核电行业专题报告（二）_中国核燃料循环体系初建_前后端市场前景广阔_51页_2mb

核电行业专题报告（二）总结

核燃料循环体系与市场前景

核心内容

• 核燃料循环产业链涵盖铀勘探采掘、冶炼加工、铀转化和浓缩、燃料组件制造、乏燃料后处理、核废料最终处置、乏燃料及废料贮存和运输、核电站退役等环节。
• 核燃料循环产业链具有长且复杂的特性，技术与实践相对落后于市场，但需求和必要性明确，前后端市场成长性显著。

主要观点

• 如果按时达成2020年核电装机规划目标（5800万千瓦时），预计2016-2020年需要核燃料组件约4900吨，产生几乎同等重量的乏燃料。到2020年累计产生乏燃料约7900吨，推动核燃料保障、乏燃料后处理和离堆贮存需求快速增长。
• 前端市场由中核集团主导，广核有望进入。后端市场如核废料最终处置、乏燃料后处理、核电站退役仍处于规划阶段，但乏燃料及废料的贮存和运输已初步商业化，中子吸收材料和存储格架国产化进程正在加快。
• 2016-2020年，堆内储存格架对中子吸收材料的需求预计为4.2-6.5亿元，离堆贮存干式转运和运输容器需求预计为33-35亿元。国内主要供应企业包括海龙核科、应流久源、安泰核原、阿波罗、南通中集等。

投资建议与标的

投资建议

• 给予核电装备和运营子板块“看好”评级。
• 前端产业链建议关注燃料组件制造相关企业，如西部材料、东方锆业。
• 后端产业链建议关注乏燃料及废料贮存和运输相关企业，如应流股份、安泰科技、阿波罗、海龙核科等。
• 后端乏燃料后处理建议关注通裕重工、中飞股份。
• 核电运营企业建议关注中国核电（买入）。

风险提示

• 核电站核准和开工不及预期。
• 核电安全事故风险。
• 技术路线风险。

核反应原理与核燃料类型

核反应原理

• 核裂变和链式反应是核能利用的基础。铀-235在中子轰击下发生裂变，释放能量并产生新的中子，继续引发链式反应。
• 核反应堆通过中子毒物控制反应速率，确保安全运行。

核燃料类型

• 金属燃料：铀是常见燃料，但存在肿胀、辐照生长等问题。
• 陶瓷燃料：UO2是最常用的陶瓷燃料，具有高熔点和良好辐照稳定性，但热导率较低。
• 弥散体燃料：结合陶瓷颗粒和金属基体，提高燃耗和反应堆性能。
• 流体燃料：尚处于实验阶段，具有高燃耗潜力，但面临安全和腐蚀挑战。

核裂变产物与核燃料循环

核裂变产物

• 乏燃料中主要含有铀、钚、裂变产物及次锕系元素。
• 裂变产物包括多种元素，其中部分具有长期放射性，如锶-90、铯-137、锝-99、碘-129等。

核燃料循环

• 一次通过循环：铀资源利用率低（约0.6%），高放废物体积大，对环境安全威胁大。
• 闭式循环：通过后处理回收铀和钚，提高资源利用率（约14%-15%），减少废物体积，提高安全性。
• 快堆闭式循环：能实现铀资源利用率显著提升（约100倍），减少高放废物，是可持续核能发展的关键。

中国核燃料循环产业现状

前端产业

• 中国已建立铀矿勘探、冶炼、铀转化、浓缩及燃料组件制造的工业能力，但生产规模和技术水平仍有提升空间。
• 我国铀资源储量丰富，但大部分为非常规资源，品位低、埋藏深，开采成本高，导致铀资源供应仍存在缺口。

后端产业

• 中国尚未建成商用大型乏燃料后处理厂，仅在甘肃设有中试工厂，处理能力有限。
• 核废料最终处置和核电站退役仍在规划阶段，乏燃料贮存和运输已初步商业化，中子吸收材料和贮存格架国产化进程加快。

全球铀产品供需情况

全球市场

• 全球铀资源主要分布在澳大利亚、哈萨克斯坦、俄罗斯、加拿大、尼日尔等国家，合计占全球铀资源量的98%。
• 铀供应分为一次供应（铀矿山和水冶厂）和二次供应（高浓铀稀释、后处理回收铀等）。
• 铀浓缩需求预计到2020年达到6.7万tSWU，供应由法国、俄罗斯、欧洲铀浓缩公司、美国等主导，市场份额较高。

中国市场

• 中国铀资源储量约26.5万吨，主要分布在内蒙古、新疆、江西、广东等地。
• 中国铀产量较低，依赖进口，主要来源包括哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、加拿大、纳米比亚、尼日尔和澳大利亚。
• 铀浓缩市场主要由法国、俄罗斯、欧洲铀浓缩公司、美国等主导，中国原子能工业公司占7%市场份额。

核燃料循环后端产业链

核废料处置

• 核废料分为高放和中低放两类，处理方式不同。
• 中低放废料采用近地表处置，固化后装入不锈钢桶，存放于浅地层处置库。
• 高放废料采用深层地质处置，目前中国计划建设一座永久性高放废料处置库，设计寿命10000年。

乏燃料后处理

• 乏燃料后处理包括分离、固化、处置和制造MOX燃料等环节。
• MOX燃料利用钚和贫铀混合，提高铀资源利用率，但钚含量需控制在7%-9%。
• 后处理厂建设仍处于规划阶段，商业化进程缓慢。

乏燃料及废料的贮存和运输

• 乏燃料在反应堆中冷却后储存在水池中，随后运往离堆贮存设施。
• 乏燃料贮存对中子吸收材料有明确需求，国内供应企业包括安泰科技、阿波罗、南通中集等。

核燃料循环产业趋势

• 快堆和闭式燃料循环是实现核能可持续发展的关键。
• 铀资源利用率低是当前一次通过循环的瓶颈，闭式循环可显著提高利用率。
• 随着核电规模扩大，乏燃料和高放废物处理需求日益迫切，推动后端产业链发展。
• 中国核燃料循环产业在前端已具备一定能力，但后端仍需加强技术研发和商业化建设。