金属及材料行业核能系列报告：核电全球复苏铀价中枢预计整体上行

正文目录一、兼顾清洁高效的优质电源方案 41、核能发电原理 42、核电技术持续升级优化，当前以三代为主 5二、全球核电复苏，铀需求稳步增长 71、政策转向积极，核电在全球范围回暖 72、AI爆发对高质量电力需求更迫切 93、核电复苏拉动铀矿需求 10三、供需缺口逐步体现，铀价中枢有望逐步上行 121、战略属性强，建设周期长，供给集中 122、短期看复产，中长期增量不明朗，铀价中枢将整体上行 12投资建议 17风险提示 17图表目录图1：核裂变示意 4图2：堆芯控制示意 4图3核电原理示意 5图4运行机组堆型情况 5图5GIF四代堆原理示意 6图6：全球核电发电量及占比 7图7：全球电源发电结构 7图8主要核电装机分布 7图9：2011-2025年核准机组数 8图10：2024年国内发电量结构 8图11国内核电装机容量 8图12美国核电装机容量 8图13法国核电装机容量 9图14：法国核电发电量 9图15：部分国家地区核电占比（2024） 9图16：全球数据中心用电量估算 10图17：全球数据中心用电量估算（分地区） 10图18：SMR原理示意 10图19：SMR建设情况 10图20铀矿至燃料发电过程 10图21全球铀资源储量分布 12图22：全球铀产量（tU） 12图23：分企业铀产量（tU） 12图24：铀价走势回顾（U3O8美元/磅） 13图25：铀矿成本曲线分布 13图26铀矿开发周期 13图27闲置停产铀矿情况（截至2024年中） 14图28：远期供给预测（tU） 14图29：短期供给预测（tU） 14图30：铀供需及缺口（tU） 15图31：2015年以来累计缺口（tU） 15图32：核电装机预测（GWe） 15图33：铀资源需求预测（tU） 15图34：KAP铀产出情况 15图35：天然铀供需缺口估算 15图36：逐季度现货成交量（tU） 16图37：核电厂现货长协成交比例 16图38YellowCake持有量 16表1：各类能源等效热值对比 4表2：I-IV代核电技术迭代 5表3：海外典型三代堆型 6表4：燃料组件制造各环节简介 11表5：2024年铀需求情况 11一、兼顾清洁高效的优质电源方案 1、核能发电原理U2352-3值。UO2（主要实现中子降速以期达到更高的转换效率。表1：各类能源等效热值对比能源 热值氢气（H2) 120-142MJ/kg甲烷（CH4) 50-55MJ/kg甲醇（CH3OH） 22.7MJ/kg汽油/汽油 44-46MJ/kg柴油 42-46MJ/kg原油 42-47MJ/kg液化石油气（LPG） 46-51MJ/kg天然气 42-55MJ/kg天然铀，LWR（普通反应堆） 500GJ/kg天然铀，LWR+U、Pu回收 650GJ/kg天然铀，FNR 28,000GJ/kg铀浓缩3.5%，LWR 3900GJ/kgWNA图1：核裂变示意 图2：堆芯控制示意IAEA Engineering、Researchgate（本身的安全性，通常将核电站划分为核岛+常规岛。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等；常规岛：包括汽轮发电机厂房和海水泵房等。图3核电站原理示意国家能源局2、核电技术持续升级优化，当前三代是主力核能最早在上世纪五十年代开始由军用向民用发电等领域应用，先后发展四代方案，仍在持续升级。WNA438397GW，而其中大部分在运行核电站为二三代堆型，新建三代为主力。图4运行机组堆型情况WNA （20242023年变化情况）表2：I-IV代核电技术迭代代际核心目标技术特征典型不足一代验证可行性军用转民用，原型堆发电安全性低，寿命短二代商业化推广标准化设计，经济性优先依赖主动安全，极端事故脆弱三代事故后安全升级被动安全系统，抗震强化仍依赖铀-235，废料未解决四代可持续能源系统快中子增殖、多用途输出尚未商业化国家能源局、WNA一代：2050-60年代以早期的原型试验堆核电厂为主，验证核电可行性，大部分采取天然铀或低浓度铀为燃料，容量偏小。PWR、BWR等，单机功率提升至百万千瓦级。20（苏联切尔诺贝利、日本福岛均为二代堆）成为二代堆的主要限制因素。三代：URDEUR完善对核安全的各项指标要求，AP1000（非能动安全系统）、EPR（余能动系统）是典型三代堆型。（废料处理等）仍有优化空间。表3：海外典型三代堆型标准代表堆型安全系统URD西屋AP1000非能动堆芯冷却系统、非能动安全壳冷却系统、裂变产物排出与控制系统、安全壳隔离系统和主控制室应急可居留系统EUR法+德EPR四冗余安全系统、设计考虑严重事故预防及后果处理，安全设施包括安全壳系统、应急堆芯冷却系统和应急给水系统国家能源局四代：四代堆设计理念最早在上世纪即已开始探讨，2002GIF（SCWR）（MSR）2030年以后投入商业应用。图5GIF四代堆原理示意gen-4二、全球核电复苏，铀需求稳步增长 缓，装机增量有限，且部分电站停运。2022AI全性持续优化后逐步重回视野，新形势下战略地位不断加强。参考WNA数据及预测，当前全球核电装机约397GW，72GW在建，乐观/中性/悲观假设下，2040年全球核电装机966/746/552GW。3050255020501550105055050183050255020501550105055050181614121086420发电量（tWh） 发电占比（%）Ember Ember图8主要核电装机分布WNA1、政策转向积极，核电在全球范围回暖国内：双碳背景下，核电连续4年高强度核准，成为低碳转型的关键一环。2012年《核电安全规划（2011-2020年）》发布，要求新建核电项目符合批。伴随三代技术成熟，2019年国内重启核电审批，2022-2025年新增核准10/10/11/10CAP1400、VVER1200设计，全面向三代切换。20255861GW，参考核能协会预测，2030年我国在运核电规模将升至全球首位。图9：2008-2025年核准机组数 图10：2024年国内发电量结构1610%%10%%67%121086 144220082009200820092019201120122013201420152016201720182019202020212022202320242025

5%4%火电水电风电核电火电水电风电核电太阳能公告（中国铀业） 国家统计局图11国内核电装机容量WNA美国：核电重启加速，远期规划规模巨大。9470-802成上下。伴随技术升级及核电政策调整，20122.2GW。20255500203010设，2050GW400GW。图12美国核电装机容量WNA法国：撤销降低核电占比决策，重启核电建设。1974Messmer80%202463GW，发电占比约68%，居世界首位，同时向周边国家输送清洁电力。902011出压缩核电占比政策，但俄乌冲突再次考验欧洲能源独立性后，20226+8座新反应堆，2023203550%205050%以上占比。图13法国核电装机容量WNA80%70%60%50%40%30%20%10%0%图80%70%60%50%40%30%20%10%0%OurworldData Statista2、AI爆发对高质量电力需求更迫切2023IEAAI智算中心带来的用电量增长复合增速达到30%，2030年全球数据中心总用电量达到945TWh。AI的波动新问题必须配合灵活性电源解决，核电稳定可靠，对电网冲击小。SMRAI加适配电网老旧地区的独立供能微网，且建设周期更短。目前中美等均在SMR领域验证推动，国内如玲龙一号，海外亚马逊、Google等持续推进SMR部署，未来应用带来的潜在空间巨大。图16：全球数据中心用电量估算 图17：全球数据中心用电量估算（分地区）IEA IEA图18：SMR原理示意 图19：SMR建设情况introl YellowCake3、核电复苏拉动铀矿需求从天然铀矿到装入核反应堆发电之间需经过多重步骤处理，包括勘查、采冶、转化、浓缩、燃料制造及最终发电。312-18GWeU3O8200t上下（1tU≈2600lbsU3O8）。图20铀矿至燃料发电过程公告（中国铀业）表4：燃料组件制造各环节简介环节 简介铀矿勘查 通过勘探活动,寻找和探明具有工业价值的铀资源,用科学的方法确定铀矿床类型、矿物组采用湿法冶金把铀矿石中铀的有用组分转化为可溶性化合物提取铀的过程，产品形态主要为重铀酸盐和八氧化三铀（U3O8）。采矿水冶成、成矿原因、水文地质特性、矿体特性、矿床范围、铀品位、矿体形状、资源量和远景储量,并给出有关铀矿的相关参数和数据采用湿法冶金把铀矿石中铀的有用组分转化为可溶性化合物提取铀的过程，产品形态主要为重铀酸盐和八氧化三铀（U3O8）。采矿水冶铀纯化 将水冶后生成的铀化合物再溶解精制、煅烧、冷却，生成二氧化铀（UO2）和八氧化三铀把铀水冶厂精制的天然八氧化三铀或二氧化铀等中间产品制成铀的氧化物、氟化物和金属铀的过程，主要产品形态为六氟化铀（UF6）。把铀水冶厂精制的天然八氧化三铀或二氧化铀等中间产品制成铀的氧化物、氟化物和金属铀的过程，主要产品形态为六氟化铀（UF6）。铀转化铀浓缩 用人工方法使铀-235丰度增加的过程铀-235是唯一天然存在的易裂变核素它在天然铀将二氧化铀制成核燃料元件的过程。核燃料元件泛指核反应堆内具有独立结构的燃料使用单元，通常指由燃料芯体和包壳组成。不同类型反应堆由于物理、热工特性不同，因而燃料元件的形状、结构、核燃料的组分和形式各不相同。燃料组件制造-23899%-235的富集造。浓缩后的产品形态为浓缩铀（UF6），与浓缩前的六氟化铀相比，差异在于浓缩铀中铀-235kgSWU将二氧化铀制成核燃料元件的过程。核燃料元件泛指核反应堆内具有独立结构的燃料使用单元，通常指由燃料芯体和包壳组成。不同类型反应堆由于物理、热工特性不同，因而燃料元件的形状、结构、核燃料的组分和形式各不相同。燃料组件制造公告（中国铀业WNA口径，246.75U1.81、1.31、0.82U，居全球前三，俄罗斯、韩国、日本等天然铀需求量亦处于较高水平。乐观/中性/悲观假设下，2040966/746/552GW，对应铀资源需20.4/15/10.787%118%。表5：2024年铀需求情况国家或地区 在运已并网反应堆（至2024年末） 在建反应堆（至2024年末） 天然铀需求量数量（座）装机容量（MW）数量（座）装机容量（MW）（2024年，tU）美国9496,952--18,137中国5856,8882933,16513,132法国5763,000--8,232俄罗斯3626,80264,1025,436韩国2625,82522,6804,309日本3331,67922,7562,180印度237,42575,9001,725乌克兰1513,10721,9001,673加拿大1813,184--1,455西班牙77,123--1,218瑞典67,008--932土耳其--44,800882其他6850,0751213,6028,206全球合计441399,0686468,90567,517WNA、公司公告（中国铀业三、供需缺口逐步体现，铀价中枢有望逐步上行 1、战略属性强，建设周期长，供给集中铀（U）92238.03238235最为常见。铀供给划分为一次供应（当年开采）130美元/kg60050%。图21全球铀资源储量分布1%1哈萨克斯坦尼日尔中国哈萨克斯坦尼日尔中国蒙古博茨瓦纳坦桑尼亚澳大利亚南非巴西美国其他2%3% 28%5%5%6%8%8% 10%

14%WNA202462.331.43、0.73KAPCamecoOrano21%17%11%，也相对集中。8%3%4%4%21%5%7%17%10%10%11%KAPCCJ8%3%4%4%21%5%7%17%10%10%11%KAPCCJOranoCGNUraniumOneNavoiMiningWNA WNA2、短期看复产，中长期增量不明朗，铀价中枢将整体上行238、235、234235是核能发电10-15年以上。上一轮铀矿勘测周期在本世纪初，2011产，投向新矿的资本开支更加克制，对后续天然铀资源释放造成影响。短期增量主要为复产，当前铀价尚未足以带动大规模新矿开支计划。参考IAEA20241.68/规划项目HoneymoonLangerHeinrich图24：铀价走势回顾（U3O8美元/磅） 图25：铀矿成本曲线分布CCJ KAP图26铀矿开发周期IAEA图27闲置停产铀矿情况（截至2024年中）IAEA考虑现有矿山开采周期，2028年开始部分矿山逐步开始减产，若闲置产能复产/新增项目投产不及预期，2030年后前后存在供给下滑的可能性。图28：远期供给预测（tU） 图29：短期供给预测（tU）2035（考虑规划项目）20352030（考虑规划项目）20300

40000

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203520302028202720262025

0 20000400006000080000100000120000Australia Canada Kazakhstan Namibia Others 在产矿山 新增矿山 合计 合计（纳入规划项目）Australia Canada Kazakhstan Namibia Others在产矿山 新增矿山 合计 合计（纳入规划项目）IAEA IAEA、UMO1020至当前80美元以上。中长期基于核电装机中性假设，铀供需缺口逐渐放大，铀价中枢预计持续上行。而考虑运营商备货库存、二次供应弹性及长协模式等造成价格变化或偏缓，实际从趋势上看2021年以来铀矿长协价基本上持续上行。2015201620172018201920202021202220232024图30：铀供需及缺口（tU） 图31：2015年以来累计缺口（tU）2015201620172018201920202021202220232024800006000040000200000

2015201620172018201920202021202220232024201520162017201820192