核电：为什么我们现在看好核电

电力设备 核电：为什么我们现在看好核电 高稳定性和清洁性为核电提供基荷特征，有望和风光一起实现双碳目标。核电具有持续稳定电力供应的能力，与风光等新能源互为补充、协同发展，可以有效支撑大规模新能源上网消纳，在构建以新能源为主体的新型电力 系统中发挥更大的作用。据国家能源局报道，2060年电力系统要实现碳中和，非化石能源发电占比应达到90%以上，核电发电量应接近20%。核电从发电机理上来讲，属于非化石能源，具备碳排放量少，清洁性高，安全稳定，利用小时数高等特点，是双碳政策下首选清洁能源之一。 华龙一号和CAP机组领先全球，四代核电稳步推进中。当前核电商业以三代为主，我国已自主掌握“华龙一号”、CAP1000、国和一号等三代核电技术，且自主三代核电综合国产化率达到90%以上。目前我国正在开 展第四代核电技术的研发，其中采用四代超高压气冷堆核电技术的石岛湾高温气冷堆示范工程于2012年12月正式开工，2021年12月首次实现并网发电，是全球首座投入商业运行的第四代核电站，标志着我国在第四代核电技术研发和应用领域达到世界领先水平。 2024年开始核电设备进入密集交付周期，带动业绩提升。在核电作为基荷能源的背景下，当下我国核电进入常态化发展，核准量级有望维持高位。从2019年至今，我国陆续核准17个三代核电项目，合计34台核电机 组，其中2022-2023年核准密集，年均达到10台，预计未来10年保持 每年核准开工10台核电机组，市场需求持续不断。截至2024年4月， 证券研究报告|行业深度 2024年05月26日 增持（维持） 行业走势 电力设备沪深300 16% 0% -16% -32% -48% 2023-052023-092024-012024-05 作者 分析师杨润思 执业证书编号：S0680520030005邮箱：yangrunsi@gszq.com 相关研究 我国在建核电项目达26台机组，叠加2024年中国核电投资计划首超千 亿元，达1215.53亿元，同比52%，全国核电投资进入加速期。核电项目建设周期较长，从核准到FCD到设备进场通常在5~6年左右，随着前期核电项目的陆续开工和土建的完成，我们预计从2024年起，核电设备企业开始密集进入设备交付期，有望迎来业绩明显提升。 国内核电技术成本优势明显、技术领先，“一带一路”有望带来核电出海空间。根据国际原子能机构动力堆信息系统的数据，截至2024年5月21日，全球在建核电反应堆59座，总净装机容量为61.64GW，其中除中国 外，总计34座核电反应堆在建，装机容量为35.34GW，约占全球建设57%。中国目前可用于出口的具备完全自主知识产权的三代堆型有华龙一号和国和一号。据国家能源局预测数据，需求端，到2030年仅“一带一 路”沿线国家将新建上百台核电机组，共计新增核电装机1.15亿千瓦。 每出口1台核电机组需要8万余台套设备，单台机组投资约300亿元，我国核电出海需求空间广阔。 建议关注。项目核准后直接开启项目施工建设，核电建设厂商中国核建，核工程建设领域规模大、专业化程度较高；低碳属性能源运营商中国核电、中国广核，拥有丰富的核电厂址储备、自主三代核电技术；核电主设备生产商上海电气、东方电气，全面覆盖国内已有的核电技术路线；核电阀门市占率高的中核科技、江苏神通，核电核心主设备佳电股份，主设备蒸汽发生器U型管的久立特材，核电核心零部件生产厂商海陆重工。 风险提示：核电核准不及预期；核电出口不及预期、国家政策变动风险。 1、《电力设备：24Q2已至，如何看待海外户储去库进展？》2024-05-19 2、《电力设备：美国商务部启动东南亚双反调查，国轩高科发布三大电池新品》2024-05-19 3、《电力设备：2024Q1海风开工13GW，海风建设超预期》2024-05-16 请仔细阅读本报告末页声明 重点标的 股票代码 股票名称 投资评级 EPS（元） PE 2023A 2024E 2025E 2026E 2023A 2024E 2025E 2026E 601611.SH 中国核建 0.59 0.76 0.86 1.00 10.14 10.04 8.88 7.64 601985.SH 中国核电 0.55 0.61 0.67 0.71 13.33 15.48 14.03 13.13 003816.SZ 中国广核 0.21 0.24 0.25 0.26 14.64 17.04 16.09 15.50 000777.SZ 中核科技 0.58 0.79 1.02 1.36 25.18 21.20 16.49 12.37 002438.SZ 江苏神通 0.53 0.68 0.86 0.98 22.56 19.18 15.31 13.33 000922.SZ 佳电股份 0.67 0.80 0.95 1.09 15.32 16.27 13.77 11.99 002255.SZ 海陆重工 0.40 0.51 0.59 0.67 13.09 11.59 9.89 8.75 资料来源：Wind，国盛证券研究所注：上述公司预测采用wind一致预期 内容目录 1、核电：清洁、稳定、安全、具备基荷能源基础5 1.1核电是双碳政策下首选清洁能源之一5 1.2核电具备基荷特征，能源转型背景下大有可为9 2、国内核电技术处世界前列，四代核电稳步推进中12 2.1我国自主掌握华龙一号、国和一号等三代核电技术12 2.2四代核电研发顺利，处商业化初期15 3、2024年开始核电设备进入密集交付周期，带动业绩提升19 4、国内核电技术成本显著低于海外，核电出海需求空间广阔22 风险提示24 图表目录 图表1：核电站工作示意图5 图表2：核裂变示意图6 图表3：核聚变示意图6 图表4：核岛及常规岛6 图表5：2019年核电站设备投资成本构成7 图表6：核岛设备投资成本占比7 图表7：常规岛设备投资成本占比7 图表8：各堆型冷却剂和慢化剂对应情况8 图表9：全球核电站使用的主要堆型对比8 图表10：截至2024年5月21日，世界在运各类型核电装机占比9 图表11：截至2024年5月21日，世界在建各类型核电装机占比9 图表12：每生产一度电，发电需要排放的碳当量，单位：g10 图表13：各大能源利用小时数对比，单位：小时10 图表14：全球天然铀历史产量变化10 图表15：中国核电发电量占比及核电装机容量预测11 图表16：2030年核电装机容量预测11 图表17：核电四代技术主要特点及堆型12 图表18：核电四代技术发展历程13 图表19：截至2023年底，第三代核电技术研发与商业部署情况13 图表20：核电技术发展历程14 图表21：截至2023年底，三代核电投运/并网情况15 图表22：截至2023年底，三代核电总计44台机组在建15 图表23：第三代和第四代核电站的目标及要求对比16 图表24：六种四代核能技术方案对比17 图表25：不同技术下单堆规模对比17 图表26：不同技术下出口温度对比17 图表27：超高温气冷堆示意图18 图表28：我国超高温气冷堆燃料元件示意图18 图表29：2019-2023年我国核电核准及开工项目数（只统计大堆）19 图表30：2014-2023年中国核电在运及在建机组数量情况统计（台）19 图表31：2014-2023年中国核电在运及在建装机容量情况统计（万千瓦）19 图表32：中国大陆地区核电厂分布20 图表33：2008-2024Q1核电基本建设投资完成额21 图表34：2018-2023年中国核电投资计划21 图表35：截至2024年5月21日，全球在建核电反应堆容量及核电反应堆数量22 图表36：国内外核电机型造价对比（比投资）23 图表37：各类核电技术成本23 1、核电：清洁、稳定、安全、具备基荷能源基础 1.1核电是双碳政策下首选清洁能源之一 核电是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。在核裂变过程中，快中子经慢化后变为慢中子，撞击原子核，发生受控的链式反应，产生热能，生成蒸汽，从而推动汽轮机运转。核电站与我们常见的火力发电站一样，都用蒸汽推动汽轮机做功， 带动发电机发电。 以压水堆为例对核能发电的原理进行说明：主要依赖4大设备，核燃料在反应堆内发生裂变而产生大量热能，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，蒸汽推动汽轮机带动发电机发电。整个过程的能量转换是由核能转换为热能，热能转换为机械能，机械能再转换为电能。 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。 图表1：核电站工作示意图 资料来源：上海市电子电器技术协会，国盛证券研究所 核电按照发电技术主要分为核裂变与核聚变两种方式，目前核能发电利用的是核裂变能。 核裂变是指一个较重的原子核在特定条件下分裂为两个或多个较轻原子核，同时释放大量能量和更多中子的过程。铀-233、铀-235铀-238和钚-239是目前广泛运用的裂变反应核燃料。核裂变的产物主要是中等元素的原子核以及中子，不产生任何 温室气体污染空气和粉尘。 核聚变反应是两个轻原子核在极高温度和压力下结合成一个更重的原子核，同时释放出巨大能量。氘和氚是聚变反应的主要核燃料，反应结束后生成氦。从聚变反应机理来看，反应只产生惰性气体氦和中子射线，比裂变反应更加清洁。无论是裂变 还是聚变，生成物都没有二氧化碳，也不含其他会导致温室效应的气体。 图表2：核裂变示意图图表3：核聚变示意图 资料来源：国际原子能机构新闻和宣传办公室，国盛证券研究所资料来源：中核智慧环境科技有限公司，国盛证券研究所 核电站主要由核岛和常规岛组成。核裂变电站可分为两部分，一是核岛，包括反应堆厂房、辅助厂房、核燃料厂房和应急柴油机厂房。二是常规岛，包括汽轮发电机厂房和海水泵房。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，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。 图表4：核岛及常规岛 资料来源：中国核电招股说明书，国盛证券研究所 核岛设备制造是核电国产化核心，投资成本过半。核岛设备核心产品技术难度大、质量要求高、资金投入多等原因导致核岛设备的进入壁垒极高，因此整体成本更高，占比达 58%，且盈利性更高。常规岛设备由于发电原理与火电、水电等其他发电站相似，设备具备一定的通用性，因此常规岛设备的市场竞争程度较高，盈利性较低。辅助系统设备市场中民营企业较多，由于无特殊的技术要求，技术壁垒低，市场参与者较多且竞争激烈，毛利率水平偏低。 图表5：2019年核电站设备投资成本构成图表6：核岛设备投资成本占比 辅助系统 20% 常规岛 22% 核岛 58% 核级稳压器 核燃料传送机线缆2% 安住箱和硼注箱 3%3% 控制棒驱动机 构堆内构件 4%6% 冷却主泵 8% 核极阀门 12% 2% 压力容器 23% 主管道及热交换器20% 蒸汽发生器 17% 资料来源：中国核能行业协会，国盛证券研究所资料来源：前瞻产业研究院，国盛证券研究所 其他 汽水分离再 热器 汽轮机 发电机 管道/冷凝器 阀门 图表7：常规岛设备投资成本占比 资料来源：前瞻产业研究院，国盛证券研究所 各种核电堆型的区别主要在于反应堆的冷却剂