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行业周报:核电设备景气上行,四代核电东风渐至

机械设备2023-07-30孟鹏飞、熊亚威开源证券更***
行业周报:核电设备景气上行,四代核电东风渐至

核电设备景气上行,产业链进入业绩释放期 2019年我国核电恢复审批后核准节奏加快,2022年核电核准数量达到创纪录的10台。预计到2030均核准量有望维持在6-8台,核电设备维持高景气。核电设备通常在开工第3年开始陆续进场,我们预计2019-2022年开工的20台核电机组,将在2023-2025年迎来设备集中进场,产业链进入业绩释放期。核电工程中,设备投资占比平均超50%,单台机组设备投资额约为134亿元,2019年至今开工的核电机组设备价值量将达2305亿元。按平均每年核准6-8台机组计算,新增的核电机组设备投资额预期在935亿元。2023年以来,已有6台新机组环评(选址)获批。浙江金七门核电厂1号、2号核电机组环评报告(选址)处于公示阶段。截至2023年上半年,暂未有公开核准信息,下半年有望迎来集中审批。 第四代核电高温气冷堆优势显著,渗透率有望逐步提升 高温气冷堆为我国第四代核电站重要方向,其以氦气代替水作为一回路循环介质,灵活性、安全性皆较三代机组有所提升,用途更加广泛,包括供电、供热、制氢等。其主要设备及构件包括蒸汽发生器、氦风机、热气导管等,多为从0到1应用的设备环节。2021年我国石岛湾高温气冷堆核电站投入运行,为世界首台,设备国产化率达93.4%。此外,我国也已先后与阿联酋、沙特、南非、印尼等多个国家地区签署高温气冷堆项目合作协议或合作谅解备忘录。假设高温气冷堆在新建机组中占比15%,价值量与三代机组平齐,我们测算,到2030年,高温气冷堆设备投资额将达1010亿元,年均投资额将达126亿元。 乏燃料后处理建设提速,相关设备处于高速成长期 乏燃料的意义在于铀资源的充分利用、显著减少需深地质层处置的核废物体积、带动相关产业链发展等。我国乏燃料后处理产能严重不足,政府基金支出快速增加,设施建设提速。实体清单限制下核工业设备自主可控需求迫切,相关设备潜力大,我们根据景业智能公告数据测算,2021-2035年乏燃料后处理设备投资额将超2000亿。此外,乏燃料运输容器制造难度大,基本被海外垄断,国产替代空间大。我国使用的乏燃料运输容器有两台为美国NAC-STC型,单台价格3000万美元。我们测算,到2025年,我国乏燃料运输容器市场空间将超百亿。 受益标的 (1)渗透率有望持续提升品类及环节:四代核电、核燃料运输、密封件、冷却塔等:科新机电(新燃料运输容器+气冷堆热气导管),佳电股份(气冷堆主氦风机),中密控股(密封件),海鸥股份(冷却塔),中国核电(核电运营); (2)格局稳定,受益新批机组数量提升及乏燃料增量环节:阀门、吊篮、压力容器等:海陆重工(核电吊篮筒体),中核科技(阀门),江苏神通(阀门),兰石重装(核级压力容器),大西洋(核级焊材)。 风险提示:核电机组开工招标进度不及预期,核电设备国产化进程不及预期,乏燃料处理设备研发及国产替代进度不及预期。 1、核电设备景气周期已至,产业链业绩有望陆续释放 核电是稳定的清洁能源,集成光伏风电、火电的优点。核电是利用核裂变或核聚变反应所释放的能量发电的技术,发电过程与火电相似,但不会产生温室气体或大气污染物;且发电过程不受光照、风力等自然因素影响,发电利用小时数高,是稳定的清洁能源。除无法调峰外,基本集成了光伏风电及火电的优点。截至2023年3月31日,我国运行核电机组共55台(不含台湾地区),额定装机容量达 56993.34M we。 根据中国电力企业联合会数据,2022年我国核电发电装机规模为5553万千瓦,占全国全口径发电装机容量的2.2%,结构占比具有较大提升空间。 图1:2022年我国核电发电装机占比2.2%,具有较大提升空间 我国核电进入安全高效发展期,核准开工加速。我国核电自上世纪70年代开始发展,过去10年间核电核准分别于2011年和2016年受日本福岛事件及国内用电增长放缓的影响出现断档。2019年以来三代机组陆续投产,核电核准重启。2022年,国内核电核准数量达到创纪录的10台,我们预计后续每年将保持6-8台核准节奏。 图2:2022年国内核电核准数量创纪录的10台 2023年-2025年将迎核电机组设备集中进场,核电设备景气周期已至。2019年以来,我国共有17台核电机组开工。参考台山核电站建设节奏,核岛设备、常规岛设备将分别于开工第3年、第5年进场。因此,我们我们预计,2019-2022年开工的20台核电机组,将在2023-2025年迎来设备集中进场,设备周期已至。 表1:台山核电站核岛设备、常规岛设备分别于开工第3年、开工第5年进场 核电设备中,核岛设备成本占比最高,市场以国企主导,民企在细分产品如阀、泵管道、风机制冷设备等方面占据优势;常规岛设备占比其次,与火电、水电设备通用性高,市场竞争程度高;辅助设备占比较低,民营企业相对较多。 图3:核电产业链中设备投资占比达50% 图4:核电设备细分领域较多,核岛设备市场规模较大 本轮核电设备价值量将达2305亿元,产业链业绩有望陆续释放。当前核准、开工的核电机组全部为华龙一号、AP1000等三代机。我们根据三门一期、海阳一期、台山一期等AP1000机组概算建成价测算,三代机组的价值量约为21368元/千瓦。 其中核电工程设备投资占比平均超50%。2019年至今开工的核电机组容量合计21.58GW,我们测算设备价值量约为2305.1亿元。 表2:2019年至今开工的核电机组容量合计21.58GW 至2030年,我们预计新核准核电机组的设备投资额约为935亿元/年。假设平均每台核电机组容量为1.25GW,每台核电机组的概算建成价约为267亿元,设备投资额约为134亿元。按平均每年核准6-8台机组计算,新增的核电机组设备投资额预期在935亿元。核电设备保持较高景气度。 表3:至2030年,我们预计新核准核电机组的设备投资额约为935亿元/年 2023年以来,防城港5号、6号核电机组,三澳3号、4号核电机组,白龙核电厂1号、2号核电机组皆环评(选址)获批。浙江金七门核电厂1号、2号核电机组环评报告(选址)处于公示阶段。截至2023年上半年,暂未有公开渠道核电项目招标,关注下半年招标进展。 图5:关注下半年核电产业链招标进展 2、第四代核电高温气冷堆优势明显,渗透率有望逐步提升 高温气冷堆为我国第四代核电重要方向,安全性、灵活性提升。高温气冷堆以氦气代替水作为一回路循环介质,燃料球靠重力自然落入堆芯,能够不停堆在线换料;可实现小型模块设计,灵活性更高;且每一个模块功率密度约为大型压水堆核电站的1/20,停堆后余热水平较低,更加安全。用途更加广泛,包括供电、供热、制氢等。蒸汽发生器、氦风机、热气导管、卸料管等为高温气冷堆主要构件。 图6:高温气冷堆有望实现大规模绿色制氢 图7:蒸汽发生器、氦风机、热气导管、卸料管等为高温气冷堆主要构件 2021年12月,我国石岛湾高温气冷堆核电站投入运行,设备国产化率达93.4%,为世界首台。目前,我国也已先后与阿联酋、沙特、南非、印尼等多个国家地区签署高温气冷堆项目合作协议或合作谅解备忘录。科新机电、佳电股份、海陆重工、兰石重装、中核科技、东方电气等公司皆有参与第四代高温气冷堆核电站设备环节。 高温气冷堆核电站设备投入将达1010亿元。根据“十三五”核电规划,到2030年,我国核电装机规模将达1.2亿千瓦以上,在2022年的56.99GW额定装机容量基础上需新建63.01GW。假设高温气冷堆在新建机组中占比15%,价值量与三代机组平齐,我们测算,到2030年,高温气冷堆设备投资额将达1010亿元,年均投资额126亿元。 表4:按渗透率15%计算,高温气冷堆核电站设备投入将达1010亿元 3、乏燃料后处理建设提速,相关设备处于高速成长期 乏燃料的意义在于铀资源的充分利用、显著减少需深地质层处置的核废物体积、生成新同位素并带动相关产业链发展。我国所坚持的核燃料闭式循环处理(后处理)路线,回收其中可用的材料和元素,实现核燃料二次利用。 图8:我国坚持乏燃料闭式循环处理 我国早期投入运行的多台核电机组已处于堆水池饱和或即将饱和的困境,政府乏燃料后处理基金支出快速增加,乏燃料离堆贮存的需求十分紧迫。目前秦山第二核电厂一、二号机组、大亚湾核电厂和岭澳核电厂在堆贮存水池已饱和或即将饱和。 秦山核电厂、岭澳核电厂(二期)的核电机组在堆贮存水池在2021-2025期间将陆续达到饱和。 图9:政府性乏燃料后处理基金支出快速增加 我国乏燃料后处理产能不足,乏燃料后处理能力亟待提升。目前我国后处理产能仅50吨/年,在建产能约有400吨/年(其中首期200吨我们预计2025年运营;中核龙瑞乏燃料200t处理项目二期厂区规划于2022年开始建设)。相比英法俄日等国,我国乏燃料处理能力较小。 表5:相较英法俄日等国,我国乏燃料处理能力较小 乏燃料设备市场空间将达139亿元/年。根据景业智能招股书数据,若乏燃料的产量与乏燃料后处理厂建设完成后的处理能力达到平衡,则到2035年,每年需处理乏燃料2450吨,对应建设3-4个800t的乏燃料后处理厂。按每个处理厂投资规模1500亿计算,乏燃料后处理厂建设投资总规模或将达4500-6000亿元。根据《The Cost of Reprocessing in China》数据,一座乏燃料后处理厂的设备投资占总比约为39.84%。 则中性预期下,我们测算,设备投资额或将达2092亿元,2021-2035年年均设备投资约为139亿元。中性预期下,其中38.3%约为智能设备,即智能设备投资额约为53亿元/年。 表6:乏燃料设备市场空间或将达139亿元/年 乏燃料运输容器市场空间或超百亿。乏燃料运输容器结构复杂,性能要求高,基本被海外垄断。我国所使用的乏燃料运输容器有两台购于美国的NAC-STC型,单台价格3000万美元,国产替代空间大。目前我国乏燃料运输需求高,按商用堆用小型乏燃料运输容器单次容量10吨计算,到2025年,我国乏燃料运输容器市场空间或将超百亿。 4、受益标的 (1)渗透率有望持续提升品类及环节:四代核电、核燃料运输、密封件、冷却塔等:科新机电(新燃料运输容器+气冷堆热气导管),佳电股份(气冷堆主氦风机),中密控股(密封件),海鸥股份(冷却塔),中国核电(核电运营); (2)格局稳定,受益新批机组数量提升及乏燃料增量环节:阀门、吊篮、压力容器等:海陆重工(核电吊篮筒体),中核科技(阀门),江苏神通(阀门),兰石重装(核级压力容器),大西洋(核级焊材)。 5、风险提示 核电机组开工招标进度不及预期; 核电设备国产化进程不及预期; 乏燃料处理设备研发及国产替代进度不及预期。