日本核废水排海后续影响研究报告

仅供机构投资者使用证券研究报告|行业深度研究报告 2023年11月08日 评级及分析师信息 行业评级：推荐行业走势图 11% 5% -2%-8% -14%-21% 2022/112023/022023/052023/08 农林牧渔沪深300 分析师：周莎邮箱：zhousha@hx168.com.cnSACNO：S1120519110005联系电话：0755-23947349 核废水持续排放入海，关注其后续影响 主要观点: 2011年3月11日，地震&海啸冲击日本福岛第一核电站部分正在运行的机组，内外部断电导致反应堆冷却系统停转，3个机组先后发生氢气爆炸产生核泄漏。应对事故过程中，持续向反应堆注入冷却剂，冷却剂接触燃料碎片形成具有高浓度放射性的污水，后地下水和雨水与放射性污水混合形成新的污染水。事故发生后，相关部门组织核电站退役，退役计划持续推进过程中，核废水源源不断产生，为应对巨量核废水，日本政府2021年正式宣布将核废水排海，本文详尽阐述了核废水的产生及排海可能对水产养殖、淡水资源和海水提盐的影响。 ►直接&间接途径共同作用，核素实现大面积蔓延研究显示，发生核事故后，放射性核素可以通过大气运动、海洋表层和内部以及生物运动实现大面积蔓延。核电站发生严重事故后：（1）空气中放射性粒子先会随着烟羽进行抬升,因大气湍流开始扩散,再分别通过重力作用和雨水作用形成干、湿沉降入海；（2）放射性液体流出物会随着核泄漏和核倾倒直接排放入海，或者在没有烟羽抬升的情况下，空气中的可溶性核素会在接近水面时被水体大量吸收；（3）入海的人工放射性核素通过海水扩散、生物摄食、动物洄游、食物链传递和颗粒沉降等方式在近海乃至远处大洋各介质中发生迁移，对海洋生态环境造成污染。放射性核素入海后，一部分在本地沉积并进入本地食物链，随着食物链逐渐富集放大；另一部分放射性核素则会随着洋流和海洋鱼类的洄游行为扩散至其他海域。 ►废水入海，海水养殖首当其冲 研究表明，放射性核素的慢性辐射会对鱼类的发病率、繁殖能力及死亡率和寿命产生负面影响，较高的辐射剂量甚至会威胁整个种群的生存。从水产资源的分布来看，据FAO数据，2020年，海洋贡献了68.76%的水产产量，海洋水产品中有74.16% 来自太平洋，其中捕捞量0.22亿吨，养殖量0.44亿吨 （66.21%），在太平洋的水产品分布中，有60.49%来自太平洋北部（包括FAO主要捕鱼区中太平洋西北部和东北部）。而福岛第一核电站刚好位于太平洋北部，核废水排海将直接影响北太平洋渔场，进而通过水循环、大气循环和食物链影响全球，进而影响全球的海水和淡水水产养殖业，但是影响时间和程度还有待未来验证。 ►长期来看，淡水资源&海水提盐也将受到影响 核废水排放后对淡水资源的影响在全球水循环中体现。蒸发是水循环中最重要的环节之一。由蒸发产生的水汽进入大气并随大气活动而运动，大气中的水汽主要来自海洋，核废水排放入海后，放射性核素将通过大气循环被输往全球。由于核废水排 请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 放到水分蒸发到凝结输送到陆地需要经历相当的过程，其对淡水资源的影响尚不可知，但一旦排放，放射性核素对水资源的影响只是时间早晚的问题，各国需要加强对于淡水资源核素的检测。由于海水提盐需要直接用到海水，日本核废水排放后，将会由远及近影响海水，势必会对海水提盐带来影响，但由于放射性核素在蔓延的途中会有沉淀和稀释，其影响程度不同。 投资建议 日本核废水排海后带来了一系列连锁反应，包括韩国民众疯抢海盐、中国全面禁止进口日本水产品等，深层次来看，是污染物排海对于消费者选择的影响和对某些产品消费信心的打击，但这也为淡水养殖大国中国提供了新的机遇，淡水产品作为海产品的替代品，核废水排海情况下消费者有望转向消费更多淡水产品，淡水养殖企业或水产品加工企业有望受益，受益标的如国联水产、百洋股份、大湖股份等。淡水养殖的长期发展势必会带动水产饲料需求的增长，长期来看也可关注水产料或特水料有关的公司，如粤海饲料、海大集团等。另外也可以关注核废水排海下中国食用盐出口情况的变化及食用盐生产相关公司。 风险提示 人民币汇率波动的风险，原料价格及产品价格波动风险，食品安全风险。 正文目录 1.地震&海啸冲击，福岛核事故积累巨量核废水5 1.1.供电中断，冷却功能丧失引发反应堆氢气爆炸5 1.2.退役之路漫漫6 1.3.核废水排海前的工作9 1.4.排海核废水是否真的安全？日方说法10 1.5.ALPS有效性存疑12 2.直接&间接途径共同作用，放射性核素实现大面积蔓延13 3.水产养殖：废水入海，海水养殖首当其冲15 3.1.世界水产看亚洲15 3.2.亚洲水产看中国17 3.3.过量核素对鱼类种群有毁灭性威胁19 4.淡水资源：短期影响较小，关注长期发展20 4.1.全球淡水供给：总量平稳，分布不均20 4.2.全球淡水需求：用水量急剧增加，用水主力为农业21 4.3.供需失衡，多国面临水资源危机22 4.4.中国水资源分布：受降水影响，分布极为不均23 4.5.放射性物质对淡水资源的影响26 5.放射性物质对海水提盐的影响26 6.投资建议28 7.风险提示28 8.参考文献29 图表目录 图1地震发生后福岛第一核电站1-4号机组情况5 图2污染水净化流程6 图3日本核废水处理关键系统——多核素去除设备（ALPS）7 图4福岛第一核电站的污水储罐7 图5核废水存储情况7 图6日本核废水排海时间线9 图7核废水排海程序9 图8关于多核素去除设备等处理水（ALPS处理水）排放入海辐射影响评估结果（建设阶段）10 图9海水淡化设备入口处的氚(3H)浓度趋势11 图10ALPS处理水等的放射性浓度11 图11核事故后人工放射性核素的主要迁移扩散路径13 图12福岛核事故释放的放射性核素在太平洋的传输13 图13核废水排放宏观扩散分析（120天）14 图14核废水排放宏观扩散分析（1200天）14 图15核废水排放宏观扩散分析（2400天）14 图16核废水排放宏观扩散分析（3600天）14 图171950-2021年世界水产品产量（百万吨）15 图18世界水产品消费情况15 图19世界水产品主要来源于海洋16 图20海洋、内陆水产品贡献量大致相同16 图21各区域对世界水产产量的贡献（百万吨）17 图22中国水产产量主要由养殖贡献（百万吨）18 图23中国海、陆主要养殖品种（百万吨）18 图24中国2022年淡水养殖面积18 图25中国2022年海水养殖面积18 图26海水主要养殖品种19 图27淡水主要养殖区域19 图28各大洋水产品产量贡献情况（亿吨/鲜重）20 图29太平洋渔业资源集中在北&中部（亿吨/鲜重）20 图302020年世界可再生内陆淡水资源分布21 图312020年淡水资源拥有量前十的国家21 图321961-2019世界人均可再生内部淡水资源变化21 图332015年各大洲人均可再生淡水资源(立方米)21 图341901-2014全球淡水用量及占总量比例情况22 图35世界淡水使用分类22 图362020年各国淡水用量占可使用量比例情况23 图37全球淡水压力情况23 图382022年我国水资源情况24 图392022年全国供水&用水情况(亿立方米)24 图402022年全国年降水量等值线24 图412022年水资源一级区降水情况24 图42全国水资源一级区示意图25 图432022年水资源一级区水资源总量(亿立方米)25 图442022年水资源一级区地表水资源量(亿立方米)25 图452022年水资源一级区地下水资源量(亿立方米)25 图46水资源总量分布图(亿立方米)26 图472022年水资源总量前十的省级行政区26 图48我国盐产能结构27 图49我国原盐产能结构27 图502017-2021我国食用盐产量及表观需求量27 图512017-2022年我国食用盐进出口情况27 图522022年我国食用盐出口情况28 图53我国主要从澳大利亚进口食用盐28 表1储槽内ALPS处理水等及锶处理水的储存量8 表2ALPS出口处核素辐射浓度11 表3联合国粮农组织对水资源压力情况的定义和分类22 1.地震&海啸冲击，福岛核事故积累巨量核废水 2011年3月11日，日本东北部太平洋海域发生里氏9.0级强烈地震，地震后继 发最高达23米的海啸。据日本产经新闻报道，日本警察厅统计结果显示，截至3月 30日上午，日本受灾的12个都道县确认遇难人数11232人，警方接到家属报失踪人 数16361人，共计27593人。据NHK报道，截至2023年3月1日，因日本“3·11”大地震和海啸等灾害已确认的死亡人数和失踪人数，加上因避难等原因死亡的“震灾相关死亡”人数，共计22212人。其中，至今仍有2523人失踪。此次地震还引发福岛第一核电站核泄漏，日本原子能安全保安院根据国际核事件分级表将福岛核事故定为最高级7级，与“切尔诺贝利”事故同级。 1.1.供电中断，冷却功能丧失引发反应堆氢气爆炸 福岛核电站由福岛一站、福岛二站组成，共10台机组（一站6台，二站4台）， 均为沸水堆。2011年3月11日，福岛第一核电站1-3号机组正在运行，4-6号机组 因定期检查而未运行，日本东北部太平洋海域发生里氏9.0级强烈地震，地震发生后核反应堆保护系统及时发挥作用使反应堆自动停堆，但地震和海啸切断了核电站内外供电系统，导致反应堆冷却系统功能完全丧失余热无法排出，反应堆堆芯融化和乏燃料池温度过高产生大量的氢气和蒸汽。为避免发生更大的核泄露事故，只得释放压力容器中带有放射性物质的蒸汽，大量冷却水泄露，导致环境污染致使大量居民疏散。事故发生后，福岛第一核电站操作员采取多种响应措施但均宣告失败。第1号、3号和4号机组发生氢气爆炸。应对事故过程中，持续向反应堆注入冷却剂，冷却剂接触燃料碎片形成具有高浓度放射性的污水，后地下水和雨水与放射性污水混合形成新的污染水。 图1地震发生后福岛第一核电站1-4号机组情况 资料来源：日本东京电力公司官网，华西证券研究所 1.2.退役之路漫漫 2011年4月，东电宣布了“福岛第一核电站事故的终结之路”，并在冷却（反应堆冷却和乏燃料池冷却）、抑制（封闭、储存、处理和再利用被放射性物质污染的水以及抑制大气和土壤中的放射性物质）、监测和净化（在疏散命令、计划疏散和紧急疏散准备区域中测量、减少和公布辐射水平）三个领域进行了研究。据东电，由于这些努力，所有反应堆的温度在2011年12月被带到冷关闭状态（低于100°C）。此外，现在可以在站点边界保持足够低的暴露剂量。 2011年12月，日本政府制定了“东京电力控股公司福岛第一核电站1-4号机组 退役中长期路线图”，并正在根据该路线图进行退役工作。2012年4月，决定1-4号机组退役，2014年1月，5号和6号机组退役。主要退役举措包括污染水对策、燃料清除、燃料碎片清除、废物对策等。针对污染水，东电根据三项基本政策采取措施。首先是清除污染源：为了降低受污染水中含有放射性物质的风险，东电首先使用铯吸附装置，重点去除铯和锶，它们占受污染水中所含放射性物质的大部分。然后，用多核素去除设备（ALPS）去除除氚以外的大多数放射性物质，经过ALPS处理过的水被存储于罐槽中。 污染水 锶处理水 储 存于罐 槽 ALP S 处 理 水 储存于罐槽 图2污染水净化流程 去除氚以外大部分放射性核素 资料来源：日本东京电力公司官网，华西证券研究所 使用铯吸附装置去除铯和锶后的水将继续使用ALPS进行处理，ALPS是东电核污染水处理的关键装置。根据政府的基本政策和东电对政府政策的回应，“ALPS处理水”被定义为：用多核素去除设备（ALPS）处理过的水，以使除氚以外的放射性物质的浓度充分满足安全监管标准。经过多核素去除设备处理的水（以下简称“处理水”）随后储存在水箱中。多核素去除设备能够降低污染水中除氚外的大多数放射性物质（62种）的浓度。净化和处理过程产生两种类