核电行业市场分析

核电行业市场分析国内核电技术水平跻身世界前列，积极开展第四代技术研发核能发电原理：利用铀核裂变所释放出的热能进行发电原理：利用铀核裂变所释放出的热能进行发电。在核裂变过程中，中子撞击铀原子核，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，产生电力。以压水堆核电站为例，其通过四个主要设备将核能转变为电能：反应堆将核能转变为热能；蒸汽发生器将一回路高温高压水中的热量传递给二回路的水，使其变成饱和蒸汽，在此只进行热量交换，而不进行能量的转变；汽轮机将饱和蒸汽的热能转变为汽轮机转子高速旋转的机械能；发电机将汽轮机传来的机械能转变为电能。一回路：水作为冷却剂在反应堆中吸收核裂变产生的热能，成为高温高压的水，然后沿管道进入蒸汽发生器的U型管内，将热量传给U型管外侧的汽轮机工质(水)，使其变为饱和蒸汽。被冷却后的冷却剂再由主泵打回到反应堆内重新加热，如此循环往复，形成一个封闭的吸热和放热的循环过程，这个循环回路称为一回路，也称核蒸汽供应系统。由于一回路的主要设备是核反应堆，通常把一回路及其辅助系统和厂房统称为核岛。二回路：汽轮机工质在蒸汽发生器中被加热成蒸汽后进入汽轮机膨胀作功，将蒸汽焓降放出的热能转变为汽轮机转子旋转的机械能。汽轮机转子与发电机转子两轴刚性相连，因此汽轮机直接带动发电机发电，把机械能转换为电能。作完功后的蒸汽(乏汽)被排入冷凝器，由循环冷却水(如海水)进行冷却，凝结成水，然后由凝结水泵送入加热器预加热，再由给水泵将其输入蒸汽发生器，从而完成了汽轮机工质的封闭循环，此回路为二回路。二回路系统与常规火电厂蒸汽动力回路大致相同，所以通常把它及其辅助系统和厂房统称为常规岛。核电站的核心装置是核反应堆，我国使用最广泛的堆型是压水堆核反应堆是装配核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置，是核电站的核心装置。反应堆冷却剂将热量由核反应堆堆芯转移至发电机及外部环境。中子慢化剂会降低快中子的速度，生成可维持核链式反应的热中子。商用核电反应堆根据反应堆冷却剂/慢化剂和中子能分类。按照冷却剂/慢化剂的不同，反应堆一般可分为轻水堆（包括压水堆和沸水堆等）、重水堆及气冷堆。按照所用的中子能量，反应堆一般可分为慢（热）中子堆或快中子堆。我国目前基本采用压水堆核电机组。核电具有多项优点，是“双碳”政策下首选的清洁能源之一碳排放量极少，助力降碳减排：火力发电在燃烧化石燃料的过程中会排放二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染物质到大气中，造成空气污染且加重地球温室效应；而核能发电碳排放量极少。供电稳定：相较于水电、风电、太阳能发电等存在间歇性现象的各类新能源发电，核电厂可以实现全天满负荷运行，电量供应有保障。能量密度高、体积小：核燃料能量密度远远高于化石燃料，燃料占地面积小，运输与储存方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次飞机就可完成运送；1克铀-235完全裂变时产生的能量相当于2500吨标准煤。成本低：与火电等传统能源相比，核电燃料成本占比低，且不易受能源价格波动的影响，成本效益更高。据国家能源局数据显示，100万千瓦级煤电厂年消耗燃料约200-300万吨煤，需要每天100节火车皮运输；100万千瓦级核电厂年消耗燃料约20-30吨核燃料，每年仅需一辆重型卡车运输即可满足需求，发电成本低于煤电。我国已自主掌握第三代核电技术，向第四代跨越目前，全球第三代核电技术包括以下几种堆型：美国同日本联合开发的先进沸水堆ABWR；美国开发的先进压水堆AP1000；俄罗斯开发的先进压水堆VVER；法国和德国联合开发的欧洲压水堆EPR；韩国开发的先进压水堆APR-1400；中国自主研发的大型先进压水堆“华龙一号”（HPR1000）、“国和一号”（CAP1400）。我国自主掌握第三代核电技术：2021年1月30日，全球第一台“华龙一号”福建福清核电站5号机组投入商业运行，标志着我国实现了由二代向自主三代核电技术的全面跨越，在三代核电技术领域已跻身世界前列，成为继美国、法国、俄罗斯等国家之后真正掌握自主三代核电技术的国家。我国自主三代核电综合国产化率达到90%以上，形成了每年8-10台百万千瓦级核电主设备供货能力。截至《中国核能发展报告2023》蓝皮书发布，国内外“华龙一号”共有5台机组建成投产，9台机组正在建设。政策支持核电发展，积极有序推动项目建设行业的政策导向属性明显，政策刺激下的核电市场有望快速增长国内核电项目需要国务院批准后才能持牌经营，因此核电产业对政府依赖性较高，受政策影响较大。随着我国核电产业的不断发展，核电政策也在不断调整。从“十五”规划的“适度发展核电”，到2011年日本福岛核泄漏事故引起多国包括中国宣布暂停核电项目建设，最后随着福岛事件的渐行渐远，我国逐渐恢复核电建设；目前“十四五”规划的“确保安全的前提下积极有序发展核电”，明确了我国政策对核电项目的积极态度。政策文件中明确未来装机容量目标。《“十四五”现代能源体系规划》提到，在确保安全的前提下，积极有序推动沿海核电项目建设，合理布局新增沿海核电项目，到2025年核电运行装机容量达到7000万千瓦左右，折算2022-2025年期间CAGR为7.96%。核电渗透率提升相对迫切，新机组核准有望进入常态化多地拉闸限电，电力需求上涨。疫情后经济复苏势头强劲，带动电力需求高速上涨，但双碳背景下能耗管控＋煤价高涨使得火电企业供给不足，煤炭供应紧张。“复苏”、“缺煤”等多重因素叠加使得多地采取电力系统限电措施，电力供应紧张。核电产业逐渐复苏，新机组核准或将进入常态化。考虑到安全性，国内的核电项目需要国家核准审批后持牌运营，核电行业受政策影响大。2008年核电机组核准数量达到高峰14台，2011年受到福岛核泄漏事件的影响，我国核电审批一度受限甚至停滞，2011-2018年中有6年零核准；直到2019年核电核准重启，2022年我国核准核电机组量同比翻倍，审批显著提升，核准数量达到2008年后的高峰10台；2023年7月底，国常会再次核准6台新机组。我们认为双碳背景下，随着技术的发展，安全性会有所提升，未来十余年内核电机组的核准有望保持平稳。世界并网发电核电机组数量较去年下降截至2022年12月31日，世界范围内并网发电的核电机组共422台，总装机容量为3.99亿千瓦。2022年世界新并网核电机组6台，分别是中国2台，巴基斯坦1台，芬兰1台，韩国1台，阿联酋1台。年度内世界永久关停5台核电机组，分别是比利时1台，英国3台，美国1台。截至2022年12月31日，世界在建（未并网发电）核电机组共61台，总装机容量为0.632亿千瓦。2022年新开工机组8台，总装机容量为0.093亿千瓦。核电产业链长，上中下游均存在投资机会核电产业链以核电站为中心，核岛是核电站核心设备核电产业链上游主要是铀矿开采加工及燃料供应，中游是核电设备制造，下游是核电站建设、运营维护、乏燃料处理等。核电站：核岛、常规岛、辅助设备。核岛：核心，核电站安全壳内的核反应堆及与反应堆有关的各个系统的统称；主要功能是利用核裂变产生蒸汽将核能转化为热能，包括蒸汽发生器、稳压器、主泵和堆芯等；常规岛：核电厂的汽轮发电机组及其配套设施和所在厂房的统称，负责利用蒸汽推动汽轮机从而带动发电机发电，包括汽轮机组、二回路等；辅助系统：指核岛设备与常规岛设备之外的其他辅助设备，主要包括数字化控制系统、暖通系统、空冷设备、装卸料机、等。核电运营准入门槛高，我国仅有四家企业具核电运营资质，由中国广核与中国核电垄断核电项目建设需要国务院核准审批，准入门槛高：出于安全的考虑，政府对核电项目采取核准、发放许可证、执照等方式，对投资主体进入市场进行管理。根据《中华人民共和国核安全法》第二十二条的规定，核设施营运单位进行核设施选址、建造、运行、退役等活动，应当向国务院核安全监督管理部门申请许可；核设施营运单位要求变更许可文件规定条件的，应当报国务院核安全监督管理部门批准。国内仅四家公司具有核电运营牌照：目前国内核电市场上只有中核集团、国电投集团、中国广核集团有限公司、中国华能集团有限公司四家核电公司持有核电运营牌照。我国核电站运营呈现双寡头格局：根据中国核能行业协会发布的《中国核能发展报与展望（2023）》，截至2022年12月31日，我国投入商业运行的核电机组53台，总装机容量为5563万千瓦；在建核电机组23台，总装机容量2549万千瓦；全国商运核电机组上网电量为3,917.87亿千瓦时。我国天然铀储量少，对外依存度高我国天然铀储量较少：随着对清洁能源转型需求的不断增加，核电装机容量将快速增长，促进对铀的需求增长，但天然铀主要集中在澳大利亚、加拿大、哈萨克斯坦等几个国家，中国铀储量极低。2021年铀产量排名前五的国家占比总和为67%，超过世界铀产量一半，而我国铀产量占比仅有4%，远远低于排名第一的澳大利亚28%的占比。国内仅有3家可从事天然铀进口贸易：中国广核集团下属的铀业公司、中核集团下属的原子能公司和国家电投下属的国核铀业是中国仅有的三家获授经营许可及牌照从事天然铀进口及贸易并提供核相关服务的实体；长期以来，中核集团都是国内唯一的核燃料生产商、供应商和服务商。中国铀资源对外依存度高：我国铀储量低，大部分属于非常规铀，埋藏深，且开采成本昂贵，因此大量海外进口，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；2021年我国铀资源对外依存度超83%。常规岛&辅助系统细分设备投资占比及毛利率情况常规岛主要由管道系统及冷凝器、汽轮机、发电机、汽水分离再热器组成，管道系统及冷凝器是保证核电站安全运行的重要设备，管道、泵及冷凝器组成的冷凝系统用于为反应堆降温并输送反应堆内热能，并维持反应堆温度平衡，因此技术要求较高，成本占比更高。常规岛设备供应范围较广；火电、水电等其他类型发电站发电原理与核电类似，均是由机械能带动发电机转换为电能，所以常规岛设备除供应于核电外同时还供应火电、水电等其他发电类型；因此除部分核心设备外，其余设备的成本相对较低。辅助系统主要包括数字化控制系统、暖通系统、空冷设备、装卸料机等，用于保障核电站的平稳运行。与核岛设备与常规岛设备相比，核电站BOP产品技术含量相对较低；以三大领域均有需求的阀门为例，核岛阀门压力与温度性能要求最高，常规岛阀门其次，核电站BOP阀门技术含量最低。国产厂商主要集中于要求较低的环节，中高端核电阀门尚需国产替代核电阀门从安全级别上分为核安全Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、非核级，其中核安全Ⅰ级要求最高。国产核电阀门供应商主要集中在要求较低的环节，中高端核电阀门50%以上依赖进口：截至2021年，国内50%以上中高端特殊阀门仍依赖进口，国内的主要阀门外资供应商包括加拿大威兰(VELAN)公司、西屋电气等；我国正积极推动核电阀门尤其是中高端阀门的国产化，国产阀门厂商的竞争力有望提高。重点公司分析中核科技：国内核级阀门当仁不让的龙头，供货能力卓越公司是中国阀门行业及中核集团旗下首家上市公司：前身为1952年成立的苏州阀门厂，是一家集工业阀门研发、设计、制造及销售为一体的科技型制造企业，为石油、天然气、炼油、核电、电力、冶金、化工、造船、造纸、医药等行业提供阀门系统解决方案，并于1997年在深交所挂牌上市，成为中国阀门行业和中国核工业集团有限公司所属的首家上市企业。核电阀门供货能力强劲：公司核电站用关键阀门具备二代、三代核电机组阀门成套供货能力，四代核电机组关键阀门供货能力；核燃料真空阀及浓缩铀生产四大类国产化关键阀门总体性能达到或超过进口产品水平，具备成套供货能力；石油化工关键阀门具备百万吨乙烯、千万吨炼油阀门成套供货能力。2021、2022年，公司核电行业收入分别为3.31、4.32亿元，占总收入比重分别达21.3%、28.8%。海陆重工：国内领先的节能环保设备制造商，堆内结构件打破垄断公司为国内一流的节能环保设备制造企业：创建于1956年，主要从事工业余热锅炉、大型及特种材质压力容器和核安全设备的制造销售业务，以及固废、废水等污染物处理、回收利用的环境综合治理服务及光伏电站运营业务；目前已初步形成锅炉产品、大型压力容器、核电设备、低温产品、环保工程共同发展的业务格局。深耕核电领域20多年，填补堆内结构领域国内空白：1998年起涉足核电领域，经过20多年在核电领域的深耕与发展，创新智造先后完成多个项目的国际、国内首件（台）制造任务；公司具备核反应堆“心脏”设备——堆内构件的制造能力和资格，生产的核电桶体吊篮解决了我国长期依赖进口的痛点，填补了国内空白。科新机电：压力容器领军者，新燃料运输容器打破垄断获批量订单公司产品为压力容器过程装备，具体