核电行业深度：军技民用的典范，三代核电为建造主流，四代核电呈加速发展-20231023-中邮证券-44页_1mb

行业投资评级总结

核电行业概述

核电是军技民用的典范，已成为世界主要能源之一。截至2022年底，全球运行核电站共438个，装机容量达394GW，核电占全球发电量的约10%。中国在建核电机组装机容量为20GW，占全球的34%，是全球在建机组最多的国家。

中国核电装机容量从2013年的约210万千瓦增长至2022年的56GW，复合增速为16%。预计到2030年，中国核电装机将达105-117GW，占总发电量的10%左右。核电具有良好的清洁能源属性，单位千瓦时发电的温室气体排放量仅为煤电的1.6%，具有较高的环保价值。

三代核电技术发展

核电技术发展背景

核电技术经历了从第一代到第三代的演变。第三代核电技术满足了URD和EUR要求，具有更高的安全性和经济性，堆芯熔化概率降至10⁻⁷，大规模释放放射性物质概率降至10⁻⁸。第三代技术包括AP1000、EPR和“华龙一号”。

“华龙一号”技术特点

“华龙一号”是当前我国自主研发的第三代核电技术，具备较高的安全性和经济性，设计寿命为60年，采用非能动安全系统，提高抗震能力。该技术具备宽广的应用前景，单个机组投建金额约150-200亿元，设备支出约65亿元。

国产化率提升

“华龙一号”示范项目福清5号机组国产化率达85%，批量化建设目标为国产化率不低于95%。中国核工业集团和中广核联合开发该技术，带动了5300多家企业实现设备国产化。

国内核电建设进展

2019年，福建漳州和广东太平岭核电项目核准开工，标志着国内核电建设重启。“华龙一号”在2021年实现商业化运行，成为全球接受度最高的三代核电技术之一。2023年，山东石岛湾核电厂扩建一期工程和福建宁德核电项目5、6号机组获得核准，标志着核电建设进入加速阶段。

四代核电技术发展

四代核电技术概述

第四代核电技术包括高温气冷堆、钠冷快堆、钍基熔盐堆等，目标是实现更高的安全性、更优的经济性以及更可持续的核能发展。中国在四代核电技术中，高温气冷堆和钠冷快堆发展较快。

高温气冷堆技术特点

高温气冷堆采用氦气作为冷却剂和石墨作为慢化剂，堆芯出口温度可达900-1000℃，发电效率可达40%-47%。该技术具有固有安全性高、发电效率高、用途广泛等优势，可用于供汽、制氢、石化等领域。2021年，石岛湾高温气冷堆示范工程首次并网，国产化率已达93.4%。

钠冷快堆技术特点

钠冷快堆采用液态钠作为冷却剂，以快中子引发核裂变反应，具有燃料增殖、高铀利用率、废物最小化等优势。我国已形成完整的核燃料循环体系，钠冷快堆与压水堆结合发展，有助于实现闭式燃料循环。霞浦示范快堆预计2023年建成投产。

四代核电发展路线

我国计划在2025年前实现60万千瓦级高温气冷堆工程规模循环，在2035年前实现商用规模循环。钠冷快堆发展分为四个阶段，2020年前为中试规模，2025年前为工程规模，2035年前为商业规模，2040年前实现全循环。

核聚变发电技术发展

核聚变概述

核聚变是未来理想的能源之一，其原理是通过氘和氚在超高温和高压下发生聚变反应，释放巨大能量。核聚变的副产品为氦气，无毒无害，被视为人类终极能源。

核聚变技术发展

托卡马克装置是当前最成熟的核聚变技术。中国自2006年加入ITER项目以来，核聚变研究实力大幅提升。目前，我国已建成HT-7、EAST等装置，其中EAST在2023年4月实现403秒温态高约束模式等离子体运行。

国内核聚变进展

中国聚变工程试验堆（CFETR）是我国聚变能研发的重要环节，目标是实现聚变能源的商业化应用。CFETR借鉴了EAST、ITER等装置的设计经验，将解决一系列科学与技术挑战。

国际核聚变动态

美国Helion Energy计划在2028年前建成第一座聚变发电厂，已获得超过5.7亿美元私人投资。Commonwealth Fusion Systems计划建设SPARC聚变反应堆，预计在2030年代初期实现商业化运行。国际热核聚变实验堆（ITER）项目虽面临延迟和成本超支，但仍持续推进。

投资建议

受益于三代核电建设加速和国产替代的标的包括：中核科技、江苏神通、久立特材、佳电股份、科新机电、国光电气、景业智能、中国核电和中国广核等。

风险提示

电力需求增长不及预期、核电政策转向保守、四代核电发展不及预期等。

图表目录

• 图表1：2021年全球发电量及占比
• 图表2：全球核电现状（2022年）
• 图表3：不同发电方式温室气体排放量对比
• 图表4：世界核电站使用的主要堆型
• 图表5：全球核电堆型情况
• 图表6：压水堆示意图
• 图表7：主要核事故
• 图表8：核电技术发展历程
• 图表9：全国核电装机容量及增速
• 图表10：全国核电发电量及增速
• 图表11：核能技术发展线路图
• 图表12：福清核电站
• 图表13：防城港3号、4号机组初设概算
• 图表14：核电细分设备市场规模占比
• 图表15：国内核电机组核准情况
• 图表16：近几年我国在建核电机组数量
• 图表17：近几年我国在建核电机组装机容量
• 图表18：近几年国内核电新建机组情况
• 图表19：中核项目CNP/M310（改）综合国产化率
• 图表20：中广核CPR1000项目综合国产化率
• 图表21：进口与国产阀门数量及金额对比（福清核电一期）
• 图表22：四代核电堆型及核电工程
• 图表23：球形燃料元件示意图
• 图表24：高温气冷堆示范电站单模块示意图
• 图表25：高温气冷堆用途示意
• 图表26：钠冷快堆泳池式反应系统示意图
• 图表27：快堆闭式核燃料循环示意
• 图表28：我国快堆核能系统发展总体目标设想
• 图表29：托卡马克结构示意图
• 图表30：ITER主体托卡马克装置示意图
• 图表31：ITER项目时间表
• 图表32：中国磁约束聚变能发展路线图
• 图表33：快堆闭式核燃料循环示意
• 图表34：中核科技营业收入及毛利率
• 图表35：中核科技归母净利润及净利率
• 图表36：江苏神通营业收入及毛利率
• 图表37：江苏神通归母净利润及净利率
• 图表38：佳电股份营业收入及毛利率
• 图表39：佳电股份归母净利润及净利率
• 图表40：久立特材营业收入及毛利率
• 图表41：久立特材归母净利润及净利率
• 图表42：科新机电营业收入及毛利率
• 图表43：科新机电归母净利润及净利率
• 图表44：国光电气营业收入及毛利率
• 图表45：国光电气归母净利润及净利率
• 图表46：景业智能营业收入及毛利率
• 图表47：景业智能归母净利润及净利率
• 图表48：我国四大核电集团装机情况
• 图表49：中国广核营业收入及毛利率
• 图表50：中国广核归母净利润及净利率
• 图表51：中国核电营业收入及毛利率
• 图表52：中国核电归母净利润及净利率