年生产了8430亿千瓦时电力,约占总发电量的19%。在经历了30年几乎没有建造新反应堆的时期之后,预计2020年后不久将有两台新机组投入使用。据WNA统计,截至2021年11月,美国共计93个运行核反应堆,运行发电容量95523Mwe,2个反应堆在建,在建容量2234MWe,2019年核能发电占比19%。美国能源信息署(EIA)显示,到2050年电力需求平均每年增长1%,鉴于核电厂产生了全国近20%的电力和约55%的无碳电力,即使电力需求的小幅增长也需要大量的新核能才能保持这一份额。如以当前核电站设计运行60年寿命来看,到2030年将需要22GWe的新核电装机容量,到2035年需要55GWe才能保持20%的核电份额。图22:美国核电在运装机容量(MWe)图23:美国在运反应堆分布资料来源:WNA,长城证券研究院资料来源:WNA,长城证券研究院在IAEA《NuclearEnergyforaNetZeroWorld》报告中美国认为到2050年实现净零排放—既是一项艰巨的挑战,也是一个巨大的经济机遇。全球清洁能源转型需要在未来十年内大规模部署包括核能在内的所有现有清洁能源技术,需要创新和商业化许多新的清洁能源技术,以实现2050年零碳目标。据WNA消息,2021年1月20日,拜登执政的第一天,该国重新加入了《巴黎协定》协议,拜登概述了一项计划,旨在通过为先进核技术的采购和示范提供资金,其中包括模块化小型反应堆和微型反应堆,以创造高薪就业机会并重振当地经济。据环球网消息,当地时间2021年4月27日拜登在领导人气候峰会上,启动了“模块化小型反应堆技术可靠使用的基础设施(FIRST)”项目,初始投资为530万美元。FIRST计划是众多计划之一,美国打算通过该计划降低成本,加快包括核能在内的清洁能源部署和创新的步伐。表15:美国正在建设中的核反应堆机组技术类型容量(Mwe)开建日期运行日期Vogtle3.GAAP100012502013.32022Q2Vogtle4.GAAP100012502013.112022.11资料来源:WNA,长城证券研究院2.)英国:据WNA,英国约20%的电力来自核能,但目前近一半的发电量将在2025年退役。已将发电私有化并开放其电力市场,新一代核电站中的第一座已经开始建设。据9552319771979198119831985198719891991199319951997199920012003200520072009201120132015201720192021020000400006000080000100000120000行业深度报告长城证券26请参考最后一页评级说明及重要声明WNA统计,截至2021年11月,英国运行中核反应堆13个,运行中容量为7833MWe;在建2个核反应堆,在建容量3260MWe;2019年核能发电占比17%,同时英国承诺到2050年将所有温室气体排放量降至“净零”。在1990年代后期,核电贡献了英国年总发电量的25%左右,但随着旧电厂的关闭以及与老化等相关问题影响电厂的可用性,核电比例逐渐下降。2015年11月,英国政府阐明了英国能源的新政策重点,包括可能在2025年逐步淘汰排放二氧化碳的燃煤发电、建造新的发电厂,以及更多地依赖核电和海上风能来应对能源问题和对煤炭的过度依赖。2017年7月,英国国家电网表示,预计到2050年,电力峰值需求为85GWe,这种情况要求到2035年有14.5GWe的新核电站上线,2050年核能将供应31%的电力需求。中广核设计的1150MWe“华龙一号”正在英国布拉德韦尔建造,于2020年1月进入建造第四阶段,预计将于2022年完成。图24:英国核电在运装机容量(MWe)图25:英国在运反应堆分布资料来源:WNA,长城证券研究院资料来源:WNA,长城证券研究院2019年,英国承诺到2050年实现温室气体净零排放。英国能源部长GregHands表示,核能仍然是可靠的清洁电力重要来源,这是一种能量密集的技术,可以在很小的土地面积内提供大量的电力,并可以在低排放水平下降低成本。但是,随着现有的核电站在未来10年内大部分将退役,英国正在采取措施,以保持核能在能源结构中的重要地位。据WNA消息,除了建造HinkleyPointC1,还有投资高达3.95亿英镑用于帮助开发下一代的核电技术。为了将这些技术推向市场,英国将额外投资4000万英镑,用于开发监管框架和支持英国供应链。表16:英国正在建设中的核反应堆机组类型容量(Mwe)开建日期运行日期HinkleyPointC1EPR17202018.122026HinkleyPointC2EPR17202019.122027资料来源:WNA,长城证券研究院3.)法国:据WNA,法国约70%以上的电力来自核能,政府政策是到2035年将这一比例减少到50%。该国一直非常积极地发展核技术,反应堆,尤其是燃料产品和服务一直是重要的出口产品,而且法国大约17%的电力来自回收的核燃料。据WNA统计,截至2021年1月,法国在运核反应堆56个,容量61370MWe;在建核反应堆1个,在建容量1630MWe。在过去十年中,法国每年电力净出口高达70TWh,2018年出口主要是意大利、西班牙、英国、德国、瑞士和卢森堡。法国核能的燃料成本在总成本中只占相对较小的一部分,在最大程度地减少进口和实现能源安全方面很有意义,几乎是欧洲电力成本最78331977197919811983198519871989199119931995199719992001200320052007200920112013201520172019202102000400060008000100001200014000行业深度报告长城证券27请参考最后一页评级说明及重要声明低的国家,还具有极低的人均发电二氧化碳排放量,因为其80%以上的电力是核电或水电。图26:法国核电在运装机容量(MWe)图27:法国在运反应堆分布资料来源:WNA,长城证券研究院资料来源:WNA,长城证券研究院法国计划到2050年实现碳中和。2021年9月,IAEA《NuclearEnergyforaNetZeroWorld》报告中,法国表示,已将核能创新纳入国家COVID-19恢复计划,在关键技能开发、放射性废物管理、燃料循环研发、研究设施和法国小型模块化反应堆的开发方面新投资高达5亿欧元。据中国能源报消息,2021年10月公布的“法国2030年发展计划”中,核电则成为法国“再工业化”发展的重要一环,小型模块核反应堆和核电制氢都成为未来10年法国规划的重点领域。表17:法国正在建设中和拟筹建的核反应堆机组类型容量(Mwe)开建日期运行日期Flamanville3EPR16502012.72024Penly3EPR1650取消-资料来源:WNA,长城证券研究院4.)日本:据WNA,日本需要进口约90%的能源需求。第一座商业核反应堆于1966年中期开始运行,自1973年以来,核能一直是国家战略重点,但这在2011年福岛事故后进行了审查。直到2011年,日本大约30%的电力来自其核反应堆,2018年日本核电占比发电量6%,现在的计划是,到2030年,至少20%的电力来自核电机组。据WNA统计,截至2021年9月,日本在运核电机组33个,在运装机容量31679MWe;在建机组2个,在建装机容量2653MWe。在2011年东日本大地震之前,日本有54座核反应堆在运行,供应该国约30%的电力。截至2021年6月,事故发生10年后,只有10个反应堆的核电站获得当地居民同意恢复运营,出于多种原因,包括不断变化的监管要求,核电重启速度比预期的要慢。图28:日本核电在运装机容量(MWe)图29:日本核反应堆分布6137019771979198119831985198719891991199319951997199920012003200520072009201120132015201720192021010000200003000040000500006000070000行业深度报告长城证券28请参考最后一页评级说明及重要声明资料来源:WNA,长城证券研究院资料来源:nippon.com,长城证券研究院日本在2020年底宣布了到2050年将温室气体排放量减少到净零的目标。同年推出了以核电等14个产业领域为对象,实现经济和环境良性循环的综合产业政策“绿色增长战略”。据中国能源报消息,日本新任首相岸田文雄公开“挺核”,强调重启核电对日本至关重要,日本媒体普遍指出,岸田文雄走马上任,预示着“亲核”能源政策将再度回归,日本核电全面复苏的号角已正式吹响。表18:日本在建核反应堆机组类型容量(Mwe)开建日期运行日期Shimane3ABWR13732005.12开始/2011暂停2018年8月向NRA申请进行安全检查Ohma1ABWR13832010.5开始/2011.3至2012.10暂停预计于2022年重新启动并于2028/2029年完工资料来源:WNA,长城证券研究院表19:日本计划和提议的核反应堆机组类型容量(Mwe)开建日期运行日期Higashidori1TepcoABWR1385延期Tsuruga3APWR1538延期Tsuruga4APWR1538延期Kaminoseki1ABWR13732012.6待定Sendai3APWR15902014.3待定Higashidori2TepcoABWR1385延期Hamaoka6ABWR1380延期Higashidori2TohokuABWR1385延期Kaminoseki2ABWR13732018待定Tsuruga3&4和Tepco的Higashidori1正在接受监管机构的最终安全评估。资料来源:WNA,长城证券研究院5.)德国:目前6个反应堆贡献大约10%的电力,而35-40%的电力来自煤炭,其中大部分来自褐煤;2018年核能发电占比12%。1998年联邦选举后成立的联合政府逐步淘汰核能作为其政策。2009年新政府上台后,淘汰计划被取消,但随后在2011年重新启动淘汰计划,8座反应堆立即关闭。据WNA,德国的公众舆论仍然广泛反对核电,几乎不支持建造新的核电站。由于其能源政策,德国的批发电价在欧洲最低,而零售价最高,税收和附加费占国内电价的一半以上。据WNA统计,截至2021年3月,德国在运机组6台,316791977197919811983198519871989199119931995199719992001200320052007200920112013201520172019202105000100001500020000250003000035000400004500050000行业深度报告长城证券29请参考最后一页评级说明及重要声明在运容量8113MWe,无在建机组。据新华网消息,继2011年日本福岛发生核事故引发全球对核电安全担忧后,德国决定在2022年年底前关闭所有的核电厂。目前德国仍在运转的6座核电厂,将在未来陆续关闭。图30:德国核电在运装机容量(MWe)图31:德国核反应堆分布资料来源:WNA,长城证券研究院资料来源:WNA,长城证券研究院德国弃核并不是仅仅因为对福岛核事故的担忧,反核思维一直扎根于德国社会。据电力工业网,上世纪70年代,德国地方政府组织就抗议修建核电站。公众反核,主要对放射性废物处理和储存地点问题的担忧。在日本福岛核灾难发生后,更加加深了德国社会的反核运动,大多数德国民众赞成逐步淘汰核电。核电的主要优势集中于节能环保、稳定发电、发电效率等。根据核能行业协会的统计数据,使用核能发电替代火电,每度电相当于减少燃烧标煤318g,可减少833.16g二氧化碳、2.7g二氧化硫及2.35g氮氧化物排放;核能发电相较于水电、光伏、风电等清洁能源发电具有无间歇性、受自然条件约束少等优点,目前国内近年来核电年利用小时数基本维持在7200h以上,远高于水电、光伏、风电等清洁能源发电水平。核电虽前期建设成本高,但由于核原料体积小,蕴含的能量却很大,2400吨标准煤所放出的能量仅需1千克铀裂变即可得到,核电站发电成本远低于燃煤发电,同时从电力利用效率和使用寿命来说,相比风电、光伏发电等清洁能源,核电虽单位建造成本高于其他清洁能源,但综合建造成本和发电成本,核电总成本远低于其他电源,具有相对优势。表20:主流清洁能源对比核电海上风电陆上风电光伏进入门槛高较高中低全生命周期碳排放量(g/kWh)9-709-177.0-10.810-29单站规模~1GW~500MW50-100MW20-50MW建设周期~60m江浙:<24m广东:24-30m福建:~36m9-15m小型:3-4m大型:6-9m选址条件稳定地质风力和海况风力资源光照条件年利用小时>7000h~3000h~2000h~1200h电力稳定性高较高低低建设成本18-20元/W14-19元/W6-9元/W4-5元/W度电成本0.2元/kWh0.85元/kWh0.31元0.45元8113197719791981198319851987198919911993199519971999200120032005200720092011201320152017201920210500010000150002000025000行业深度报告长城证券30请参考最后一页评级说明及重要声明核电海上风电陆上风电光伏/kWh/kWh寿命40-60年~20年~20年25年利用方式基荷电源峰荷电源资料来源:行行查,能源界,中国核电,北极星电网,长城证券研究院整理中国核能发电量、占比较低,落后于其他主流国家,提升空间巨大。据国家统计局数据显示,2020年全年累计发电量74170.4亿千瓦时,风电、水电、火电、核电、太阳能发电分别为4146.0、12140.3、52798.7、3662.5、1421亿千瓦时,各能源发电占比全国发电量分别为5.6%、16.4%、71.2%、4.9%、1.9%;核电发电量占比不足5%,而相较世界其他主要国家来看,中国核能发电占比情况也比较靠后;而法国、韩国、美国、英国和加拿大等国其核能发电量占比在2019年已分别达到71%、26%、20%、16%和15%。根据《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,提到“十四五”时期,到2025年我国核电运行装机容量将达到7000万千瓦,在建装机规模接近4000万千瓦。核电占比进一步提升。中国核能行业协会副理事长兼秘书长张廷克也指出,到2035年,我国核电在运和在建装机容量将达到2亿千瓦左右,发电量约占全国发电量的10%左右,未来15年是我国核电发展的重要战略机遇期,提升空间大。图32:各国核能发电占比情况(2020/12/31)图33:2020年中国核电发电量占比约5%资料来源:IAEA,长城证券研究院资料来源:国家统计局数据,长城证券研究院随着经济持续复苏,用电量快速攀升,电力需求逐渐增大。2021年以来,后疫情时代我国经济持续稳定恢复,外贸出口高速增长,拉动电力消费需求超预期增长。2021年前三季度全国全社会用电量累计达到61651亿千瓦时,同比增长13.9%,近5年CAGR为8.3%,增长率维持高位。从需求端来看;国家大力推动双碳战略,电气化程度提高,电能在终端能源的占比将不断提升,用电量增速将会持续提高。而火电煤电受到严格管控,新增装机将受限,水电我国除西藏外的水电资源已基本开发殆尽,优质可开发规模有限。所以长期来看,未来电源增长只能依靠新能源发电和核电,“十四五”期间核电审批开工提速,但受制于建设周期长,预计将在“十五五”迎来投产高峰。图34:全国全社会用电量2021前三季度同比增长14%5%法国乌克兰保加利亚斯洛文尼亚亚美尼亚瑞士韩国俄罗斯美国英国德国巴基斯坦日本墨西哥印度伊朗白俄罗斯0%10%20%30%40%50%60%70%80%风电,5.6%水电,16.4%火电,71.2%核电,4.9%太阳能,1.9%行业深度报告长城证券31请参考最后一页评级说明及重要声明资料来源:Wind,长城证券研究院2.3核电政策东风推动行业发展,已具备批量化建设条件“十三五”规划目标未达,行业处于瓶颈期。自1974年开启核电站的探索以来,直至1993年首座商业核电站-大亚湾一号机组并网发电,我国由此进入核电适度发展阶段。2011年日本福岛核电事故之后,国内核电建设产业进入低谷,关于核电安全方面的担忧成为行业发展绊脚石,国家对于核电的审批是严格又谨慎。根据《核电中长期发展规划(2011-2020年)》以及《电力发展“十三五规划”》,两文均设定在“十三五”期间核电开工达3000万千瓦以上、2020年装机量达5800万千瓦的目标;但在2016-2018年,三年核电项目零审批,行业发展再次进入瓶颈期。据Wind统计,截至2020年底我国实际在运核电装机容量为5103万千瓦,并未达成“十三五”规划设定目标。“十四五”期间核电进入积极有序发展新阶段。自2019年以来,我国核电项目陆续开闸,打破了三年来的“零核准”瓶颈,稳步重启。2021年初的《政府工作报告》中关于2021年重点工作里提出:“制定2030年前碳排放达峰行动方案。优化产业结构和能源结构。推动煤炭清洁高效利用,大力发展新能源,在确保安全的前提下积极有序发展核电”。这是四年来政府工作报告首次用“积极”的字眼信号明确地提及核电。较“十二五”和“十三五”的“安全高效发展核电”以及2015年“安全发展核电”的表述更为积极,属十年来首次使用“积极”字眼表述核电建设。这是中国政府在2020年9月和12月提出2030年碳达峰、2060年碳中和的目标后,并在2021年3月提出在确保安全的前提下积极有序发展核电。根据中国核能行业协会在《中国核能发展报告(2020)》中预计,到2025年中国在运核电装机达到7000万千瓦,在建核电装机达到3000万千瓦;到2035年在运和在建核电装机容量合计将达到2亿千瓦;我们预计核电建设有望按照每年6-8台机组的步伐稳步推进,若以每台投资约200亿元计算,年均投资规模将达千亿(1200-1600亿)。2020年8月,国务院一次核准4台“华龙一号”核电机组,及在2021年上半年,国家核准了5台核电机组(包括四台VVER核电机组和一台“玲珑一号”小型堆)。“积极有序发展核电”正在逐步实现。0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%01000020000300004000050000600007000080000用电量:全社会用电量总计同比行业深度报告长城证券32请参考最后一页评级说明及重要声明表21:国民经济规划-核电政策的演变脉络国民规划时间脉络方向“八五”计划1991年3月适当发展核电“九五”计划1996年3月适当发展核电“十五”计划2001年3月适度发展核电“十一五”规划2006年3月积极推进核电建设,重点建设百万千瓦级核电站“十二五”规划2011年3月安全高效发展核电,重点在东部沿海和中部部分地区发展核电“十三五”规划2016年3月以沿海核电带为重点,安全建设自主核电示范工程和项目“十四五”规划2021年3月积极有序发展核电,安全稳妥推动沿海核电建设资料来源:《国民经济和社会发展第八至第十四个五年规划纲要》,长城证券研究院整理国家核电政策推动行业发展,同时具备批量化建造能力。根据《我国核电发展规划研究》,在基准方案下,到2030年、2035年和2050年,我国核电机组规模达到1.3亿千瓦、1.7亿千瓦和3.4亿千瓦,占全国电力总装机的4.5%、5.1%、6.7%,发电量分别达到0.9万亿千瓦时、1.3万亿千瓦时、2.6万亿千瓦时,占全国总发电量10%、13.5%、22.1%。实现2020、2030年非化石能源消费比重分别达15%、20%的目标,核电的作用不可小觑。经测算,2035年、2050年核电要达到1.7亿千瓦、3.4亿千瓦的规模,2030年之前,每年保持6台左右的开工规模;2031-2050年间,每年保持8台左右的开工规模。图35:2013~2050年国内核电装机容量发展趋势(万千瓦)资料来源:Wind,《中国核能发展报告(2020)》,《我国核电发展规划研究》,长城证券研究院同时,根据《中国核能发展与展望(2021)》中提及,“十四五”期间《原子能法》《放射法废物管理法》《核损害赔偿法》《核电管理条例》等一系列涉及核能的法律法规后续有望出台,在双碳大背景下,核能相关政策的持续完善,核电发展有望进一步提速。我国已建成的秦山、大亚湾、田湾等13个核电基地,从未发生二级及以上运行事件,核电安全总体水平已跻身国际先进行列。据中国能源报,核电自主创新和设计能力显著提升,实现了‘二代’向‘三代’的跨越,具备了每年制造8-10台套核电主设备能力,形成了同时建造30多台机组的工程施工能力。70001300017000340000500010000150002000025000300003500040000装机容量:核电机组行业深度报告长城证券33请参考最后一页评级说明及重要声明表22:我国核电相关政策一览政策名称发布时间发布单位主要内容《国家核电中长期发展规划(2005-2020年)》2007年国家发展改革委到2020年,核电运行装机容量争取达到4000万千瓦,并有1800万千瓦在建项目结转到2020年以后续建。核电占全部电力装机容量的比重从现在的不到2%提高到4%,核电年发电量达到2600~2800亿千瓦时。《能源发展“十二五”规划》2013年国务院在核电建设方面,坚持热堆、快堆、聚变堆“三步走”技术路线,以百万千瓦级先进压水堆为主,积极发展高温气冷堆、商业快堆和小型堆等新技术;合理把握建设节奏,稳步有序推进核电建设;科学布局项目,对新建厂址进行全面复核,“十二五”时期只安排沿海厂址;提高技术准入门槛,新建机组必须符合三代安全标准。《关于2012年国民经济和社会发展计划执行情况与2013年国民经济和社会发展计划草案的报告》2013年国家发展改革委强调进一步完善水电、核电价格形成机制。《关于完善核电上网电价机制有关问题的通知》2013年国家发展改革委对新建核电机组实行标杆上网电价政策。根据目前核电社会平均成本与电力市场供需状况,核定全国核电标杆上网电价为每千瓦时0.43元。全国核电标杆上网电价高于核电机组所在地燃煤机组标杆上网电价(含脱硫、脱硝加价,下同)的地区,新建核电机组投产后执行当地燃煤机组标杆上网电价。《关于加大工作力度确保实现2013年节能减排目标任务的通知》2013年国家发展改革委在做好保护生态和移民安置的前提下开工建设水电2000万千瓦以上,在确保安全的基础上开工建设核电335万千瓦。《大气污染防治行动计划》2013年国务院安全高效发展核电,到2017年,运行核电机组装机容量达到5000万千瓦。《2014年能源工作指导意见》2014年国家能源局加强在运核电站安全管理,确保核电站安全运行。加快完成AP1000设计固化、主设备定型,推动AP1000自主化依托工程建设。适时启动核电重点项目审批,稳步推进沿海地区核电建设,做好内陆地区核电厂址保护。加快推进国内自主技术研发和工程验证,重点做好大型先进压水堆和高温气冷堆重大科技专项示范工程建设,加快融合技术的论证,避免多种堆型重复建设。制订核燃料技术发展总体战略规划,保障核电安全高效可持续发展。《电力发展“十三五”规划》2016年国家能源局到2020年全国核电装机达到5800万千瓦,在建规模3000万千瓦以上。《能源发展“十三五”规划》2016年国务院安全高效发展核电,在采用我国和国际最新核安全标准、确保万无一失的前提下,在沿海地区开工建设一批先进三代压水堆核电项目。加快堆型整合步伐,稳妥解决堆型多、堆型杂的问题,逐步向自主三代主力堆型集中。积极开展内陆核电项目前期论证工作,加强厂址保护。深入实施核电重大科技专项,开工建设CAP1400示范工程,建成高温气冷堆示范工程。2020年运行核电装机力争达到5800万千瓦,在建核电装机达到3000万千瓦以上。《核电管理条例(送审稿)》2016年国家发展改革委、能源局首次明确了核电项目投资主体的准入条件:控股股东或者实际控制人应当是国务院国有资产监督管理机构履行出资人职责的企业;持有其他核电项目25%以上股份,并具有作为参股股东至少8年的参与核电项目建设、运行的经验,其中至少包括1个机组的完整建设周期及其3年运行的经验;具有数量不少于300人、符合核电相关资质要求的人才队伍,其中具有5年以上核电相关经验的员工数量不得低于50%,且专业配置应当满足核电项目管理的需要;具有较强的资金保障和融资能力。《关于加强核电标准化工作2018年国务院到2019年,核电标准体系更加完善,体系框架结构进一步优化,标准技术内行业深度报告长城证券34请参考最后一页评级说明及重要声明政策名称发布时间发布单位主要内容的指导意见》容逐步统一,标准自主化水平和协调性显著提高,形成自主统一的、与我国核电发展水平相适应的核电标准体系。到2022年,标准应用明显加强。国内自主核电项目采用自主核电标准的比例大幅提高,我国核电标准的国际影响力和认可度显著提升。到2027年,跻身核电标准化强国前列,在国际核电标准化领域发挥引领作用。《关于调整重大技术装备进口税收政策有关目录的通知》2019年财政部根据国内产业发展情况,自2019年1月1日起,取消百万千瓦级核电机组(二代改进型核电机组)等装备的免税政策,生产制造相关装备和产品的企业2019年度预拨免税进口额度相应取消。《关于加强核电工程建设质量管理的通知》2020年国家能源局、环境部明确和落实核电工程建设相关单位质量责任;全面加强核电工程建设过程质量管理;发挥现代信息化技术在核电建设管理中的作用等。《“十四五”规划和2035愿景目标纲要》2021年十三届全国人大建成华龙一号、国和一号、高温气冷堆示范工程,积极有序推进沿海三代核电建设。推动模块式小型堆、60万千瓦级商用高温气冷堆、海上浮动式核动力平台等先进堆示范。建设核电站中低放废物处置场,建设乏燃料后处理厂。开展山东海阳等核能综合利用示范。资料来源:产业信息网,证券之星,长城证券研究院整理3.核电产业链一览,设备制造国企垄断,细分领域民营企业成长性高3.1核电产业概况核电产业链分为上、中、下游三个环节。上游环节包括核燃料、原材料生产;中游环节包括核反应堆、核电核心设备制造及核电辅助设备制造;下游环节主要包括核电站建设及运营维护。上游主要是铀矿开采、加工燃料元件制造;中游包括核岛设备制造:主冷却剂泵、反应堆压力容器、蒸汽发生器、堆内构件、控制棒驱动机构、主管道、稳压器、钢制安全壳、堆芯补水箱;常规岛设备制造:汽轮机、发电机、汽水分离再热器、阀门、冷凝器及管道、高低压加热器、除氧器;辅助设备制造:数字化控制系统、暖通系统、空冷设备、装卸料机;下游则主要是核电站设计、土建、安装、调试、运营等一系列活动总成。前期工作完成后,待获得国家监管部门的最终批复,将核岛底板浇灌第一罐混凝土(FCD),开始正式的建设施工;完成机组的全部调试准备工作后,并网发电、正式投入商运。核电站的前期工作一般需要5-10年以上;工程建设及安装调试需5年左右;投产后运行时间一般为30到60年。图36:核电产业链概况行业深度报告长城证券35请参考最后一页评级说明及重要声明资料来源:新材料在线,《中国核电产业链结构及整合研究》,上海情报服务平台,长城证券研究院整理图37:核电产业链设备相关公司一览资料来源:新材料在线,雪球,长城证券研究院整理核燃料供应铀矿开采铀浓缩燃料循环核设备制造核岛常规岛辅助设备仪控核电站运营及管理运营管理设计建设组件加工放射性废物处理乏燃料处置上游中游下游机械设备压力容器稳压器蒸发器空调暖通阀门管道电气设备主泵发电机仪控系统辅助电机变压器电缆电源后处理中低放废物高放废物核材料金属材料非金属材料电站设计土建调试安装运营核电设计碳素(核级碳素制品、核石墨)压力容器合金中国核动力院中钢集团吉林碳素股份有限公司科新机电钢研高纳中国核电工程方大碳素海陆重工大西洋中广核工程设计中飞股份国核电力院土地设备建设金属管材仪表制冷风机空调中国核建兰太实业(核级钠)上海嘉宝实业自仪股份南风股份中建二局乐昌锆制品厂(广东韶能)(氯氧化锆)沃尔核材上风高科广东火电晶安高科(高品质碳酸锆)上海高泰稀贵金属股份有限公司烟台顿汉布什浙江火电东方锆业(核级锆)三洲核能盈峰环境中信锦州金属股份有限公司台海核电盾安环境国核宝钛锆业股份公司久立特材哈空调敖汉华钛金属工业有限公司(钛)纳川股份核工业北京化工冶金研究院(铀)科研机构核燃料核心主设备阀门泵其他核废料处理烟台核电研发中心(烟台)中国核燃料有限公司东方电气江苏神通沈鼓集团沃尔核材海龙核科(中子吸收材料)中广核研究院有限公司(深圳)浙富控股(控制棒)上海电气沈鼓集团大连深蓝海龙核科安泰科技(中子吸收材料)中国核动力研究设计院(核一院)(成都)西部材料(堆芯)哈电集团大连深蓝重庆水泵天沃科技应流股份(中子吸收材料)国核电力规划设计研究院(北京)中国一重中核科技江苏亚太兰石重装通裕重工(核废料处理机械)上海核工程研究设计院(728所)(上海)中国原子能科学研究院(401所)(北京)中国二重纽威股份上海凯士比国核(北京)科学技术研究院(北京)深圳中广核工程设计有限公司(深圳)阿波罗大连大高中国科学院核能安全技术研究所(合肥)武汉第二船舶设计研究所(719所)(武汉)中国核动力研究设计院设备制造厂国家核电技术研发中心(北京)核工业西南勘察设计研究院(成都)海陆重工苏州热工院(苏州)核工业290研究所(韶关)核工业第二研究设计院(北京)中国科学院上海原子核研究所(上海)核工业第四研究设计院(石家庄)西北核技术研究所(西安)核工业第五设计研究院(郑州)核工业大连应用技术研究所(大连)中国辐射防护研究院(中辐院、七院)(太原)核动力运行研究所(105所)(武汉)核工业第八研究所(上海)黑龙江省科学院技术物理研究所(哈尔滨)中国工程物理研究院(九院)(绵阳)中科华核电技术研究院上游中游下游行业深度报告长城证券36请参考最后一页评级说明及重要声明3.2上游:核燃料资源对外依赖性高,中核、中广核和国家电投三分天下核燃料是指含有易裂变核素,能够在反应堆内实现自持链式核裂变反应的物质。据前瞻经济学人资料,当今核电站使用的核燃料主要是铀235,且纯度需达到3%,而铀235在天然铀中的含量仅为0.71%,因此铀燃料的生产、供应是核燃料的重点。目前,核燃料主要由中核下属的铀业公司进行制造。长期以来,中核集团在国内铀矿勘察、开采方面一家独大,其子公司中国核燃料有限公司是中国最主要的核燃料生产商、供应商、服务商,并为我国所有投运核电站提供优质的核燃料。三大核企都有各自的铀业公司,但核燃料加工主要由中核集团负责,具有半垄断性质。核燃料循环是核工业体系中的重要组成部分。所谓核燃料循环是指核燃料的获得、使用、处理、回收利用的全过程。据超大军事资料,燃料循环通常分成两大部分,即前端和后端,它包括铀矿开采、矿石加工(选矿、浸出、沉淀等多种工序)、铀的提取、精制、转换、浓缩、元件制造等;后端包括对反应堆辐照以后的乏燃料元件进行铀钚分离的后处理以及对放射性废物处理、贮存和处置。图38:核燃料循环详解图图39:核燃料循环简易图资料来源:文档网,长城证券研究院资料来源:台湾电力公司,长城证券研究院氧化铀陶瓷组成的核燃料棒是核燃料组件的核心,是核反应的能量来源。水冶厂出来的产品,因为矿石成分不同,采取的工艺也有差别,黄饼是通行的称呼,但重铀酸铵或者三碳酸铀酰铵(钠)等也是常见产品;其中杂质也和矿石、工艺有关,除杂比较好的可以称为核能纯产品。核能纯产品纯化很简单,否则就要经过再纯化,以进一步去除产品中的杂质离子(和放射性元素无关,比如铁钙镁钒等)。黄饼是核工业中的一种重要原料,也是核燃料生产过程中必需的一种中间产品,其主要成分是重铀酸铵,黄色,常加工成饼状,因此得名。“黄饼”通常是从粉碎后的天然铀矿石经多种溶液萃取,沉淀而来。图40:天然铀矿石图41:重铀酸铵--“黄饼”行业深度报告长城证券37请参考最后一页评级说明及重要声明资料来源:北极星电网,长城证券研究院资料来源:北极星电网,长城证券研究院纯化后的铀化合物,经过几个步骤,逐步转化成六氟化铀,以便于利用气体离心机进行分离浓缩,将天然铀中丰度0.7%左右的铀235,逐步浓缩到4.5%左右;这个过程是以六氟化铀形势存在的,浓缩后的低浓缩铀丰度4.5%左右,而分离后的尾料就是贫料(贫铀),其中含有0.2--0.3%的铀235。图42:六氟化铀等待分离成低浓缩铀图43:氧化铀制胚资料来源:北极星电网,长城证券研究院资料来源:北极星电网,长城证券研究院低浓缩铀,必须再次经过转化,变成氧化铀,然后制胚、烧结成氧化铀陶瓷,也就是所谓的核燃料(芯块)了;氧化铀陶瓷具有非常好的强度和热工性能。燃料芯块,按照一定要求装入锆管中,加上相应附件(气室、弹簧等,这些东西可在高温下使用,还会产生少量气体),封装后就成了燃料棒(这就相当于烧火所需要的“柴”)。图44:氧化铀烧结成氧化铀陶瓷(燃料芯块)图45:燃料芯块封装成燃料棒行业深度报告长城证券38请参考最后一页评级说明及重要声明资料来源:北极星电网,长城证券研究院资料来源:北极星电网,长城证券研究院燃料棒,按照一定位置,逐支插入、固定在燃料组件(一个框架,其中包含有控制棒导管、搅浑格架和锁紧机构等)中,安装相应附件就成了核燃料组件(相当于把多根柴捆在一起)。最后放入反应堆堆芯,而核燃料组件排列布置方式,所谓157、177堆芯,指的就是堆芯装载燃料组件的数量。图46:燃料棒逐支插入燃料组件形成核燃料组件图47:核燃料组件运输到站资料来源:北极星电网,长城证券研究院资料来源:北极星电网,长城证券研究院我国铀资源对外依存度较高。我国铀资源较为丰富,已查明的铀矿资源主要分布于全国23个省、市、自治区,特别是江西、内蒙古、新疆、广东、湖南、广西、河北等省,已发现的铀资源总量约占全国总量的95%;铀矿床类型多,但以砂岩型、花岗岩型、火山岩型和碳硅泥岩型等4大类型为主,成矿地质条件复杂。且大部分属于非常规铀,不仅品位低、埋藏深,且开采成本昂贵,因此需要海外进口,主要国家有哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、加拿大、纳米比亚、尼日尔和澳大利亚。根据世界核协会,我国铀资源对外依存度常年维持在70%以上。哈萨克斯、澳大利亚和加拿大铀资源供应全球前三。据WNA统计;2020年,哈萨克斯坦从矿山生产的铀占比最大(占世界供应的41%),其次是澳大利亚(13%)和加拿大(8%)。哈萨克斯坦在2009年超过加拿大成为世界最大的铀矿生产国,并在2019年保持这一地位,且在过去几年中持续增长生产(2016年为24689吨),2018年(21705吨)和2019年(22808吨)的增长率有所下降。2018年排名前六的铀矿生产国(哈萨克斯坦、加拿大、澳大利亚、纳米比亚、乌兹别克斯坦和俄罗斯)占全球铀矿生产的88%,12个国家——哈萨克斯坦、加拿大、澳大利亚、纳米比亚、乌兹别克斯坦、俄罗斯、尼日尔、中国、乌克兰、印度、南非和美国——占全球铀矿生产的99%以上。图48:全球已探明铀矿量(吨);2019年图49:全球已探明铀矿占比;2019年行业深度报告长城证券39请参考最后一页评级说明及重要声明资料来源:WNA,长城证券研究院资料来源:WNA,长城证券研究院由于新冠肺炎疫情导致铀供应减少,主要生产商暂停铀业务并暂时关闭其矿山。2020年4月,哈萨克斯坦国有铀矿生产公司Kazatomprom宣布,将停止新的矿山开发,将现场工作人员数量降至最低水平,预计产量将减少4000吨。8月,该公司开始将员工返回矿区,并继续尽可能进行远程工作。类似,加拿大萨斯喀彻温省北部的雪茄湖矿和麦克莱恩湖铀矿在新冠疫情期间暂停生产,现场劳动力减少。自9月以来,雪茄湖/麦克莱恩逐渐重新开始运营,但预计2020年产量将减少约40%。纳米比亚和南非的采矿活动也暂停。然而,从4月底开始,南非的矿山获准开放,但只能以50%的产能运营。纳米比亚的铀矿也停止了采矿作业。目前商业核电站中使用铀的30个国家中,只有加拿大和南非在2018年生产了足够的铀以满足国内需求,所有其他拥有核能的国家都必须使用进口铀或其他来源。中期内中国对铀矿的需求缺口巨大。2017年和2018年,中国铀产量分别达到1580t和1620t,2019年稳定在1600t。据IAEA统计,截至2019年1月1日,中国大陆运行的44座核电厂总装机容量为44.6GWe,位居世界第三位,占总装机容量的2.35%。2018年核电发电量294.4TWh,占总发电量的4.22%,比2017年同期增长18.96%。此外,中国还有13个装机容量为14GWe的核电站正在建设中。预计到2020年底,核电站的总装机容量将达到50GWe到52GWe。根据IAEA初步预测,2020年铀需求将达到9000t至9400t之间,2030年将增至12300t至16200t之间,2035年将增至14400t至20500t之间。图50:主要生产国和消费国的铀生产和反应堆相关需求,中国供需缺口较大(2019/1/1)资料来源:IAEA《2020铀资源生产与需求》红皮书,长城证券研究院澳大利亚哈萨克斯坦加拿大俄罗斯纳米比亚南非巴西尼日尔中国蒙古乌兹别克斯坦乌克兰博茨瓦纳坦桑尼亚约旦美国其他国家020000040000060000080000010000001200000140000016000001800000澳大利亚28%哈萨克斯坦15%加拿大9%俄罗斯8%纳米比亚7%南非5%巴西5%尼日尔4%中国4%蒙古2%乌兹别克斯坦2%乌克兰2%博茨瓦纳1%坦桑尼亚1%约旦1%美国1%其他国家5%行业深度报告长城证券40请参考最后一页评级说明及重要声明我国潜在铀资源有待开发。IAEA《2020铀资源生产与需求》报告,2017年和2018年,国内铀勘探继续进行,取得了积极成果。勘探重点集中在鄂尔多斯、伊犁、松辽等盆地的砂岩型铀矿,在松辽盆地、准噶尔盆地和二连盆地新地区发现铀矿,初步勘探表明,该地区具有较高的开发潜力。我国南方已知铀矿田深部及外围的勘探也取得了一定的进展,勘探工作主要集中在新疆伊犁、吐鲁番-哈密、准噶尔和塔里木盆地等大中型沉积盆地,包括区域铀潜力评估和对中国北方先前发现的矿化和矿床的进一步工作;对鄂尔多斯盆地、二连盆地、松辽盆地、巴丹吉林盆地和巴音戈壁盆地;青海省柴达木盆地和甘肃省酒泉盆地进行地质调查、放射性调查和电磁调查,结合了适量的钻井和浅层地震方法来划定进一步勘探的前景。在矿化地区进行了深一步的钻探,以确定砂岩型矿床,以及常规开采的低渗透砂岩/泥岩型矿床。华南地区的找矿工作主要是寻找与火山型和花岗岩型矿床类型相关的成矿带,主要分布在江西象山铀矿田、广东下庄和珠光铀矿田,广西苗尔山铀矿田。在过去两年中,总共完成了119万米的钻井作业(2017年约61万米,2018年约58万米)。因此,我国北方的伊犁、鄂尔多斯、二连、松辽等沉积盆地的铀资源有所增加。在华南地区,象山、庙儿山、朱光南步、下庄等铀矿田深部及周边地区的铀矿资源均有小幅增加。中国在全国范围内进行了系统的铀资源预测评估,预测资源量约为200万吨。铀成矿有利靶区包括二连盆地、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地、准噶尔盆地和松辽盆地,以及中国南方已知铀矿床的深度和边缘。随着铀矿成矿远景区的进一步勘查,预计将发现更多的铀矿资源。截至2019年1月1日,我国已认定为合理保障资源(RAR)和推断资源(IR)的铀资源共计344000吨,分布在13个省(自治区)的21个铀矿田,如下表所示。与2016年底相比,由于铀矿资源的开采和重新评估,已确认的铀矿资源减少了约7%。表23:中国确定的常规铀资源(合理确定和合理推测的资源)序号省份位置吨位1江西香山26200赣州28900桃山80002广东下庄11600诸广南部19700河源23003湖南香草大湾76004广西资源95005新疆伊犁42700吐哈101006内蒙鄂尔多斯80100二连52100通辽16500巴音戈壁75007河北青龙67008云南腾冲43009陕西蓝田120010甘肃龙首山145011浙江大洲210012辽宁本溪350行业深度报告长城证券41请参考最后一页评级说明及重要声明13四川若尔盖5100总量344000资料来源:IAEA,长城证券研究院中核集团是中国唯一的核燃料生产商、供应商和服务商。由于核燃料浓缩难度很高且在国防方面有特殊安全要求,中核集团天然铀采购由其全资子公司“中国铀业有限公司”承接;据中核集团,中国的核燃料制造和供应目前由中核集团下属的中国核燃料有限公司独家供应,中核集团是中国唯一拥有完整核燃料循环产业的企业(提供燃料采购、加工、工程设计、建设、设备进口、技术服务、乏燃料运输及后处理等全方位支撑);国家授权中核集团对核燃料、铀产品的生产经营和进出口实行专营。据乐晴智库,加工核燃料组件的资质及能力国内仅中核集团旗下的中核建中和中核北方两家公司具备,除了首炉等必须从国外进口的核燃料以外,所有国产核燃料组件只能从中核建中、中核北方进行采购。2020年,中核开展了收购中核汇能100%股权、收购三门核电5%股权及辽宁核电4%股权、增资中国铀业等资本运作工作,助力公司实现资源整合,打通上下游产业链,进一步增加对产品和现有市场的掌控。原中核旗下子公司东方锆业(现第一大股东为“龙佰集团”)专业从事锆及锆系列制品的研发、生产和经营,产品包括锆矿砂、硅酸锆、氯氧化锆、电熔锆、二氧化锆、复合氧化锆、氧化锆陶瓷结构件及海绵锆八大系列。其中,核级海绵锆主要运用于核电站的核反应堆中,作为核燃料的包壳、格架、端塞和其它堆芯材料。中广核和国家电投也在布局相关的核燃料产业。1.)中广核控股子公司“中广核铀业发展有限公司”承担中广核所属核电站全寿期核燃料供应和技术服务任务,国家授予中广核铀业核燃料进出口专营资质,中广核铀业可以从海外进口天然铀和核燃料组件。据中新社消息,中广核2021年11月11日发布消息称,由中广核铀业发展有限公司和哈萨克斯坦国家原子能工业公司共同出资建设的乌里宾燃料组件有限责任合伙企业(简称中哈组件厂),日前在哈萨克斯坦东哈州投产,前者持股49%,后者持股51%,项目合资运营期为20年,该组件厂设计年产200吨核燃料组件,可满足8台百万千瓦级核电机组的换料需求;直至目前,中广核旗下拥有伊尔克利铀矿、谢米兹拜伊铀矿、中门库杜克铀矿和扎尔巴克铀矿四座大型原位地浸砂岩铀矿,铀矿项目权益总储量超过3万吨铀,年度权益产能接近2000吨铀,中广核在海外铀资源市场领先布局。同时,公司控股公司“中广核矿业”主要业务是核能企业使用的天然铀资源的开发与贸易;2015年中广核矿业完成哈萨克斯坦谢米兹拜伊铀有限合伙企业49%股权的收购,并获得旗下两座在运营铀矿山(谢米兹拜伊铀矿床和伊尔科利铀矿床)49%的天然铀产品包销权;2016年,中广核矿业收购加拿大矿勘探公司FissionUraniumCorp的19.99%股权,并获得20%的天然铀产品包销权及15%的额外包销选择权。2.)而国电投方面;海阳核电一期工程完成第二循环换料装载燃料组件128组(2个机组各64组燃料组件),其中组件所用首批33792支国产核级锆材由国家电投下属国核锆业生产供应。据国核锆业官网显示,国核锆业拥有中国首条完整的核级锆材产业链,已具备为国内各类型核电机组提供批量化供货的稳定能力。在我国原有核电和专项用核级锆材制造技术基础上,通过消化吸收AP1000三代核电用锆材制造技术,现已突破核级锆材制造技术壁垒,彻底解决核电站用锆材受制进口的被动局面,填补国内产业空白,搭建形成了海绵锆生产、锆合金熔炼、坯料制备、管棒板带材成品制造及返回料处理的综合能力,其设计产能可满足上百台百万千万级核电机组核级锆材的需求;同时制定了国产ZIRLO合金包壳管制造技术方案,保障国产ZIRLO合金包壳管产品质量,高质量、高标准完成包壳管、导向管、端塞棒、格架带材等多种规格、不同关键产品的制造生产。据行业深度报告长城证券42请参考最后一页评级说明及重要声明经济日报消息,2021年9月,锆业已生产完成国和一号1号机组首炉的全部锆材,实现我国核级锆材国产化目标,改写我国长期以来核级锆材全部依赖进口的局面,打破了长期制约我国核电发展的瓶颈。3.)厦门万里石股份有限公司主要从事建筑装饰石材及景观石材的研发设计、生产和销售,其第一大股东“胡精沛”先生个人投资的“厦门哈富矿业有限公司”于2019年在厦门市注册成立,注册资本为1000万元人民币。主要从事铀矿的勘探、开采、生产、销售;2021年11月25日公司表示,哈富矿业目前在哈萨克斯坦拥有铀矿资源,已经涉足核电核燃料业务布局,但属非上市公司控股和非上市公司合并报表范围主体,具体情况有待观察。表24:核燃料元器件概况件名区分用途相关公司燃料元件棒燃料芯块产生裂变并释放热量,其为富集度2%-3%的二氧化铀粉末冷压成型,一个燃料棒里面有275个燃料芯块。燃料包壳管防止裂变产物玷污回路水,并防止核燃料与冷却剂相接触,ZR-4合金冷拉而成。东方锆业、国核锆业压紧弹簧上下端塞把燃料芯块封装在包壳内,锆合金制成。东方锆业、国核锆业格架定位燃料元件,6-8个。东方锆业、国核锆业导向管支撑燃料组件,提供了插入控制棒组件,可燃毒物组件,中子源组件和阻力塞组件通道,ZR-4合金制成。东方锆业、国核锆业测量管堆芯中子通量密度测量元件提供通道,ZR-4合金制成。东方锆业控制棒80%Ag-15%In-5%Cd合金制成的合金装入不锈钢包壳管中,可以实现控制反应性和停堆功能。浙富控股、西部材料可燃毒物组件补偿初始堆芯装入新的核燃料而比后续循环有更大的剩余反应性,硼硅酸盐玻璃管为芯体,不锈钢为外壳。中子源组件反应堆初始启动或者长期停堆后,应该使用中子源组件启动点火。阻力塞组件资料来源:新材料在线,原创力文档《反应堆本体结构摘要》,长城证券研究院整理核燃料成本是核电公司经营成本的重要组成部分。核燃料成本包括购买天然铀、铀转化及浓缩、燃料组件加工等工序的支出,天然铀成本一般占核燃料成本的50%左右,据中广核招股说明书,核燃料采购成本中天然铀占比约为49%,浓缩及转化占比约占33%,组件加工约占17%。核燃料的价格及供应情况会受国内及国际政治及经济影响而出现波动,所以公司一般通过签署核燃料供应与服务长期合同,以保障核燃料供应的安全和价格的稳定。以中核和中广核两大核燃料供应商来看;中核集团2018、2019和2020年的核燃料成本占比总成本分别为22.90%、21.52%和22.08%,占比相对稳定,2020年由于1台机组投运和1台机组小修后正常运行,导致核燃料增加;中广核2018、2019和2020年的核燃料成本占比总成本分别为25.75%、22.73%和17.77%,呈下降趋势,主要原因是换料成本及大修安排差异导致核燃料摊销成本变动所致,同时公司建筑安装和设计服务业务快速扩大,该部分成本占比提升。图51:中核主要成本占比情况图52:中广核主要成本占比情况行业深度报告长城证券43请参考最后一页评级说明及重要声明资料来源:中国核电年度报告,长城证券研究院资料来源:中国广核年度报告,长城证券研究院3.3中游:设备制造国企垄断为主,细分民营成长性好核电站主要由三大系统构成:核岛、常规岛及辅助设备。核岛是整个核电站的核心,负责将核能转化为热能,是核电站所有设备中工艺最复杂、投入成本最高的部分。常规岛利用蒸汽推动汽轮机从而带动发动机发电,常规岛设备在技术上不区分第二代和第三代。辅助系统(BOP)主要包括数字化控制系统、暖通系统,保障核电站平稳运行,辅助系统的工程规模比较小。据环保万维网,这三种设备在核电站的造价中所占到的比例大致分别为5:3:2。中游国企主导。目前,我国核岛和常规岛领域以三大国企为主导。其中上海电气在核岛主设备领域优势明显,东方电气的常规岛设备行业领先,哈尔滨电气主攻常规岛设备。在辅助系统、大型铸锻件、关键零部件等细分行业,民企也积极参与。表25:核电站主要包括核岛、常规岛和辅助系统设备类型主要设备核岛反应堆堆芯、反应堆压力壳、堆内构件、控制棒驱动机构、蒸汽发生器、主泵、主管道、安注箱、硼注箱和稳压器等常规岛汽轮机、发电机、除氧器、凝汽器、汽水分离再热器、高低压加热器、主给水泵、燃料转运装置、凝结水泵、主变压器和循环水泵等辅助系统核蒸汽供应系统之外的部分,即化学制水、海水、制氧、压缩空气站,排水系统,供热通风与空气调节系统等资料来源:中核官网,雪球,长城证券研究院图53:核电站主要设备及相关设备企业0%10%20%30%40%50%2018201920200%10%20%30%40%201820192020行业深度报告长城证券44请参考最后一页评级说明及重要声明资料来源:中国电力发展促进会核能分会,长城证券研究院核岛设备供应以四大国企为主,民营企业在细分产品如阀、泵管道、风机制冷设备等方面占据了主要地位。核电主设备制造难度大,关键技术难度大,技术门槛高;建设周期长,且核电设备合同金额大,将占用企业大量的流动资金;同时承担重要的核安全保障的功能,对安全和质量的要求需要技术相对成熟可靠,这就导致其成本偏高,因此我国的核电主设备制造业主要为大型国有企业垄断,这是由核电设备的高技术壁垒所决定的,造成行业进入门槛较高。目前核岛设备的供应现状是四大国企东方电气、上海电气、中国一重、哈电集团占据主要供应地位,同时承担三代核电主设备的国产化任务,包括反应堆压力容器、稳压器、蒸汽发生器、汽轮发电机、主冷却剂泵;四家上市公司的核电业务占比相对较低,但其核电设备制造的技术水平在国内均处于领先地位,中国二重参与部分产品。常规岛中的汽轮发电机组、汽水再分离器与冷凝器也属于政府部门重点监管领域,市场由东方电气、上海电气和哈电集团三家国企垄断。而民营企业在细分产品阀门、管材、焊材、电缆、密封件等领域发力,不仅成为大型央企、国企的合作伙伴,而且在诸多领域填补了国内空白,打破了国外企业的长期垄断,成为我国核电设备领域国产化的重要力量。相关企业例如浙富控股下属四川华都核设备公司拥有控制棒驱动机构生产资质,是控制棒细分市场的民营龙头,公司占据了“华龙一号”控制棒驱动机构市场的领先地位;2019年森源电气中标山东海阳核电站项目,该项目将采用森源电气制造的开关设备与ABB产品并柜运行,实现了该公司在核电1E级中低压开关设备零的突破。江苏神通、纽威股份等企业在阀门市场取得主导地位;江苏神通核电阀门分为新增阀门和备品备件两大类,在核电蝶球阀市场,江苏神通占有率曾一度保持在90%以上。以核电阀门为例,5~8年将进行更换,一般由原厂商提供备品备件,每年单堆备品备件设备价值量在800万~1000万元,其市场相当庞大。佳电股份主要在核电方面提供低压安全注入泵、安全壳喷淋泵、设备冷却水泵、电动辅助给水泵、重要厂用水泵、主给水泵和ETY风机等水泵风机配套电机,公司核用电机在国内所有核电项目均有供货,例如:红沿河、宁德、阳江、田湾、福清、石岛湾核电项目等。蒸汽发生器U形传热管是核电站一回路压力边界的重要组成部分,也是防止放射性裂变产物外泄的主要屏障,蒸汽发生器传热管在服役过程中,要承受高温高压和介质腐蚀磨损等,其质量是保证蒸汽发生器安全、可靠运行的关键。据统计,约30%的压水堆非计划停堆,都是由于蒸汽发生器传热管的腐蚀破损所致。目前,行业深度报告长城证券45请参考最后一页评级说明及重要声明蒸汽发生器传热管选材主要有800合金与690合金。蒸汽发生器传热管由于对表面质量、尺寸控制、热处理制度、组织控制等要求高,存在较高的技术壁垒,国内外的生产厂家非常少,目前仅有3家国际巨头具有该设备生产能力,国内主要是久立特材和宝银特钢两家公司。核电主设备投资占比较高。据中能智库数据,核电站投资中设备、基建和其他投资的比例分别为50%、40%和10%,设备投资占比近半成。而核岛的投资成本占比最高,达到58%,主要是核岛设备技术壁垒高,市场参与者较少,基本是国企垄断;常规岛和辅助系统领域随着民营的进入,市场参与者相对较多,价格下降,成本占比也相应较低。核岛设备中,反应堆压力容器、主管道及热交换器和蒸汽发生器是核岛设备中的主要关键设备,压力容器其功能主要是固定和包容堆芯及堆内构件,使核燃料的裂变反应限制在一个密封的容器内进行,它和一回路管道共同组成高压冷却剂的压力边界,是防止放射性物质外逸的第二道屏障之一,反应堆压力容器及其内部的堆内构件均是由大型锻件组装而成,故而压力容器质量标准十分严苛,故而其投资成本占比最高,达到23%。核电主管道是连接核岛反应堆的压力容器,是核蒸汽输出堆芯热能的“主动脉”,其投资占比为20%。核级阀门在核岛中使用量大,国产核级阀门自主化程度已经大幅提升,据中国核电网,截止至2021年,阀门国产化程度已达到80%,并且价格方面仅为进口核级阀门的11.5%,受益于国产化水平提高,核级阀门投资成本占比为12%。以三代机组平均造价1.6万元/千瓦测算,每台百万级核电机组总投资额约160亿元,其中设备投资约80亿元。未来核电市场将迎来动态的、持续的释放过程,假设每年推进6-8台机组,年均设备市场容量有望达到480-640亿元。图54:核电设备投资成本占比图55:核岛设备投资成本占比资料来源:北极星电网,中国核电网,长城证券研究院资料来源:中国核电信息网,行行查,长城证券研究院表26:核电细分设备市场规模设备占比2018-2020市场规模(亿)主要公司核岛设备52%936压力容器12.50%225上海电气、东方电气、哈尔滨电器、中国一重堆内构件3.10%56上海电气、东方电气、中国一重反应堆冷却剂泵4.20%75东方电气、哈尔滨电气、沈鼓集团蒸汽发生器8.80%159上海电气、东方电气、哈尔冰电器、中国一重控制棒机驱动机构2.10%37上海电气、东方电气、浙富控股稳压器1%19上海电气、东方电气、哈尔滨电气、中国一重阀门6.20%112江苏神通、中核科技、应流股份、纽威股份58%22%20%核岛常规岛BOP23%20%17%12%8%6%4%3%3%2%2%压力容器主管道及热交换器蒸汽发生器核级阀门冷却主泵堆内构件控制棒驱动机构核燃料传送机构核级线缆行业深度报告长城证券46请参考最后一页评级说明及重要声明设备占比2018-2020市场规模(亿)主要公司主管道1.60%28中国一重、中国二重、台海核电燃料运输系统1.60%28上海电气、东方电气、哈尔滨电气、中国一重其他10.40%187常规岛设备28%504汽轮机6.40%115发电机5%90上海电气、东方电气、哈尔滨电气、中国一重汽水分离再热器3.40%61其他12.90%234辅助设备系统(BOP)20%360核电设备100%1800资料来源:中核,中广核,长城证券研究院整理核电产业链核岛关键零部件毛利率最高。从由于技术壁垒高,核岛设备毛利率丰厚,核心关键设备的毛利率可以超过45%,其中主管道和堆内组件的毛利率分别可达到60%、50%左右。据中国产业信息网,常规岛设备由于技术壁垒相对较低,竞争较激烈,毛利率一般在10%左右。图56:核电产业链不同环节毛利率对比图57:核岛设备毛利率对比资料来源:中国产业信息网,长城证券研究院资料来源:中国产业信息网,长城证券研究院3.4下游:以中核、中广核为核电站主要运营者;“闭式核燃料循环处理”技术为乏燃料后处理打开产业空间核电站运营中核、中广核二分天下,未来或将群雄逐鹿。下游运营准入门槛高。核电站设计工作主要由三大核电集团旗下的设计院完成。建造方面,目前国内只有中核集团、中广核集团和国电投集团具有控股开发、建设、运营牌照。截至目前,我国在运营的核电机组共52台,大部分分布在广东、福建、浙江、广西等沿海地区。据公司公告,中广核和中核在运核电机组分别为25台和24台,在建机组分别为7台和4台,在建总装机容量为别为821亿千瓦时和470.3亿千瓦时。按发电量计算,2020年中广核和中核的国内市占率分别为50.92%和42.04%,这两家企业重点布局在长三角、珠三角地区。国电投管理在运核电反应堆2座,主要是海阳AP1000两台机组,中0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%0%10%20%30%40%50%60%70%行业深度报告长城证券47请参考最后一页评级说明及重要声明国华能管理在建核电站1座,主要是山东石岛湾高温气冷堆示范项目;其他上市公司则基本通过参股方式参与核电业务的经营,并不能占据主导地位。据中国核电网,我国核电行业的市场集中度较高,不论是从在运装机容量,或是发电量,2020年,核电运营市场CR2都高达90%以上。图58:2020按在运机组数市场份额图59:2020按发电量市场份额资料来源:中国核电网,长城证券研究院资料来源:中国核电网,长城证券研究院2021年上半年,中广核和中核营收入分为368.66亿和297.73亿,同比增长15.95%和24.64%,归母净利润分别为54.98亿和44.74亿,同比增长5.63%和46.23%;中广核国内收入占比为86.53%,中核国内收入占比为99.77%。按照《核电管理条例(送审稿)》的相关细则要求,五大发电中的大唐、华电、华能三位巨头已基本满足控股核电站的要求,结合三代核电重启审批的预期,将逐步改变现有的核电运营商竞争格局,带来新变量和新动能。表27:国内核电站运营企业概况公司筒称核电业务占比区域布局核电业务情况中国广核86.71%广东、福建等子公司经营管理的核电站(7个);大亚湾核电站、岭澳核电站、岭东核电站、阳江核电站、防城港核电站、宁德核电站和台山核电站中国核电98.06%浙江、江苏等核电运行基地(5家);秦山一核、秦山二核、秦山三核、江苏核电、三门核电、福清核电国家电投浙江、山东等是中国三大核电投资运营商之一、领先的核电技术供应商,参股企业包括秦山核电二期、秦山核电三期、江苏核电、三门核电等大唐发电辽宁、福建通过1家子公司(辽宁庄河核电有限公司)、2家联营公司(福建宁德核电有限公司、大唐国际核电有限公司)布局核电业务浙能电力浙江为中国核电第三大股东,并参股秦山核电、核电秦山联营、秦山第三核电等核电企业;三门核电有限公司(即浙江三门核电一期工程募投项目实施主体)由浙能电力和中国核电共同投资,并由中国核电控股申能股份安徽、浙江通过参股安徽芜湖核电有限公司涉足核电业务,并出资建设了秦山第三核电站华能国际海南、山东、浙江、福建通过参股3家公司涉足核电业务;海南核电有限公司(“海南核电”)、华能石岛湾核电开发有限公司(“石岛湾核电”)、华能霞浦核电有限公司(“霞浦核电”),2020年末持股比例分别为30%、22.5%、22.5%皖能电力浙江、安徽持股核电秦山联营有限公司;与中核集团共同开发安徽吉阳核电项目福能股份福建参股5家公司涉足核电业务;华能霞浦(10%)、中核霞浦(20%)、宁德第二核电(10%)、国核福建(35%)涉足核电业务(2019年末持股份额)47%49%4%中核中广核其他42%51%7%中核中广核其他行业深度报告长城证券48请参考最后一页评级说明及重要声明资料来源:中国核电网,前瞻经济学人,长城证券研究院闭式核燃料循环处理为我国核废料后处理发展策略。乏燃料又称辐照核燃料,是经受过辐射照射、使用过的核燃料,它含有大量未用完的可增殖材料铀-23或钍-232等元素。这种燃料的铀含量降低,无法继续维持核反应,所以叫乏燃料。按照比活度可以分为高、中、低放射性核废料。目前国际上对乏燃料的管理方式有三种。第一种是以法国和日本为代表的闭式燃料循环,通过后处理回收乏燃料中有价值的铀钚等可裂变核素进行循环利用,第二种是以瑞典和芬兰为代表的“一次通过”,将乏燃料视为放射性废物直接深地质处置,第三种是暂存,视未来技术发展情况再作决定。表28:核废料种类分类数量占比辐射含量占比来源来源高放射性废料3%95%反应堆芯中燃烧后的核燃料1.开放式核燃料循环:存放后直接深地质长期暂存2.闭式核燃料循环:回收铀、钚再加工成燃料组件进行重复利用,其他废物深层质地处理中低放射性废料97%5%核电站运行过程中产生的放射性废液、及固体废物等水泥固化后装桶储存资料来源:WNA,长城证券研究院我国在上世纪80年代确定了闭式核燃料循环政策,“十三五”核工业发展规划进一步明确了坚持乏燃料后处理的大政方针,已进入立法审批流程的《原子能法》将闭式燃料循环政策上升到法律层面。随着我国核电规模的持续增长,乏燃料累积数量将大幅增加;据未来智库统计,2020年,乏燃料累计产生量6890吨,目前大亚湾核电站在堆贮存水池已饱和,开始向岭澳二期倒运;2025年则接近1.6万吨,照此预计超过10个核电站在堆贮存饱和。按一台百万千瓦核电机组一年产生的乏燃料约20吨,按照2030年核电装机1.3亿千瓦测算,届时乏燃料累积数量将接近3万吨,国内乏燃料处理产能缺口将很大。在后处理能力建设方面,据哈佛肯尼迪学院裂变材料国际小组的申明,2015年以来,中国开始建设民用轻水堆乏燃料“示范”后处理厂,年处理能力为200吨,位于甘肃金塔。建设活动和设备采购表明,该第一工厂(项目一)可在2020年底完成土建阶段并开始设备安装。项目一预计将于2025年投入运营。第二后处理工厂(项目二)2020年底或2021年初开工建设,表明它可以在2030年之前投入使用,共计400吨处理能力。我国目前已积累较大规模的乏燃料,故核电站乏燃料后处理市场需求紧迫。目前的乏燃料处置仍以中间贮存为主,由于持续累积的核电乏燃料处理的刚性需求与乏燃料后处理产能之间的矛盾日益突出,因此迫切需要发展“闭式核燃料循环处理”相关技术和建设以提高处理产能,对于贮存及运输设备的需求与日俱增。图60:“闭式核燃料循环处理”示意图行业深度报告长城证券49请参考最后一页评级说明及重要声明资料来源:中国能源报,长城证券研究院中国尽管确定了“闭式核燃料循环”的战略路线,但至今仍未能完全实现自主研发及规模化生产。发改委、国家能源局共同印发的《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》即明确把“乏燃料后处理与高放废物安全处理处置技术创新”作为重点任务之一,提出要推进大型商用水法后处理厂建设,加强先进燃料循环的干法后处理研发与攻关,目标在2030年要建成完善的先进水法后处理技术研发平台体系,基本建成我国首座800吨大型商用乏燃料后处理厂。随着我国乏燃料后处理厂的开工建设,将带动乏燃料处理相关产业快速增长。3.5四代核电技术稳步推进及核能的综合利用2021年10月24日,国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》,指出“积极推动高温气冷堆、快堆、模块化小型堆、海上浮动堆等先进堆型示范工程,开展核能综合利用示范”。第四代核电技术一般指2030年之前可以投放市场的新一代核能系统,新型机组在可持续性、安全性和可靠性以及经济性上将有重大突破,新式反应堆有很多设计方案与方向,目前GIF确定了6种堆型。表29:GIF初步确定六种四代候选堆型(3种热中子反应堆与3种快中子反应堆)类型中子运作形式冷却剂运作温度(°C)燃料循环发电量(MW)试验原型(含未完工)超高温气冷堆(VHTR)热中子氦900–1000开放式250–300日本原子能研究开发机构(高温工学炉)清华大学(HTR-10)中核建设集团(石岛湾核电站)X-energy公司(未公开案)超临界水堆(SCWR)热/快中子水510–625开/封皆可300–7001000–1500比尔盖兹-泰瑞能源炉(TWR)东芝(东芝4S)奇异-日立联盟核电(棱镜号反应堆)中国实验快堆钠冷快堆(SFR)快中子钠550封闭式30–150300–15001000–2000气冷快堆快中子氦850封闭式1200行业深度报告长城证券50请参考最后一页评级说明及重要声明类型中子运作形式冷却剂运作温度(°C)燃料循环发电量(MW)试验原型(含未完工)(GFR)铅冷快堆(LFR)快中子铅480–800封闭式20–180300–1200600–1000熔盐堆(MSR)热/快中子氟化物/熔盐700–800封闭式2501000Moltex能源有限公司(稳定盐反应堆)Flibe能源公司(LFTR)Thorium科技公司(富士熔盐炉)Terrestrial能源公司(移动式熔盐炉IMSR)Transatomic公司(未公开案)Southern公司(未公开案)中国原子能科学研究院(未公开案)(甘肃武威钍盐核反应堆)双液流反应堆(DFR)快中子铅1000封闭式500-1500InstituteforSolid-StateNuclearPhysics资料来源:维基百科,长城证券研究院高温气冷堆被列入六大候选堆型之一,是安全高效的核反应堆。高温气冷堆采用陶瓷型包覆颗粒燃料元件,以耐高温的石墨作为慢化剂、以化学惰性的氦气作为冷却剂,是国际核能界公认的具有良好安全特性的堆型。据科塔学术资料,铀燃料被做成小颗粒,每个颗粒外包覆一层低密度碳、两层高密度碳和一层碳化硅,形成直径小于1毫米的包覆颗粒。包覆颗粒均匀弥散在石墨慢化材料中,制造成直径为6厘米的球形燃料元件。发生核反应时,包覆层可以将包覆颗粒中产生的裂变产物充分地阻留在颗粒内,保障了核反应的安全性。由于其突出的固有安全性,加上发电高效、用途广泛等特点,高温气冷堆被列入未来第四代核能系统技术的六个候选堆型之一。图61:高温气冷堆球形核燃料元件构造图图62:高温气冷堆发电系统示意图资料来源:科塔学术,长城证券研究院资料来源:科塔学术,长城证券研究院四代核电技术高温气冷堆具备多种优势。据北极星电力网,四代核电燃料外表面是耐高温、耐腐蚀的碳化硅(SiC),采取惰性气体氦气作为冷却剂,即使遇到类似福岛事故的海啸袭击,全厂断电,也可保证反应堆不会熔化,安全性能高。且燃料循环灵活,转换比高,热效率高,最终发电效率也高。其反应堆提供950℃左右高温蒸汽可拓展应用到黑色金属生产、制氢、煤化工、海水淡化等工业领域。行业深度报告长城证券51请参考最后一页评级说明及重要声明图63:高温气冷堆核电站示范工程图64:高温气冷堆核电站示范工程资料来源:中国核电网,长城证券研究院资料来源:中国核电网,长城证券研究院我国高温气冷堆首次并网成功,成全球首个并网发电的四代堆。2006年高温气冷堆被列入国家科技重大专项,由中核建和清华大学共同研发。2012年底在山东荣成石岛湾开建的高温气冷堆示范工程由中国华能牵头,联合清华大学、中核集团共同建设,各出资47.5%、20%和32.5%,装机容量20万千瓦。据人民资讯消息,这是我国具有完全自主知识产权、世界首座具有第四代先进核能系统特征的球床模块式高温气冷堆,与探月工程、北斗导航一并被列入十六个国家科技重大专项,示范工程设备国产化率达到93.4%,该示范工程是全球首次将高温气冷堆核电技术商业化的示范项目,也是中国落实核电“走出去”战略的优选堆型之一。2021年9月12日,国家科技重大专项—华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程1号反应堆首次达到临界状态,机组正式开启带核功率运行。2021年11月11日,国家科技重大专项—华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程2号反应堆实现空气气氛下首次临界,标志着示范工程两台反应堆均已进入带核功率运行状态。2021年12月20日,华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程1号反应堆完成发电机初始负荷运行试验评价,首次并网成功,发出第一度电。标志着我国高温气冷堆从“实验室”成功实现了到“工程应用”的转变。华能集团表示,1号反应堆正稳步向单堆满功率推进,2号反应堆并网发电前各项试验有序开展,双堆有望于2022年年中全面投入商运。这对于我国在抢占全球第四代核电技术和市场方面具有领先优势。表30:我国高温气冷堆研发、建设全历程项目进度时间结果项目立项2004年4月提交立项,原计划于2009年9月开工建设,2013年11月投产,中间因为福岛核事故及其他原因一再延期。入列专项2006年1月国务院正式发布“国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006——2020年)”,将“大型先进压水堆和高温气冷堆核电厂示范工程”列为国家重大专项。建造许可2012年12月国家核安全局为石岛湾高温气冷堆项目颁发了民用核设施建造许可证。正式开工2012年12月石岛湾核电站核岛浇筑第一罐混凝土,标志项目正式开工,全面进入土建阶段。全面安装2016年3月石岛湾核电站反应堆压力容器吊装就位,标志着工程建设全面进入安装阶段。全面调试2020年7月石岛湾高温气冷堆示范工程建设全面进入调试阶段。双堆冷试2020年10月2020年11月石岛湾高温气冷堆示范工程2号反应堆冷态功能试验一次成功。石岛湾高温气冷堆示范工程1号反应堆冷态功能试验一次成功。行业深度报告长城证券52请参考最后一页评级说明及重要声明项目进度时间结果双堆热试2020年12月两台反应堆完成加热除湿,反应堆回路温度均稳定在250℃,压力均稳定在7MPa,标志着示范工程继双堆冷试之后,全面开展双堆热态功能试验,热态试验(简称热试)进入最后阶段。运行许可2021年8月石岛湾高温气冷堆核电站示范工程获国家核安全局颁发《核设施运行许可证》,标志着示范工程已通过运行前的核设施安全许可审批,具备装料运行条件。首堆装料2021年8月石岛湾高温气冷堆核电站示范工程首批核燃料成功装入1号反应堆,标志着世界首台球床模块式高温气冷堆正式进入“带核运行”状态。双堆临界2021年9月2021年11月石岛湾高温气冷堆核电站示范工程1号反应堆首次达到临界状态,机组正式开启“带核运行”。石岛湾高温气冷堆核电站示范工程2号反应堆实现空气气氛下首次临界,机组正式开启“带核运行”。首堆并网2021年12月石岛湾高温气冷堆核电站示范工程1号反应堆完成发电机初始负荷运行试验评价,首次并网成功,发出第一度电。资料来源:中国核电网,长城证券研究院高温气冷堆被认为是非常适合用于核能制氢的堆型。据《中国高温气冷堆制氢发展战略研究》,当下研发的主流核能制氢技术包括热化学循环(碘硫循环和混合硫循环)和高温蒸汽电解。我国200MW高温气冷堆商业示范电站建设项目被视为最有可能突破核能制氢反应堆型,具有安全性好、堆芯出口温度高等特点,被认为是目前最适合核能制氢的堆型。据能源杂志消息,为拓展核能多用途运用,在2018年中核集团联合清华大学、中国宝武开展核能制氢、核氢冶金项目合作研究。目前中核集团已完成10NL/h制氢工艺的闭合运行,建成了产氢能力100NL/h规模的台架并实现86小时连续运行。中核集团利用高温气冷堆蒸汽品质好、固有安全性高的特点将高温气冷堆与热化学循环制氢技术耦合,可以大量生产氢气。中核集团远期的目标是在2030年后,利用已成熟的核能制氢和弃电制氢为产业源头,开拓储氢、运氢、氢燃料电池中下游产业。根据中国氢能联盟的预测数据,到2050年,我国氢气需求量将达到6000万吨,其中绿氢将达到70%,就是说绿氢产量要达到4200万吨,现阶段我国高温气冷堆制氢技术已有较好的研发基础,具备开展中试的技术条件,支持热化学循环和耦合生物质同时,制氢效率超过45%,与高温堆热匹配性好且成本较低,适合大规模制氢。据中国能源报,2019年我国煤、天然气制氢占比达77.4%,我国氢气生产仍主要以石化原料制取的灰氢为主,不能满足氢气制备无碳排放的需求。巨大的绿氢需求量下,核能制氢发展空间广阔。图65:核能制氢技术路线行业深度报告长城证券53请参考最后一页评级说明及重要声明资料来源:中国高温气冷堆制氢发展战略研究,长城证券研究院钠冷快堆、铅冷快堆、气冷快堆是可实现燃料增殖的关键堆型。自然界中,铀-235仅占0.720%,天然铀资源在热堆中的利用率不到1%,大部分的铀资源--铀238都被浪费掉,持续以热堆发展核电会面临铀资源短缺问题。据《比尔·盖茨“携手”中国核电》显示,快中子反应堆不用铀-235,而用钚-239作燃料,不过在堆心燃料钚-239的外围再生区里放置铀-238。钚-239产生裂变反应时放出来的快中子,被装在外围再生区的铀-238吸收,铀-238就会很快变成钚-239。这样,钚-239裂变,在产生能量的同时,又不断地将铀-238变成可用燃料钚-239,而且再生速度高于消耗速度,核燃料越烧越多,所以这种反应堆又称"快速增殖堆"。如快中子反应堆推广应用,再结合“核燃料闭式循环”通过后处理提取热堆乏燃料中的铀、钚返回快堆再利用,据中国核电网计算,将使铀资源的利用率提高50-60倍,大量铀-238堆积浪费、污染环境问题将能得到解决。而钠冷快堆是最成熟的快堆技术,以液态钠做为冷却剂。图66:快堆反应器原理图资料来源:WikimediaCommons,长城证券研究院在反应器中,可裂变物质一方面因分裂而消耗,另一方面却因增殖性材料捕获中子变为可裂变物质而增加,若增加的速度快过消耗的速度,这种反应就称为增殖反应。行业深度报告长城证券54请参考最后一页评级说明及重要声明图67:热堆核反应原理图图68:快堆核反应原理图(MixedOxide,MOX)资料来源:MITNuclearReactorLaboratory,长城证券研究院资料来源:Quora”Whatisafastbreederreactor”,长城证券研究院中国是世界上第8个拥有快堆技术的国家。据科技日报消息,继法国、美国、俄罗斯、英国、日本、德国、韩国,我国是世界上第八个拥有快堆技术的国家,我国对快中子反应堆的研究和开发始于1964年。2011年我国第一个实验快堆实现并网发电,2014年实现满功率运行,其热功率为65MW,电功率20MW,采用钠-钠-水三回路设计。2014年10月,中核霞浦示范快堆工程项目总体规划方案获得国家批准,2015年7月31日,该工程正挖施工启动,2017年底实现土建开工,目前是双机组同步建设。1号机计划于2023年建成投产,热效率为41%,使用MOX燃料,燃耗为100GWd/t,并有两个钠冷却剂回路,设计运行寿命40年。据中国能源报,中核霞浦核电公司全面负责600MW示范快堆工程的建造、调试和运营管理,以及霞浦厂址后续核电机组的建设开发。中核霞浦核电公司由中国核能电力股份有限公司、福建福能股份有限公司、华能核电开发有限公司、中国长江电力股份有限公司和宁德市国有资产投资经营有限公司分别按照55%、20%、10%、10%和5%的比例共同出资组建。该示范堆的建成将实现放射性废物最小化,解决铀矿资源枯竭、核材料利用率低和核废料难以处理等问题,同时对我国加快构建先进核燃料闭式循环体系具有推动作用。图69:霞浦示范快堆图70:霞浦示范快堆地理位置资料来源:中国核工业集团,长城证券研究院资料来源:Googlemap,长城证券研究院小型反应堆成未来分布式清洁能源发展趋势。据中国核电网,小型核反应堆是指热功率低于1000MW(电功率300MW)的核反应堆,小堆在安全性、多用途、灵活性(即插即用)方面有不可替代的优势,属于典型的军民两用技术。所谓小堆既物理上常规核动力反应堆大小的一小部分,模块化(SMR)既使系统和组件可以在工厂组装并作为一个单元运行业深度报告长城证券55请参考最后一页评级说明及重要声明输到安装地点。小堆基于其作为分布式能源的灵活性优势可用作城市供暖、制氢、偏远地区供电、海水淡化、深海开发、破冰船能源供给等。对比大型动力反应堆通常是为特定地点定制设计的,有时会导致施工延误,SMR可节省成本和建设时间,SMR的小型机组可以预先制造,然后再运输到现场安装,可以逐步部署以满足不断增长的能源需求。同时SMR降低了燃料需求,与传统发电厂1到2年换料周期相比,基于SMR的发电厂可能需要较少的换料频率,每3到7年一次,一些SMR设计可在不加料的情况下运行长达30年。目前小堆在全球范围内已广泛用于破冰船、浮动核能平台等民用领域。一座250MW小堆利用核反应高温制氢日产量达到50吨,核能也被视为绿氢大规模供应的重要解决方案,有望在全球能源转型中发挥关键作用,模块化小堆等先进技术发展潜力巨大。图71:小型模块化反应堆资料来源:IAEA,长城证券研究院全球在研小型堆项目超过70个,中国走在前列。据国际原子能机构(IAEA)统计,目前全球有超过70个正在设计建造的小型反应堆。2021年7月,中核集团全球首个陆上商用模块化小堆“玲龙一号”(ACP100)在海南昌江开工建设。与大型核电站相比,模块化小堆建造周期可以缩短5-8年;初始投资小且能采用“以堆养堆”模式逐步投入资金;功率小、模块化建造更加安全,运维成本大幅降低。“玲龙一号”示范工程启动,有望加快小堆产业化进度。2010年中核集团于正式启动玲龙一号专项科研工作,2016年4月成为全球首个通过国际原子能机构(IAEA)通用安全审查的小型堆,也是全球小堆发展的一个重要里程碑。2017年5月,海南昌江“玲龙一号”示范工程获发改委同意开展前期工作,成为国内首个获批开展前期工作的小堆示范项目,项目规划建设1台“玲龙一号”机组,单机热功率为385兆瓦,单堆功率12.5万千瓦。2019年7月18日,中核集团宣布启动我国多功能模块化小型堆“玲龙一号”示范工程,堆名为ACP100,采用“一体化”反应堆设计和“非能动”安全系统,其安全性能达到第三代核能系统技术水平。2021年7月14日海南昌江多用途模块式小型堆科技示范工程“玲珑一号”第一罐混凝土浇筑(FCD)收官。中核集团工程师王玉昆表示:“玲龙一号”具有部署灵活、用途广泛等优势,既可以在陆地上使用,也可以在大海上使用,更可以装到船舶中作为轮船的动力和电能来源”。作为全球首个陆上商用模块化小堆,随着示范堆的推广,小堆在提供工业蒸汽、海水淡化、区域供热等领域批量化、多用途的实现,经济性将会显著提升,在民用领域综合应用范围也将逐步打开。行业深度报告长城证券56请参考最后一页评级说明及重要声明海上小型堆方面,中核集团主要有自主研发的ACP系列,包括ACP10S、ACP25S、ACP100S等不同功率的浮动式核电站堆型,其中ACP100S作为ACP100的海上应用型号,已进入落地阶段。中核集团ACP100S、中广核ACPR50S、中船重工HHP25为我国海上核动力三大能源平台。图72:玲龙一号首堆安全壳底封头吊装成功图73:中广核ACPR50S海上浮动式核动力平台资料来源:国际电力网,长城证券研究院资料来源:中广核公告,长城证券研究院国家电投“暖核一号”正式投运,核能供热迎来窗口期。据国家电投消息,2021年11月9日,国家电投“暖核一号”国家能源核能供热商用示范工程二期450万m2项目在山东海阳投运,供暖面积覆盖海阳全城区。投运后,海阳核电1号机组成为世界上最大的热电联产机组,取代了当地12台燃煤锅炉,成为全国首个“零碳”供暖城市。国家“十四五”规划提出,“开展山东海阳等核能综合利用示范”,以及《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》提出,“积极稳妥推进核电余热供暖”,海阳核电一期工程(1、2号机组)在完成“发电”主业的同时,山东核电公司在全国范围内率先开展核能综合利用。目前,山东海阳核电正与哈电汽轮机联合推进“暖核一号”单台核电机组供热3000万m2的科研工程,拟于2022年开工,2023年投产,供热范围可覆盖方圆130公里区域,实现青岛、烟台等远距离城市供热。据经济观察报消息,项目投运后,热效率将提升到55.9%,是原来的1.5倍。据央视新闻消息,同时在我国核电起步之地浙江省海盐县,以秦山核电站为依托的海盐县核能供暖节能工程示范项目目前也正在建设当中。项目整体目标是到2025年,核能供暖面积达到400万m2,覆盖海盐县主城区。此外,黑龙江、吉林、辽宁等地小型模块化供热堆、大型热电联产核电项目也在开展项目前期工作,核能供热发展迎来窗口期。图74:海阳核能供热原理图图75:核能供热迎来窗口期行业深度报告长城证券57请参考最后一页评级说明及重要声明资料来源:齐鲁晚报,长城证券研究院资料来源:CCTV,长城证券研究院4.相关核电设备细分领域龙头企业4.1江苏神通:阀门细分龙头,成长有望加速江苏神通阀门股份有限公司立足自身产品制造优势,深耕特种阀门领域,引领国内阀门行业发展。公司于2001年成立,经商务部批准于2007年改制成为江苏神通阀门有限公司,2010年在深交所上市,目前是一家专业从事新型特种阀门研究、开发、生产与销售的行业头部企业,拥有有效专利109项,主要生产包括蝶阀、球阀、闸阀、截止阀、止回阀、调节阀、特种专用阀等七个大类产品,主导产品国内市场占有率很高。公司致力于深耕特种阀门领域,获得国家核安全局、美国石油协会、德国TUV等多个国内外多个领域管理机构资格认证。公司秉承“巩固冶金、发展核电、进军石化、服务能源”的理念,力争建设成为国内先行,国际有名的核电阀门和冶金特种阀门的精品基地。公司目前主要产品为蝶阀、球阀、闸阀、截止阀、止回阀、调节阀、特种专用阀等七个大类145个系列2000多个规格的产品。在核电领域,江苏神通是国内首批进军核电领域的企业之一,在我国核电工程阀门的一系列国际招标中,获得了国内核电工程已招标核级蝶阀、核级球阀绝大多数的订单,实现了核级蝶阀、球阀产品的全面国产化。阀门更换需求占比高,可被看作是“工业消费品”,有着广阔的市场需求,且高端市场仍被国外企业占据,国内头部企业市场占有率不超过2%,有着巨大的发展空间。公司通过收购子公司整合产业链,控制成本,助力企业发展。图76:江苏神通核电专用阀门资料来源:江苏神通官网,长城证券研究院公司2020财年年报实现营业收入为15.86亿元,同比增长17.60%;实现归属于母公司普通股股东净利润为2.16亿元,同比增长25.58%。2021Q3,公司实现营业收入15.03亿元,行业深度报告长城证券58请参考最后一页评级说明及重要声明同比增长32.33%;实现净利润2.13亿元,同比增长31.80%。2015年、2017年受宏观因素影响核电业务方面收入有所下降,其他年份均实现了营业收入的大幅增长。近两年收入增长稳定,市场占有率高。同时公司拟募集1.5亿元投入乏燃料后处理关键设备研发及产业化(二期)项目,未来将丰富公司乏燃料后处理领域的产品类型,增强相关产品的生产能力,进一步提升公司在乏燃料后处理领域的技术优势和领先地位,提升公司的盈利能力。随着国内核电进程加快,核电建设有望按照每年6-8台机组稳步推进,公司核级阀门业务和乏燃料处理业务将会持续受益。图77:2013-2021Q3江苏神通营收及增速图78:2013-2021Q3江苏神通净利润及增速资料来源:江苏神通公司公告,长城证券研究院资料来源:江苏神通公司公告,长城证券研究院江苏神通2020年核电设备业务占营业收入的比例为21.79%。公司现有产品结构分为较多,分别有蝶阀、球阀、盲板阀、水封逆止阀、调压阀组、地坑过滤器、法兰及锻件、非标阀门、闸阀等,其中法兰及锻件和蝶阀收入占比营收最大,分别为25.40%和23.46%。2020年公司毛利率为32.14%,净利率为13.63%,较2019年分别下降3.82和提升0.87个百分点。自2008年以来,公司已成为我国核电阀门的主要供应商,获得了已招标核级蝶阀、核级球阀90%以上的订单,已完全具备核级蝶阀、球阀、调节阀、隔膜阀、仪表阀、地坑过滤器等产品的供货能力。预计“十四五”期间将保持每年6-8台核电新机组获批建设,若该预期得以实施,公司每年将对应新增核电新建项目阀门订单超过4亿元,加上现有存量运行机组逐渐增加,已运行核电机组的备件、维修市场需求也将保持每年持续增长。我国已对乏燃料后处理产业的近、中、远期发展做出全面规划和部署,乏燃料后处理市场广阔,根据一台百万千瓦级核电机组一年约产生25吨左右的乏燃料来计算,2022年预计累计乏燃料超过10000吨。公司自2016年以来,公司已开始布局乏燃料后处理专用设备产品线,继2019年取得首批订单以来,在2020年内继续取得了丰硕成果,在首个200吨级的乏燃料后处理建设项目中已累计取得了约3.7亿元订单,此类业务是公司继核电阀门业务之后,创新研发带来的全新增量业务,未来将给公司在核能设备领域的经营业绩成长带来较大促进作用。作为深度参与我国核电建设的领军企业,公司在发展阀门产业的同时也致力于弥补乏燃料后处理领域的空白,提前布局,为企业未来发展奠定基础。厚积薄发冶金领域EMC,金属膜除尘技术稳步推进,进入订单及业绩收获期,有望开启新的增长极。在我国大力推行“碳达峰、碳中和”的大背景下,冶金行业已经成为我国碳排放极高的行业之一,而EMC业务有望成为行业内的通行选择,公司深耕冶金领域EMC业务,2021年3月23日,公司公告中标16亿元EMC合同,后续伴随着该项目的投产及新业务拓展,公司在冶金EMC领域有望打开广阔的成长空间。子公司瑞帆节能是经国家发改委和财政部登记备案的节能服务公司,已为钢铁企业提供了多年的高炉、转-20%-10%0%10%20%30%40%50%0500100015002000201320142015201620172018201920203Q21营业收入(百万元)增速-100%-50%0%50%100%150%200%250%050100150200250201320142015201620172018201920203Q21净利润(百万元)增速行业深度报告长城证券59请参考最后一页评级说明及重要声明炉干法除尘系统总包、余热利用、脱硫脱硝系统节能技术应用的合同能源管理(EMC),已经积累了丰富的优质项目管理经验,项目运行质量稳定可靠;并且瑞帆节能推出金属膜除尘技术,首套金属膜除尘产品已交付津西钢铁投入使用,除尘效果明显,除尘后排放将低至5mg以下,未来成功推向市场后将具有较大市场空间。图79:2020年江苏神通主营业务收入结构图80:2018-2020年神通毛利率、净利率及分业务毛利资料来源:江苏神通公司公告,长城证券研究院资料来源:江苏神通公司公告,长城证券研究院公司紧跟国内核电技术进步,持续投入人力、物力、财力致力于核电专用阀门及系统装备的研制和开发,研发了满足第三代、第四代核电技术要求的阀门产品,覆盖AP1000、华龙一号、CAP1400、快堆及高温气冷堆等主力堆型,并在既有优势产品基础上,进一步拓展产品品类,已完全具备核级蝶阀、球阀、调节阀、隔膜阀、仪表阀、地坑过滤器等产品的供货能力。2020年研发支出达6485万元,同比增2.27%;2021Q3研发支出达5293万元,同比增4.52%。公司拟通过非公开发行股票募集1.5亿资金用于乏燃料后处理关键设备研发及产业化(二期)项目,继续加码乏燃料后处理关键设备的研发和产业化,项目建成后,将形成年产气动送样系统1套、贮存井约1,500个、空气提升系统约300套的生产能力,旨在进一步提升公司在乏燃料后处理领域的关键设备研发技术实力和领先地位,提升公司主营业务的竞争力。通过加大新产品研发和老产品改进的投入力度,横向上实现仪表阀、调节阀、气动膜片、闸阀、截止阀和止回阀等阀门品种的进一步丰富。图81:2013-2021Q3江苏神通研发支出及增速冶金行业,30.97%核电行业,21.79%能源行业,27.38%节能服务行业,10.93%其他业务,8.91%0%10%20%30%40%50%60%201820192020冶金行业毛利率核电行业毛利率能源行业毛利率节能服务行业毛利率毛利率净利率行业深度报告长城证券60请参考最后一页评级说明及重要声明资料来源:江苏神通公司公告,长城证券研究院基于碳中和大背景下,公司冶金领域EMC订单大幅增加,预计十四五期间核电建设机组数量提高,业绩发展有保障,公司收入及毛利率有望持续提升。预计2021-2023年营业收入21.13亿元、26.90亿元、33.66亿元,归母净利润分别为3.20亿元、4.46亿元、6.02亿元。EPS分别为0.66元、0.92元、1.24元,对应PE为29倍、21倍、15倍。给予目标价格27.53元-32.12元,对应2022年PE为30倍-35倍。表31:江苏神通主营业务拆分(亿元)20202021E2022E2023E冶金4.916.056.858.5增长率-23.22%13.22%24.09%核电3.466.028.0110.04增长率-73.99%33.06%29.84%能源装备4.344.755.456.95增长率-9.45%14.74%27.52%瑞凡节能1.731.9533.55增长率-12.72%53.85%18.33%乏燃料及其他业务1.412.363.594.62增长率-66.99%52.12%28.69%资料来源:江苏神通公司公告,长城证券研究院4.2中国核电:核电和新能源绿电双轮驱动,核能综合利用打开新空间中国核电是中核集团旗下唯一核电运营平台,拥有完整的核科技工业体系,在核电技术开发等方面处于国内领先地位,是唯一拥有完整核燃料循环产业链、能够实现闭式循环的特大型央企。截至2021年8月1日,公司控股在运的核电机组共24台,总装机容量达到2250.90万千瓦,约占全国商运核电机组的42.25%;控股在建核电机组6台,装机容量625.80万千瓦;控股核准核电机组2台,装机容量254.80万千瓦。2021年上半年,-40%-30%-20%-10%0%10%20%30%40%50%01000200030004000500060007000201320142015201620172018201920203Q21研发支出(万元)增速行业深度报告长城证券61请参考最后一页评级说明及重要声明公司核电机组发电量总计为828.84亿千瓦时,比2020年同期增长23.43%,约占全国运行核电机组发电量的42.48%。中国核电2021年共有2台机组投入商业运行,分别为福清5号机组和田湾6号机组;3台机组投入建设FCD,分别为田湾7号机组、徐大堡3号机组和海南昌江玲龙一号小堆示范项目。在建及核准的核电机组增加较快。图82:2013-2021Q3中国核电营收及增速图83:2013-2021Q3中国核电净利润及增速资料来源:中国核电公司公告,长城证券研究院资料来源:中国核电公司公告,长城证券研究院公司2020财年年报实现营业收入为522.76亿元,同比上涨10.61%;实现归属于母公司普通股股东净利润为59.95亿元,同比增长26.02%。2021Q3,公司实现营业收入461.21亿元,同比增长21.70%;实现归母净利润65.07亿元,同比增长29.73%。公司在建及核准的核电机组有望成为公司盈利增长动力。截至2020年末,公司新能源在运装机容量达524.99万千瓦,其中风电175.69万千瓦、光伏349.30万千瓦,在建项目装机容量170.24万千瓦,其中风电34.00万千瓦、光伏136.24万千瓦。公司进一步发展新能源运营,风光装机规模快速上升,将会贡献新业绩增长点。4.3中国广核:国内核电运营龙头公司是中广核核能发电的唯一平台,主营业务为建设、运营及管理核电站,销售该等核电站所发电力,组织开发核电站的设计及科研工作。截至2021年6月30日,公司管理24台在运核电机组和7台在建核电机组(其中包含公司控股股东委托管理的3台在建机组;惠州1、2号机组和苍南1号机组),装机容量分别为27142兆瓦和8210兆瓦,占全国在运及在建核电总装机容量的52.04%以及46.79%,占全国核电总装机容量的50.72%。2021年上半年,公司管理的核电站的总上网电量为952.27亿千瓦时,占全国核电机组上网电量的52.02%,公司龙头地位凸显。2021年上半年,公司管理的在运核电机组全部实现安全稳定运行,累计上网电量为952.27亿千瓦时,较2020年同期增长5.40%。其中,公司的子公司运营管理的核电站(含大亚湾核电站、岭澳核电站、岭东核电站、阳江核电站、防城港核电站、宁德核电站和台山核电站)的累计上网电量为790.72亿千时,较2020年同期增长3.95%;公司的联营企业运营管理的核电站(红沿河核电站)的累计上网电量为161.54亿千瓦时,较2020年同期增长13.14%。2021年6月,红沿河5号机组首次成功并网发电。公司拥有全资子公司工程公司,具有核电工程开发能力,能够提供项目管理、工程设计、工程采购、施工管理、调试启动等一体化服务,拥有设计主导与系统集成能力、产业链资源整合与协同创新能力和项目精细化管理与项目群运作能力。图84:2013-2021Q3中国广核营收及增速图85:2013-2021Q3中国广核净利润及增速0%10%20%30%40%50%0100200300400500600201320142015201620172018201920203Q21营业收入(亿元)增速-10%0%10%20%30%40%50%60%010203040506070201320142015201620172018201920203Q21归母净利润(亿元)增速行业深度报告长城证券62请参考最后一页评级说明及重要声明资料来源:中国广核公司公告,长城证券研究院资料来源:中国广核公司公告,长城证券研究院公司2020财年年报实现营业收入为705.85亿元,同比上涨15.95%;实现归属于母公司普通股股东净利润为95.62亿元,同比增长1.02%。2021Q3,公司实现营业收入591.35亿元,同比增长18.52%;实现归母净利润87.11亿元,同比增长6.43%。中国广核也在积极开发小型反应堆技术,参与相关技术的研发。未来几年,公司在建核电项目将陆续投产,控股股东拥有的核电项目也将根据不竞争契据的承诺择机注入公司,为公司的核电业务发展提供业绩支撑。4.4中国核建:国内核岛建设龙头中国核建是国内核岛建设龙头企业,核电工程建设一直是公司的核心业务。公司已全面掌握了各系列多型号的核反应堆建造的关键技术,具备AP1000、EPR、华龙一号等新一代先进压水堆及高温气冷堆的建设能力。同时公司不断加强与核电业主的交流合作,加大市场开发力度和“走出去”步伐,不断夯实核电站建造的关键技术,推进核电一体化建设,加大力度推进核电标准化和集约化。2021上半年新签陆丰5、6号核岛等3个核电项目6个核岛的土建工程以及三澳1、2号2个核岛的安装工程合同。公司在国内核电建设市场长期占据绝对主导地位,享有核电建设“铁军”的美誉。2021上半年新签田湾7、8号核岛土建、徐大堡3、4号核岛土建以及三澳1、2号核岛安装工程合同。公司参与研发设计的全球首台“华龙一号”三代压水堆福清5号机组已于2020年底并网投入运行。图86:2013-2021Q3中国核建营收及增速图87:2013-2021Q3中国核建净利润及增速资料来源:中国核建公司公告,长城证券研究院资料来源:中国核建公司公告,长城证券研究院-10%0%10%20%30%40%50%0100200300400500600700800201320142015201620172018201920203Q21营业收入(亿元)增速-20%-10%0%10%20%30%40%020406080100120201320142015201620172018201920203Q21归母净利润(亿元)增速-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%0100200300400500600700800201320142015201620172018201920203Q21营业收入(亿元)增速0%5%10%15%20%25%30%0246810121416201320142015201620172018201920203Q21归母净利润(亿元)增速行业深度报告长城证券63请参考最后一页评级说明及重要声明公司2020财年年报实现营业收入为728.14亿元,同比上涨14.24%;实现归属于母公司普通股股东净利润为13.6亿元,同比增长12.68%。2021Q3,公司实现营业收入642.55亿元,同比增长20.65%;实现归母净利润10.41亿元,同比增长9.56%。2021上半年,中国核建在建国内外核电机组共计18台,其中国内17台、国外1台。包括3台机组开工建设(昌江3号机组、田湾7号机组、徐大堡3号机组),2台机组冷试完成(福清6号机组、巴基斯坦K3机组),1台机组冷试开始(防城港3号机组),1台机组热试开始(福清6号机组),3台机组并网成功(巴基斯坦K2机组、田湾6号机组、红沿河5号机组)。“华龙一号”进入批量化建设阶段,漳州一期、昌江二期、太平岭一期、三澳一期等核电项目建设有序进行;法国ITER项目建设进展顺利。“十四五”及中长期,核能在我国清洁能源低碳系统中的定位将更加明确。按照核电建设有望按照每年6-8台持续稳步推进,中国核建将受益于核电工程建设业务,搭乘核电重启机遇。4.5久立特材:蒸汽发生器U型管国产化领军者公司的主要业务涵盖核电用管,种类多达30种以上。自2009年公司取得核级产品制造许可证以来,研发和生产制造的核电蒸汽发生器U形传热管、堆内构件驱动机构用管、驱动杆、压力容器贯穿件、余热排放用管、压力容器718材料O形密封环、堆芯测量导管、凝汽器用钛管等先后为国内外43台核电机组所选用。公司是第一个开发生产出核电蒸汽发生器用800合金U型传热管和第一个开发生产出国际热核聚变(ITER)项目装置用PF/TF导管的国内企业。第三代核电技术的蒸汽发生器传热管主要选材是690合金,一台百万千瓦的机组需要传热管大约1万多支,总重约200多吨,蒸汽发生器传热管的主要生产工艺流程包括钢坯冶炼锻造、热挤压成形、冷加工成形、固溶热处理和TT热处理、无损探伤和弯管成形等。目前,久立已经完成了华龙一号、CAP1400以及出口海外项目所需的690合金蒸汽发生器传热管的制造和安装,成功实现该领域的进口替代。图88:2013-2021Q3久立特材营收及增速图89:2013-2021Q3久立特材净利润及增速资料来源:久立特材公司公告,长城证券研究院资料来源:久立特材公司公告,长城证券研究院公司2020财年年报实现营业收入为49.55亿元,同比上涨11.68%;实现归属于母公司普通股股东净利润为7.72亿元,同比增长54.29%。2021Q3,公司实现营业收入44.93亿元,同比增长25.42%;实现归母净利润6.12亿元,同比降11.50%。-10%0%10%20%30%40%50%0102030405060201320142015201620172018201920203Q21营业收入(亿元)增速-50%0%50%100%150%0246810201320142015201620172018201920203Q21归母净利润(亿元)增速行业深度报告长城证券64请参考最后一页评级说明及重要声明公司目前核电蒸发器用管现有产能为500吨,2020年产量约80吨,目前国内的主要竞争对手为宝钢旗下的宝银特钢。在核电蒸发器用管领域,久立特材占据国产产品约一半的份额。2017年,公司公开发行A股可转债,募投资金和利用自有资金建设包括核电加热器和冷凝器用耐蚀精密焊接管建设项目,年产5000吨特种合金管道预制件及管维服务项目等项目。其中核电加热器和冷凝器用耐蚀精密焊接管建设项目产能约1000吨。在建项目合计产能超过2万吨预计于今年年中投产,将会有产能集中放量。4.6佳电股份:四代核电主氦风机设备优质标的公司是哈尔滨电气集团有限公司的控股上市公司,是国内具备核级电动机制造资质厂商之一。先后完成了核电站用K1类电机、“华龙一号”核电厂用高压三相异步电动机、高温气冷堆主氦风机研制。K1类电机主要应用于压水堆核电站,是压水堆核电站中唯一鉴定类别为K1类的电机,此项目电机的研制成功打破了国外技术垄断,填补了国内空白,对核级设备国产化具有重要意义。公司研制的“华龙一号”安全级K3类10kV级电动机样机通过了由中国机械工业联合会组织的行业鉴定,电动机研制填补了国内空白,达到国际先进水平。同时国家核安全局通过了公司申报的民用核安全设备许可证信息变更申请,公司现已具备设计制造电压等级10kV、使用寿命60年的核级电机资质。同时公司承担了福清5、6号机组的堆腔注水泵、余热排出泵、设备冷却水泵和上充泵等配套核级高压电机任务。主氦风机是高温气冷堆核电站示范工程核反应堆一回路唯一的动设备,其功能是驱动一回路内的冷却剂—7.0MPa氦气,流经反应堆堆芯,在反应堆正常启动、功率运行和停堆等工况时,提供足够流量的氦气通过一回路系统,将反应堆堆芯产生的热量带走。产品为立式、电磁轴承支撑的变频调速机组,在国际上处于领先水平。主氦风机产品取得了国内“重点领域首台套创新产品”认证。公司系高温气冷堆核电站主氦风机设备的总包单位,负责主氦风机核心部件—驱动电机独立研发制造;负责变频器、电气贯穿件、电磁轴承等供货;负责风力部件、冷却器、挡板、电动装置等整体成套。图90:2013-2021Q3佳电股份营收及增速图91:2013-2021Q3佳电股份净利润及增速资料来源:佳电股份公司公告,长城证券研究院资料来源:佳电股份公司公告,长城证券研究院公司2020财年年报实现营业收入为23.69亿元,同比上涨13%;实现归属于母公司普通股股东净利润为4.08亿元,同比增长18.29%。2021Q3,公司实现营业收入22.95亿元,同比增长25.07%;实现归母净利润1.85亿元,同比降52.54%。-30%-20%-10%0%10%20%30%050010001500200025003000201320142015201620172018201920203Q21营业收入(百万元)增速-800%-600%-400%-200%0%200%-600-400-2000200400600201320142015201620172018201920203Q21归母净利润(百万元)增速行业深度报告长城证券65请参考最后一页评级说明及重要声明2021年11月19日,公司拟投资2.73亿元建设主氦风机成套产业化项目;项目实施并达到设计规模后,可形成年产主氦风机产品6套、高压防爆和普通电机570台的生产能力,每年可实现销售收入3.6亿元、利润总额6300万元。公司未来有核心竞争力的产品主要包括K1类余热排出泵用电机以及主氦风机。随着核电项目重启预期升温,公司具有自主知识产权的技术和产品将迎来较大的市场空间,同时作为高温气冷堆核心部件供应商,有望受益核电技术持续升级,后续随着高温气冷堆示范工程的建设及推广,公司主氦风机有望形成量产销售。4.7浙富控股:具备多堆型控制棒驱动机构制造能力浙富控股集团股份有限公司是一家集团化运作、多元化布局、国际化经营的上市公司,旗下拥有多家子公司,主要经营活动为水轮发电机组、特种发电机、核电设备的生产和销售;危险废物的无害化处理和资源化利用。产品及业务主要有水轮发电机组、特种发电机、核电设备、危险废物处置及资源化产品销售等,目前已成为“以清洁能源领域为重点,国际化经营与新兴产业战略投资协调发展”的大型企业集团。公司控股子公司四川华都核设备制造有限公司成立于2008年4月,公司致力于专业研究、制造核反应堆控制棒驱动机构(CRDM)等民用核安全机械设备、核辅助系统设备、核电专用操作及维保工具、核燃料制造设备、三废处理/转运设备及专用机电设备等。公司研发能力强、工艺技术力量雄厚,是国家高新技术企业、省级企业技术中心与工业设计中心。经过十年来的发展和积累,公司已具备年产六座百万千瓦级压水堆所需控制棒驱动机构的综合能力,承接并批量化生产了“华龙一号”福清5、6,卡拉奇K2/K3、漳州1、2,昌江3、4等机组CRDM设备的供货合同,成为引领“华龙一号”控制棒驱动机构研制生产的先行者。同时公司还承担了熔盐堆、浮动堆、铅铋堆等各种类型反应堆控制棒驱动系统的研制与生产任务,是目前国内研制控制棒驱动机构种类最多的企业。公司是国内核反应堆核一级部件控制棒驱动机构的主要设计制造商之一,亦是目前随着“一带一路”走出国门、拥有自主知识产权的“三代”核电技术“华龙一号”控制棒驱动机构的唯一供应商。浙富核电公司致力于第四代商用快堆液态金属核主泵的研发与制造,引领国内第四代核电核电商用快堆核心部件的发展方向。公司主要生产包括控制棒驱动机构、核电站专用工具设备、核燃料组件及设备、核级容器、核废料处理/转运设备、其他核部件加工制造等。图92:华都主要核设备行业深度报告长城证券66请参考最后一页评级说明及重要声明资料来源:华都核设备官网,长城证券研究院公司2020财年年报实现营业收入为83.43亿元,同比上涨27.6%;实现归属于母公司普通股股东净利润为13.62亿元,同比增长189.64%。2021Q3,公司实现营业收入36.78亿元,同比增长47.94%;实现净利润5.69亿元,同比增长37.65%。2020年,公司新签核电业务订单共计4.5亿元。自2019年核电重启审批后,公司营收及净利润增速重回快速增长通道,2020年及2021Q3营收及净利润增速大幅提升。图93:2013-2021Q3浙富控股营收及增速图94:2013-2021Q3浙富控股净利润及增速行业深度报告长城证券67请参考最后一页评级说明及重要声明资料来源:浙富控股公司公告,长城证券研究院资料来源:浙富控股公司公告,长城证券研究院浙富控股核电收入占比虽然不高,截至2021年6月,核电收入占比分别0.91%,但旗下华都公司为华龙一号控制棒驱动机构唯一供应商,可谓核电重启的新业绩增长点。2020年机械设备制造业务占营业收入的比例为11.07%。公司现有产品结构分为清洁能源设备、特种发电机、石油采掘、危险废物处置及资源化产品等,2020年清洁能源设备占比营收比重为10.87%。2020年公司毛利率为27.83%,净利率为16.32%,较2019年分别提升了8.9和1.4个百分点。分业务看,2020年清洁能源设备和特种发电机毛利率分别为28.17%和12.73%,较2019年分别提升了10.10和6.56个百分点。公司通过产品迭代创新,毛利较高的产品销售占比不断提升,逐步拓宽设备销售渠道,和中国核动力研究设计院联合研制的ML-C型控制棒驱动机构,将应用于我国自主研发的第三代压水堆核电机组,经济效益显著。图95:2020年浙富控股主营业务收入结构图96:2018-2020浙富控股毛利率、净利率及分业务毛利资料来源:浙富控股公司公告,长城证券研究院资料来源:浙富控股公司公告,长城证券研究院公司成立以来,高度重视技术发展的储备与产出工作,持续加大研发投入,用于完善研发体系和制度。浙富核电公司致力于第四代商用快堆液态金属核主泵的研发与制造,引领国内第四代核电核电商用快堆核心部件的发展方向。2020年公司研发费用达330.13百-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%70%020406080100201320142015201620172018201920203Q21营业收入(亿元)增速-50%0%50%100%150%200%250%0246810121416201320142015201620172018201920203Q21归母净利润(亿元)增速清洁能源设备10.9%特种发电机0.2%石油采掘0.1%危险废物处置及资源化产品88.2%其他0.6%-100%-80%-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%201820192020清洁能源设备毛利率特种发电机毛利率石油采掘毛利率危险废物处置及资源化产品毛利率其他毛利率毛利率净利率行业深度报告长城证券68请参考最后一页评级说明及重要声明万元,同比增557.0%;2021Q3研发费用为472.04百万元,同比增43.0%。华都公司拥有发明专利的ML-B型三代压水堆核电控制棒驱动机构,是目前唯一通过三代标准的抗震试验和满足60年使用寿命的“华龙一号”核电技术。该产品在热态极限寿命试验中创造了1512万步的世界最高运行记录。600MW示范快堆控制棒驱动机构的研发和制造为国际国内核电废料处理、核燃料的再利用及利用效率的大幅提高提供了充分的想象空间,同时公司还承担了新一代示范快堆、熔盐堆、浮动堆等多种类型反应堆控制棒驱动机构的研制与生产任务。用于“华龙一号”的ML-B型控制棒驱动机构各项指标均满足并超出三代核电站设计指标要求,成为目前世界上寿命最长、可靠性最高的驱动机构。与中国核动力研究设计院联合研制的ML-C型控制棒驱动机构,构具有寿命长、耐高温、运行可靠性高等突出特点,具备在无堆顶强制通风冷却条件下长期运行的能力,可取消专设风冷系统、简化堆顶结构、减少堆顶重量、改善堆本体抗震性能,降低核岛的建造与运维成本。图97:2013-2021Q3浙富控股研发支出及增速资料来源:浙富控股公司公告,长城证券研究院5.风险提示◼核电支持政策不及预期风险:我国经济长期向好,全社会用电量呈现中高速增长态势,电力行业清洁能源产业处于机遇期,习近平总书记提出二氧化碳力争于2030年达峰、2060年实现碳中和的国际承诺,进一步明确了清洁能源产业高质量发展方向。核电方面,国家维持“安全高效发展”的基本策略,但国家相关部门对核电项目的审查日趋严细,核电项目核准节奏趋缓,各省对核电项目态度不一,核电发展仍面临公众接受挑战。国务院、国家发改委等相关政府部门根据国内不同时期的核电行业现状及发展目标调整核电发展的政策,并对国内核电站的建设、运行、管理等方面提出发展目标或要求。如果国务院和国家发改委等相关政府部门调整我国核电发展的政策、或降低支持程度、或调整核电监管的具体政策及规定,相关公司的发展战略、发展速度、业务状况、财务状况和经营业绩可能会受到不利影响此外,我国政府关于核能发电中产生的乏燃料的储存及处置的政策、核电站退役的政策也有可能随着行业的变化、技术的进步和全社会对于核电安全的考虑而发生变化。如果-100%0%100%200%300%400%500%600%050100150200250300350400450500201320142015201620172018201920203Q21研发费用(百万元)增速行业深度报告长城证券69请参考最后一页评级说明及重要声明该等变化导致相关公司在这些事项上的资本开支高于公司当前的估计,可能会对公司的业务状况、财务状况、经营业绩及发展前景造成不利影响。◼核电项目建设风险:与其他常规电厂相比,核电工程建设的安全和质量要求高、技术难度大、接口管理复杂,各方面都要遵循核安全法规和标准的要求,设计、采购、制造、施工和调试等领域的计划、协调、控制和接口产生偏差均可能导致质量隐患和工程延误。核电工程建设周期长,工程投资大,因不断提高技术水平的自身要求及核安全标准的提高,可能造成设计、设备制造等方面的工期延误,进而造成投资超概算。另外,经济环境改变、通货膨胀、汇率变化等因素也会造成核电工程面临很多不确定性,进而影响项目的盈利能力和收益水平,因此对工程进度控制和投资控制提出了很高的要求。当遇到设计、建设力量不足、设备材料供应以及其他不可预见的问题时,将可能造成核电项目工期延误。同时受国家核准政策变化、核电发展环境、区域电力需求等影响,公司无法保证所有的厂址前期开发结果均能满足核电站厂址要求或按照目前规划的进度开展工作以及最终获得政府的核准。如开展的核电前期项目、尤其是内陆核电项目无法按照规划的进度开展工作,将存在计提减值准备等风险,并对相关公司的业绩产生一定的影响。◼核安全事故等冲击风险:与其他行业(包括其他非核能发电行业)不同,核电站反应堆内包含大量的放射性物质,有可能在一定的情况下对人员、环境及社会造成放射性危害。另外,核电站运营需要处理、储存、运输及处置放射性材料(例如中低放射性废物及乏燃料)及其他危险物质(包括发电业务中使用的少量爆炸性或可燃性材料)。目前核电建设和运营等针对核电站的前期、建设、运行和退役等所有阶段,按照核安全法律、法规要求建立了完善的安质环管理体系,为保护公众、环境及社会免受放射性危害采取了相关措施,并在实施过程中接受国家核安全局等当局的监管及国际和国内核行业协会的监督,确保核电站的正常运行,降低事故发生的概率。但设备故障、人因失误和极端外部事件仍可能导致可能性极低的核泄露事故发生。该等事故有可能使人员、环境和社会受到侵害,可能导致核电站在相当长的时间内被关闭,相关公司可能需要承担重大赔偿、环境清污成本、法律诉讼及其他责任,从而对公司的业务及财务状况、经营业绩及前景产生重大不利影响。◼突发公共卫生事件:2020年,在疫情的重大影响下,各地出现停工停产现场,2021年各地仍有疫情散发,当前疫情在国外仍处于蔓延态势,对国内疫情防控也带来压力。若出现疫情散发或者局部爆发,对中国核电工程建设、经营管理等造成一定影响。◼宏观经济风险:电力行业的发展速度、技术水平、电源结构和盈利能力均与宏观经济的发展阶段、经济增速、工业增加值的增速有显著相关性。近年来,受国内宏观经济增速放缓和经济进入“新常态”的影响,全社会用电量增速放缓;在我国部分地区,不同类型电力机组还面临不同程度的调峰、降负荷运行、限电等经营压力,直接影响到发电企业的生产经营和盈利能力,部分核电机组也受到一定程度影响。行业深度报告长城证券70请参考最后一页评级说明及重要声明◼行业竞争加剧风险:由于核电行业的特殊性,我国核电站运营的控股权尚未放开。未来,核电行业的优惠鼓励政策及法规和现有核电公司相对稳定的经营业绩可能会吸引更多的新参与者进入市场。如果未来我国放开核电控股资质,新的投资方获准进入核电市场,在项目审批及选址、技术研发、人才引进、上网电量等领域将直接参与竞争,相关公司可能面临市场份额下降的风险。如果相关公司未来无法提高竞争力以应对核电行业的竞争者,公司的市场份额、收入水平及盈利能力增速可能下降。◼核心原材料供应风险:目前我国铀矿资源有较大部分来源于进口,全球天然铀供应基本处于供大于求的状况,未来若出现全球及国内核能行业增长或战略储备需求增加引致的天然铀需求增加、铀矿经营意外引致的产品短缺、导致铀生产国政局不稳的内部或外部事件,以及对铀生产或提供上述服务实施的监管增加等影响铀价格和供应的情况,可能会导致核电站无法持续获得稳定的核燃料供应,核电站运行将可能面临中断或延误,从而影响相关公司的经营业绩。◼统计误差:本报告统计数据及图表,来源于行业相关网站官方信息,对于数据及图表的时效性、真实性等不能100%保证。由于数据、图表等信息的来源造成统计误差,可能导致结论偏差。◼假设不及预期、预测参数误差:本报告所用的假设及预测参数,是根据细分行业当前状况合理推测。由于真实行业情况实时动态变化,可能出现假设及预测误差。行业专题报告http://www.cgws.com研究员承诺本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力,在执业过程中恪守独立诚信、勤勉尽职、谨慎客观、公平公正的原则,独立、客观地出具本报告。本报告反映了本人的研究观点,不曾因,不因,也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接接收到任何形式的报酬。特别声明《证券期货投资者适当性管理办法》、《证券经营机构投资者适当性管理实施指引(试行)》已于2017年7月1日起正式实施。因本研究报告涉及股票相关内容,仅面向长城证券客户中的专业投资者及风险承受能力为稳健型、积极型、激进型的普通投资者。若您并非上述类型的投资者,请取消阅读,请勿收藏、接收或使用本研究报告中的任何信息。因此受限于访问权限的设置,若给您造成不便,烦请见谅!感谢您给予的理解与配合。免责声明长城证券股份有限公司(以下简称长城证券)具备中国证监会批准的证券投资咨询业务资格。本报告由长城证券向专业投资者客户及风险承受能力为稳健型、积极型、激进型的普通投资者客户(以下统称客户)提供,除非另有说明,所有本报告的版权属于长城证券。未经长城证券事先书面授权许可,任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制和发布,亦不得作为诉讼、仲裁、传媒及任何单位或个人引用的证明或依据,不得用于未经允许的其它任何用途。如引用、刊发,需注明出处为长城证券研究所,且不得对本报告进行有悖原意的引用、删节和修改。本报告是基于本公司认为可靠的已公开信息,但本公司不保证信息的准确性或完整性。本报告所载的资料、工具、意见及推测只提供给客户作参考之用,并非作为或被视为出售或购买证券或其他投资标的的邀请或向他人作出邀请。在任何情况下,本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议。在任何情况下,本公司不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。长城证券在法律允许的情况下可参与、投资或持有本报告涉及的证券或进行证券交易,或向本报告涉及的公司提供或争取提供包括投资银行业务在内的服务或业务支持。长城证券可能与本报告涉及的公司之间存在业务关系,并无需事先或在获得业务关系后通知客户。长城证券版权所有并保留一切权利。长城证券投资评级说明公司评级:买入——预期未来6个月内股价相对行业指数涨幅15%以上;增持——预期未来6个月内股价相对行业指数涨幅介于5%~15%之间;中性——预期未来6个月内股价相对行业指数涨幅介于-5%~5%之间;回避——预期未来6个月内股价相对行业指数跌幅5%以上.行业评级:强于大市——预期未来6个月内行业整体表现战胜市场;中性——预期未来6个月内行业整体表现与市场同步;弱于大市——预期未来6个月内行业整体表现弱于市场.长城证券研究所深圳办公地址:深圳市福田区福田街道金田路2026号能源大厦南塔楼16层邮编:518033传真:86-755-83516207北京办公地址:北京市西城区西直门外大街112号阳光大厦8层邮编:100044传真:86-10-88366686上海办公地址:上海市浦东新区世博馆路200号A座8层邮编:200126传真:021-31829681网址:http://www.cgws.com起点财经,网罗天下报告StartYourFinance

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