核电建设新周期，三代机组价值量提升
　　我国核电核准节奏加快，2022年核电核准数量达到创纪录的10台。根据中国核学会理事长王寿军的发言，预计后续每年将保持6-8台核准开工。参考台山核电站建设节奏，核岛设备、常规岛设备将分别于开工第3年、第5年进场。我们预计，2019-2022年开工的核电站，将在2023-2025年迎来设备集中进场，核电设备迎来景气周期。三代核电价值量有所提升，核电工程设备投资占比平均超50%。我国建设的二代改进型机组建成价单位投资平均12056元/千瓦，而三门一期等采用三代AP1000机组的核电项目概算建成均价为21368元/千瓦。目前我国已核准核电项目以三代机型华龙一号、CAP1000和VVER为主。
　　乏燃料后处理建设提速，后处理设备长坡厚雪
　　我国乏燃料后处理产能严重不足，政府基金支出快速增加，设施建设提速。乏燃料贮运容器、智能设备逐步实现国产。我国从事乏燃料运输容器生产的企业主要有大连宝原、西安核设备等，科新机电等公司亦有布局；景业智能等公司实现乏燃料后处理智能设备国产替代。我们测算，2025年我国乏燃料运输容器市场空间或达199.1亿元，乏燃料后处理智能装备探寻千亿市场规模。
　　看好新燃料及乏燃料运输容器、智能设备、冷却塔等从0到1的设备环节
　　新燃料运输容器国产替代伊始。核燃料组件换料周期一般为18个月，单次更换1/3的燃料。科新机电、上海阿波罗、西安核设备、南通中集能源、大连宝原、中国原子能科学研究院等公司机构已获批准。我们测算，2025年我国核燃料换料所需运输容器市场空间约为26.3亿元，2030年将达40.8亿元。
　　乏燃料贮运容器、智能设备前景广阔。乏燃料运输容器结构复杂，性能要求高，国内厂商主要为大连宝原、西安核设备，科新机电等厂商亦有布局。乏燃料干式贮存可环节乏燃料后处理产能压力，上海阿波罗已有乏燃料干法贮存容器成品交付。实体清单限制下核工业关键设备自主可控需求迫切，景业智能等厂商已入局，部分产品性能可全面或部分实现进口替代。我们测算，2025年我国乏燃料运输容器市场空间或达199亿元，乏燃料后处理智能设备有望探寻千亿市场规模。
　　冷却塔沿海核电应用趋势明朗。过去沿海核电站多用直流冷却方案，未来冷却塔沿海核电应用有望成为趋势，以2022年核电5698.6万千瓦装机容量，2030年预计达到12000万千瓦装机容量计算，预计有126台核岛用冷却塔和63台常规岛用冷却塔的市场空间。
　　受益标的
　　海鸥股份（冷却塔）、科新机电（核燃料运输容器）、景业智能（核工业智能设备及机器人）、华荣股份（防爆电器）、兰石重装（核级压力容器）、佳电股份（主氦风机）、江苏神通（阀门）、中核科技（阀门）、中密控股（机械密封件）。
　　风险提示：核电机组开工进度不及预期，核电设备国产化进程不及预期，乏燃料处理设备研发及国产替代进度不及预期。
　　

研究报告全文：机械设备行业机械设备研核电设备迎景气周期乏燃料后处理长坡厚雪2023年04月10日究行业深度报告投资评级看好维持孟鹏飞分析师熊亚威分析师mengpengfeikyseccnxiongyaweikyseccn行业走势图证书编号S0790522060001证书编号S0790522080004机械设备沪深30029核电建设新周期三代机组价值量提升19我国核电核准节奏加快2022年核电核准数量达到创纪录的10台根据中国10核学会理事长王寿军的发言预计后续每年将保持6-8台核准开工参考台山0核电站建设节奏核岛设备常规岛设备将分别于开工第3年第5年进场行-10我们预计2019-2022年开工的核电站将在2023-2025年迎来设备集中进场业-19深2022-042022-082022-12核电设备迎来景气周期三代核电价值量有所提升核电工程设备投资占比平度数据来源聚源报均超50我国建设的二代改进型机组建成价单位投资平均12056元千瓦而告三门一期等采用三代AP1000机组的核电项目概算建成均价为21368元千瓦相关研究报告目前我国已核准核电项目以三代机型华龙一号和为主聚焦智能制造着眼母机强国行CAP1000VVER业周报-202349乏燃料后处理建设提速后处理设备长坡厚雪氢能产业发展驶入快车道核心设我国乏燃料后处理产能严重不足政府基金支出快速增加设施建设提速乏备需求高增行业周报-202342AI赋能制造业行业周报-燃料贮运容器智能设备逐步实现国产我国从事乏燃料运输容器生产的企业2023326主要有大连宝原西安核设备等科新机电等公司亦有布局景业智能等公司实现乏燃料后处理智能设备国产替代我们测算2025年我国乏燃料运输容器市场空间或达1991亿元乏燃料后处理智能装备探寻千亿市场规模看好新燃料及乏燃料运输容器智能设备冷却塔等从0到1的设备环节开新燃料运输容器国产替代伊始核燃料组件换料周期一般为18个月单次更换源的燃料科新机电上海阿波罗西安核设备南通中集能源大连宝原证13中国原子能科学研究院等公司机构已获批准我们测算2025年我国核燃料换券证料所需运输容器市场空间约为263亿元2030年将达408亿元券乏燃料贮运容器智能设备前景广阔乏燃料运输容器结构复杂性能要求研究高国内厂商主要为大连宝原西安核设备科新机电等厂商亦有布局乏燃报料干式贮存可环节乏燃料后处理产能压力上海阿波罗已有乏燃料干法贮存容告器成品交付实体清单限制下核工业关键设备自主可控需求迫切景业智能等厂商已入局部分产品性能可全面或部分实现进口替代我们测算2025年我国乏燃料运输容器市场空间或达199亿元乏燃料后处理智能设备有望探寻千亿市场规模冷却塔沿海核电应用趋势明朗过去沿海核电站多用直流冷却方案未来冷却塔沿海核电应用有望成为趋势以2022年核电56986万千瓦装机容量2030年预计达到12000万千瓦装机容量计算预计有126台核岛用冷却塔和63台常规岛用冷却塔的市场空间受益标的海鸥股份冷却塔科新机电核燃料运输容器景业智能核工业智能设备及机器人华荣股份防爆电器兰石重装核级压力容器佳电股份主氦风机江苏神通阀门中核科技阀门中密控股机械密封件风险提示核电机组开工进度不及预期核电设备国产化进程不及预期乏燃料处理设备研发及国产替代进度不及预期请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明132行业深度报告目录1核电建设新周期2023年迎增长元年411核电广泛应用的清洁能源前景明亮4111世界核电历经四次迭代2050年全球核装机容量或达当前3倍4112我国核电进入高效发展期2025年前装机量预计预计达70GW左右712核电设备景气周期到来三代机组价值量可观913核电设备自主可控是主线关注从0到1的国产化环节11131上游核燃料特种材料核燃料运输容器12132中游核岛设备常规岛设备和辅助设备12133下游核电站建设运营及乏燃料处理等142乏燃料后处理建设提速后处理设备长坡厚雪1421我国坚持核燃料闭式循环处理乏燃料处理能力亟待提升14211我国坚持核燃料闭式循环处理14212乏燃料后处理产能亟待提升173从0到1新燃料及乏燃料运输容器智能设备冷却塔1831新燃料运输容器国产化伊始资质壁垒高企19311新燃料运输容器国产化伊始193122030年我国核燃料新燃料运输容器市场空间将达408亿元2032乏燃料贮运容器智能设备前景广阔21321乏燃料运输容器国产替代空间大21322乏燃料干式离堆贮存迎来机遇22323乏燃料后处理智能设备自主可控需求迫切243242025年我国乏燃料运输容器市场空间或达1991亿元25325乏燃料后处理智能装备探寻千亿市场规模2533冷却塔沿海核电应用趋势明朗264行至中途核岛设备核电阀门辅助设备2741核岛设备国产替代程度不一2742核电阀门自主可控力强2943辅助设备HVAC系统已实现国产化295受益标的306风险提示30图表目录图1世界核电技术已历经四次迭代4图2压水堆具有二回路系统和蒸汽蒸发器6图3沸水堆没有二回路系统和蒸汽蒸发器6图4高温气冷堆有望实现大规模绿色制氢6图5热气导管连接堆芯和蒸汽发生器6图6世界核电发展的四个阶段7图72022年国内核电核准数量创纪录7图8我国核电站以压水堆技术为主8图9美国的标准压水堆PWR建设成本中结构及设备占比约达3311图10核电产业链分为上游-中游-下游三个部分11图11核电产业链中设备投资占比达5011图12核电细分设备中核岛设备市场规模较大11图13铀矿资源转化工艺链较长12图14我国铀资源贫乏12图15核电机组由核岛设备常规岛设备和辅助设备构成13图16核岛设备成本占比最高13图17核岛设备常规岛设备和辅助设备竞争格局差异较大13图18中广核中核核电站装机量占比较高14图19核燃料是发电成本的主要构成之一14图20乏燃料具有较高的循环利用价值15请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明232行业深度报告图21我国铀资源对外依存度常年维持在70以上15图22乏燃料后处理可分为开式循环和闭式循环两种15图23快堆闭式核燃料循环16图24乏燃料后处理提高铀资源利用率16图25我国坚持核燃料闭式循环路线16图26乏燃料后处理设备种类较多17图27预计2030年中国核电机组装机容量将实现翻倍17图28预计2030年我国在运核电机组将达90-96台17图29预计2025年将有5591吨乏燃料离堆储存18图30政府性乏燃料后处理基金支出快速增加18图31反应堆堆芯位于压水堆核电站内部19图32核燃料组件安装在反应堆堆芯中19图33华龙一号177堆芯含有177根燃料组件19图34科新机电获准生产ANT-12A新燃料运输容器20图35我们预计2030年我国核燃料运输容器市场空间将达408亿元21图36NAC-STC型乏燃料运输容器结构复杂22图37乏燃料湿式贮存依靠池水23图38乏燃料干式贮存依靠容器外壳屏蔽辐射23图39上海阿波罗具有乏燃料干法贮存容器生产能力23图40我们预计2025年我国乏燃料运输容器市场空间为1991亿元25图41预计2021-2035年乏燃料后处理智能装备年均投资额约28亿元-79亿元26图42沿海核电应用或为冷却塔新增量26图43压力容器在核岛设备投资中的占比最高27图44主管道连接一次冷却剂系统的压力容器蒸汽发生器主泵等关键部件28图45主泵是核电运转控制水循环的关键28图46蒸汽发生器U型传热管完整性对核电站安全运行十分重要29图47核电站通风与空气处理HVAC系统及设备30表1目前世界主流核电站采用第二代或第三代核电技术4表22021年国内核电发电量占比较国际核电发电量水平存在较大差距7表3我国核电将进入高效发展期8表4十四五期间各省积极规划核电发展8表5台山核电站核岛设备常规岛设备分别于开工第3年开工第5年进场9表62019年以来核电审批加速9表7核电设备将在2022-2023年集中进场10表8法国乏燃料处理技术世界领先16表9相较英法俄日等国我国乏燃料处理能力较小18表10新燃料运输容器国产替代开启19表11我们预计2030年我国新燃料运输容器市场空间将达408亿元21表12乏燃料运输容器国产替代伊始22表13国内核废料处置主体均为大型核电央企23表14景业智能第二代电随动机械手部分性能已超越国际一线厂商24表15景业智能分析用取样机器人可显著提升放射性料液取样流程的工作效率价格较国外有明显优势24表16我们预计2025年我国乏燃料运输容器市场空间为1991亿元25表17预计2021-2035年乏燃料后处理智能装备市场规模可达千亿26表18核电各细分领域有望受益30请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明332行业深度报告1核电建设新周期2023年迎增长元年11核电广泛应用的清洁能源前景明亮核电是一种清洁能源是利用核裂变或核聚变反应所释放的能量发电的技术其利用核反应堆产生热能进而产生蒸汽驱动涡轮发电机产生电力相较于传统化石燃料发电站核电站排放量低不会产生温室气体和大气污染物在世界范围内被广泛应用111世界核电历经四次迭代2050年全球核装机容量或达当前3倍自1951年12月美国实验增殖堆1号EBR-1首次利用核能发电以来世界核电技术已历经四次迭代第一代20世纪五六十年代开发的原型堆和动力堆由于核电直接从军用到商用核电机组附加安全设计少存在安全隐患第二代20世纪60年代后期在试验性和原型核电机组基础上陆续建成发电功率在300MW以上的压水堆沸水堆重水堆和石墨水冷堆等核电机组二代机组专门设计了能动安全装置而且仅供民用提高了核电的经济性第三代总结了核电发展的经验和教训结合新的安全理念安全方法和安全要求进一步提升了安全性能运行性能以及经济性能第四代2000年美国联合其他九个有意发展核能的国家堆出第四代核能系统计划目前仍在发展阶段预计在2030年左右推向市场图1世界核电技术已历经四次迭代资料来源NuclearInnovationConsultancy开源证券研究所目前世界主流核电站皆采用第二代或第三代核电技术其中第二代和第三代的主要核电堆型包括压力堆和沸水堆等在安全性和经济性上较前一代都有提升第四代核电技术以在安全性经济性核废物处理防止核扩散上更为出色代表堆型包括钠冷快堆铅冷快堆气冷快堆超高温气冷堆等目前主要研发试验阶段商业化预计在2030年左右实现表1目前世界主流核电站采用第二代或第三代核电技术核电系统侧重点技术特点核电堆型代表核电站核电堆型第一代试验验证基于军用核反应堆技术建原型堆和试验堆美国希平港核电站美国请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明432行业深度报告造的首批原型堆证明了印第安角核电站法国舒核能系统发电的可行性兹核电站德国奥利海母设计中没有系统规范核电站科学的安全标准存在许多安全隐患发电成本较高且目前已全部退役按照较完备的核安全法规和标准来设计实现核电压水堆沸水堆重水推动核电民用化进程提切尔诺贝力核电站浙江第二代民用化目前世界上商业堆石墨水冷堆和改进型高经济性秦山核电站运行的大多数核电站均为气冷堆等第二代技术第三代核电站包括革新型核电站和改革型核电站先进非能动压水堆第三代核电技术堆型在安欧洲压水堆全设计上已趋成熟革AP1000先进沸水堆新型核电站采用非能动EPRABWR经济简化型较第二代提高了安全性安全系统简化系统减华龙一号福建福清核第三代沸水堆ESBWR先进及经济性少设备进而提高安全电站压水堆性改善经济性改革型APWR国和一号核电站在原有设计基础APR1400华龙一号上增加安全裕量来提高CAP1400HPR1000安全性增加单机容量来改善经济性四代技术有六种反应堆型的概念设计它在安全性和经济性都更加优越废钠冷快堆铅冷快堆气较第三代安全和经济性物量极少无需厂外应冷快堆超高温气冷堆第四代都更优解决核废物处石岛湾高温气冷堆核电站急并具有防核扩散能力快中子堆超临界水冷堆理防止核扩散等问题的核能利用系统商用化和熔盐堆等预计在2030年左右实现资料来源中国核电招股说明书国家能源局开源证券研究所其中轻水堆广泛应用于第二三代核电站轻水堆可分为压水堆和沸水堆为世界上最普遍的商用堆型压水堆方面其以加压清水为冷却剂和慢化剂其结构和运行较为简单尺寸较小经济性好且安全性高压水堆核电站主要包括核反应堆一回路系统二回路系统及其他辅助系统一回路系统主要负责把核裂变产生的热能传递到二回路的水使给水变为水蒸汽而二回路系统则负责把水蒸汽传入汽轮机带动电机发电沸水堆方面其以沸腾轻水为冷却剂和慢化剂没有压水堆的二回路系统和蒸汽蒸发器在事故时有泄漏放射性物质的危险目前全球在运核电站以压水堆为主根据世界核能协会数据截至2020年末全球在运核电反应堆共441座其中压水堆302座占比68沸水堆占比14请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明532行业深度报告图2压水堆具有二回路系统和蒸汽蒸发器图3沸水堆没有二回路系统和蒸汽蒸发器资料来源电力界资料来源烟台核电研发中心高温气冷堆为我国第四代核电站重要方向以气冷代替轻水堆水冷主要分为棱柱式和球床式两种燃料球靠重力自然落入堆芯能够不停堆在线换料可实现小型模块设计灵活性更高且每一个木块功率密度约为大型压水堆核电站的120停堆后余热水平较低更加安全2021年12月我国石岛湾高温气冷堆核电站投入运行设备国产化率达934采用双模块设计是全球首座球床模块式高温气冷堆核电站该核电站的氦气出口温度能达到750产生566的过热蒸汽在高效发电之外高温蒸汽还能用于热电联产稠油热采化工冶金等高温气冷堆有望实现大规模绿色制氢图4高温气冷堆有望实现大规模绿色制氢图5热气导管连接堆芯和蒸汽发生器资料来源清华大学核能与新能源技术研究院资料来源清华大学核能与新能源技术研究院世界目光重聚核能2050年全球核装机容量或达当前3倍从上世纪50年代至今全球核电共经历了4个发展阶段2011年日本福岛核电站事故对世界核电建设造成了一定负面影响但近年来在低碳趋势及全球能源危机下德国政府计划推迟关闭最后3座核电站2022年2月法国宣布将建造六座新反应堆并考虑再建造8座日本在2022年8月表示将探索建设下一代反应堆并推动闲置核反应堆重启国际能源署IEA评估认为到2050年全球核装机容量要达到现在的3倍请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明632行业深度报告图6世界核电发展的四个阶段资料来源上海市核电办公室开源证券研究所112我国核电进入高效发展期2025年前装机量预计预计达70GW左右我国核电发电量占比较发达国家存在较大差距2021年我国核电发电量约383TWh核电发电占比约为5虽然我国核电发电量位居世界前列但发电占比低于10的全球平均水平较美国俄罗斯等国家存在较大赶超空间表22021年国内核电发电量占比较国际核电发电量水平存在较大差距国家核电发电量TWh核电发电量占比美国77164196法国3633969日本61372俄罗斯2084420中国383215全球2653310数据来源IAEAOurWorldinData开源证券研究所我国核电进入安全高效发展期核电核准加速我国核电自上世纪70年代开始发展过去10年核电核准分别与2011年后和2016年后出现了2次断档2011年因日本福岛事件国内处于安全考虑在2012-2014年暂缓核电建设核准2016以来国内用电增长放缓装机容量快速增长出现多台核电机组陆续投产导致部分核电机组降负荷运行甚至停机备用的情况此外当时全球首个AP1000核电项目浙江三门核电站尚未投产导致2016-2018年核电项目核准暂停2019年以来三代机组陆续投产我国核电核准节奏加快2022年国内核电核准数量达到创纪录的10台预计后续每年将保持6-8台开工核准图72022年国内核电核准数量创纪录151050核电机组核准数量台开工数量台并网数量台数据来源电力科技核能号等开源证券研究所请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明732行业深度报告图8我国核电站以压水堆技术为主资料来源中国核能行业协会2025年我国核电装机量有望达70GW较十三五期间增长40根据十四五现代能源体系规划在2025年前我国核电装机量达到70GW左右较十三五期间增长40根据中国核能发展报告2021数据到2030年我国核电在运装机量有望达到120GW核电发电量占全国发电量的8根据核电站的发展历程及应用前景数据到2050年我国核电装机总容量将达到400GW核电发电量份额将增加到145表3我国核电将进入高效发展期时期文件名称对核电的看法十五期间2001-2005电力工业十五规划适度发展核电十一五期间2006-2010核电中长期发展规划2005-2020年积极推进核电建设十二五期间2011-2015核电安全规划2011-2020年提高准入门槛暂时不安排内陆核电坚持安全发展核电的原则加大自主核电示范工程建十三五期间2016-2020电力发展十三五规划设力度加快推进沿海核电项目建设政府工作报告在确保安全的前提下积极有序发展核电十四五期间2021-2025规划到2025年核电运行装机容量达到7000万千瓦十四五现代能源体系规划左右较十三五同比增长40复合增速7资料来源中国政府网国家能源局开源证券研究所表4十四五期间各省积极规划核电发展省份核电发展规划辽宁开工建设徐大堡核电二期高效开发核能稳步有序推进海阳荣成招远等沿海核电基地建设适时启动第四核电厂址开发探索核能小堆供山东热技术研究和示范打造核能强省到2025年在运在建核电装机规模达到1300万千瓦左右江苏安全利用核能加快田湾核电78号机组项目建设支持田湾核电应急救援基地建设安全高效发展核电围绕核电基地探索建设零碳未来城图建成三澳核电一期推进三门核电二三期三澳核电浙江二期形成渐北浙东浙南三大沿海核电基地到2025年核电装机达1100万千瓦以上广东大力发展核能等清洁能源支持沿海经济带发展核电抓好惠州太平岭核电站建设开工建设陆丰廉江核电重点推进漳州核电霞浦核电神华罗源湾电厂等大型电源项目建设建成华电可门电厂三期漳州核电12号机福建组霞浦核电示范快堆1号机组到2025年力争全省电力总装机达8000万千瓦以上广西积极稳步发展核电海南加快发展核电配套产业引进核电建设期和运行期所需的机械电器仪表控制系统及材料生产企业推动建设核请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明832行业深度报告省份核电发展规划电运维服务中心加快发展核电运行所需的技术支持和检修运维服务支持核技术在环保放射医学等领域的非动力应用资料来源深圳核博会官网国家能源局开源证券研究所12核电设备景气周期到来三代机组价值量可观核电机组建设周期约为6-7年我国2008年-2015年开工的核电机组已陆续完成并网2016年-2018年核电核准中止意味着2023-2025年期间新并网机组数量将会减少2025年之后将再次增长核电设备景气周期到来台山核电站建设过程中核岛设备常规岛设备分别于开工第3年开工第5年进场参考台山核电站的建设节奏我们预计2019-2022年开工的核电站将在2023-2025年迎来设备集中进场我国即将迎来核电设备景气周期表5台山核电站核岛设备常规岛设备分别于开工第3年开工第5年进场开工年份时间事件进场进度T120091026核岛浇筑第一罐混凝土T320111023核岛穹顶吊装就位T4201263反应堆压力容器吊装就位核岛设备进场T42012929首台蒸汽发生器吊装就位T420121226核岛主回路焊接完成T52013826发电机定子在东方电气制造完成T52013124堆芯捕集器安装完成常规岛设备进场T520131220核回路中压注管线冲洗完成T62014329汽轮机四缸扣盖完成T62014731海底隧道开工T62014814发电机完成转子穿装T620141030机组泵站进水T620141226机组重要厂用水系统首次起泵T7201568机组主盘车可用T82016127冷试完成T82016315机组循环泵水泵首次启动T92017413核燃料到场T9201784热试完成新燃料进场T920171115核燃料接受T920171218首次装料前的安全检查T102018410机组批准书颁布并装料T10201866首次临界T102018629并网发电T1020181030100功率发电资料来源ChemWhat开源证券研究所表62019年以来核电审批加速机组名称投资方机组型号装机单体容量核准时间装机容量漳州12号中国核电华龙一号21152019年225太平岭12号中广核集团华龙一号21152019年225三澳12号中广核集团华龙一号21152020年225昌江34号华能集团华龙一号21152020年225徐大堡34号中国核电VVER-120012722021年254田湾78号中国核电VVER-120012722021年254海南昌江玲珑一号中国核电ACP1001252021年125请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明932行业深度报告机组名称投资方机组型号装机单体容量核准时间装机容量浙江三门核二期中国核电CAP1000125122022年2502山东海阳二期国家电投CAP100012522022年250广东陆丰56号机组中国广核华龙一号12022022年240福建漳州二期中国核电华龙一号121222022年2424广东廉江一期核电项目国家电投CAP100012522022年250合计26531资料来源北极星电力网核能号中核集团开源证券研究所表7核电设备将在2022-2023年集中进场开发商项目容量GW进度时间点中核中核玲珑一号0125核岛安装工程开始202211堆芯捕集器CC容中核徐大堡4号12720221器吊装中核田家湾8号127核岛地基浇筑202202中核田家湾7号127芯堆捕集器进场202201中核徐大堡3号127芯堆捕集器进场202201中核漳州2号112核岛钢衬吊装202201中核漳州1号112核岛穹顶吊装完成202110中核霞浦1-2号示范12招标202201中广核红沿河6号机组111调试202110中广核防城港3号118调试202201中广核防城港4号118调试202201中广核惠州1号112核岛穹顶吊装完成20211224预计中广核惠州2号112FCD混凝土浇筑202110中广核三澳1号112FCD混凝土浇筑20201231中广核三澳2号112FCD混凝土浇筑20211231置换水箱3个模块华能海南昌江3号1220211203顺利吊装华能海南昌江4号12FCD混凝土浇筑20211229资料来源北极星电力网海南政府网等开源证券研究所三代核电价值量有所提升目前我国核电设备以第三代核电设备为主三代核电每台机组的EPCEngineeringProcurementConstruction工程总承包投资约为200亿我国建设的二代改进型机组建成价单位投资平均12056元千瓦最高12983元千瓦最低10468元千瓦而三门一期海阳一期台山一期等采用三代AP1000机组的核电项目概算建成均价为21368元千瓦相较二代机组三代核电价值量有所提升目前我国已核准核电项目以三代机型华龙一号CAP1000和VVER为主核电工程设备投资占比平均超50根据英国能源技术研究所EnergyTechnologiesInstitute数据美国的标准压水堆PWR建设成本中直接成本占比约达33包括结构和改进反应堆设备涡轮发电机设备电气设备散热系统杂项设备特殊材料模拟器直接成本的不可预见费等我国核电工程中设备投资占比平均超50请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1032行业深度报告图9美国的标准压水堆PWR建设成本中结构及设备占比约达33资料来源EnergyTechnologiesInstitute13核电设备自主可控是主线关注从0到1的国产化环节核电产业链上游为核燃料特种材料及压力容器中游为核电机组设备包括核岛设备常规岛设备和辅助设备等下游为核电站建设运维及乏燃料后处理等核电产业链环节中基础设施占比达40设备投资占比达50我们看好新燃料及乏燃料运输容器智能设备冷却塔等从0到1的设备环节图10核电产业链分为上游-中游-下游三个部分资料来源我国核电站项目设备供应商管理研究曲野萌2018年开源证券研究所图11核电产业链中设备投资占比达50图12核电细分设备中核岛设备市场规模较大核岛设备其他1010压力容器4060安全壳管道蒸发器12设备投资核级阀95018主泵基础建设内构件和控制杆4025常规岛设备247汽轮机发电机19凝汽器3012设备投资基础建设其他108泵阀及管道辅助设备数据来源我国核电站项目设备供应商管理研究曲野萌2018数据来源我国核电站项目设备供应商管理研究曲野萌2018年开源证券研究所年开源证券研究所请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1132行业深度报告131上游核燃料特种材料核燃料运输容器铀矿资源转化工艺链较长铀矿石开采出来后经过破碎研磨浸出固液分离萃取等过程得到浓缩铀再经过提纯化学转化制成二氧化铀或金属铀但这时铀产品中铀235仅占071若要用于核电厂轻水堆的燃料需要把铀235的浓度提2-5pct后才能制成芯块并组装成核燃料组件我国核燃料进口依赖度高中核集团核燃料独家供应我国大部分铀资源品味低且埋藏深开采成本较高铀矿资源70以上都来源于进口主要供应国家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等核燃料物资在各国都受到严格管制只有获得许可的企业才能采购中核集团目前是中国唯一拥有完整核燃料循环产业的企业国家授权中核集团对核燃料铀产品的生产经营和进出口实行专营具有核燃料供应资质图13铀矿资源转化工艺链较长图14我国铀资源贫乏140120100806040200铀资源万吨资料来源国家核安全局数据来源WorldInformationServiceonEnergy开源证券研究所132中游核岛设备常规岛设备和辅助设备中游核电机组设备主要包括核岛设备常规岛设备和辅助设备根据中国核能发展报告2025十四五期间我国核电设备年均投资额约为540-720亿元随着2022年核电项目审批加速设备有望迎来放量叠加核电进入三代装机时代设备价值量有望增大核电机组中核岛设备成本占比最高但核岛设备常规岛设备和辅助设备竞争格局差异较大请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1232行业深度报告图15核电机组由核岛设备常规岛设备和辅助设备构图16核岛设备成本占比最高成BOP24核岛46常规岛30核岛常规岛BOP资料来源中国产业信息网数据来源前瞻产业研究院开源证券研究所图17核岛设备常规岛设备和辅助设备竞争格局差异较大资料来源我国核电站项目设备供应商管理研究曲野萌2018年开源证券研究所核岛设备成本占比最高约为46包括反应堆压力容器主管道及热交换器和蒸汽发生器为核岛三大主要部件这些是我国核电国产化的核心垄断程度高技术壁垒高且毛利率也较高属于行业内的高端产品目前市场参与者较少主要以国企为主导民企更多是参与部分部件的制造核岛设备的供应以上海电气东方电气哈电集团中国一重四大国企为主主要承担三代核电主设备如反应堆压力容器稳压器蒸汽发生器汽轮发电机主冷却剂泵的供应民营企业在细分产品如阀泵管道风机制冷设备等方面占据了主要供应地位核岛设备核心产品由国企垄断民企积极布局细分零部件领域技术难度大请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1332行业深度报告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核心设备包括压力容器蒸汽发生器主泵及主管道等均由国企垄断兼具投资占比较高与毛利率较高两大特点主要参与者为东方电气上海电气哈动力集团和一重集团四家企业常规岛设备占比约30壁垒及毛利率较低主要包括汽轮机组和二回路等辅助系统由于常规岛的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毛利率较低辅助设备占比约20民营企业居多市场竞争激烈包括核燃料储存系统电厂运行控制系统专设的安全设施和系统放射性废物处理系统等2015年国内开启核三级设备市场化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133下游核电站建设运营及乏燃料处理等下游为核电站建设运营及乏燃料处理等核电建设周期长投资规模大前期工作一般需要5-10年由于核电行业的特殊性及核电技术的复杂性不管是在运装机容量还是发电量行业集中度都很高2020年核电运营市场CR2高达90以上我国的核电项目大都由中国核电和中国广核两家分别或合作建设运营核电运营商的发电成本主要由核燃料折旧及摊销职工薪酬和乏燃料处理费用构成根据中广核招股说明书数据四大成本构成在2016-2018年度合计占比分别为81257928及8143核燃料是发电成本的主要构成之一2018年度占总发电成本的3133图18中广核中核核电站装机量占比较高图19核燃料是发电成本的主要构成之一4590392500000万元200000015000004332517110000005000000201620172018中广核中核集团国家电投华能集团核燃料折旧及摊销职工薪酬乏燃料处理费其他数据来源中国核电中广核开源证券研究所数据来源中广核招股说明书开源证券研究所2乏燃料后处理建设提速后处理设备长坡厚雪21我国坚持核燃料闭式循环处理乏燃料处理能力亟待提升211我国坚持核燃料闭式循环处理乏燃料是指受过辐射照射被使用过的核燃料通常由核电站的核反应堆中卸出这种燃料无法继续维持核反应且具有放射性但其中含有的铀235钚239等可裂变材料和铀238等可转换材料仍然具有二次利用价值将乏燃料中的铀钚与裂变产物相互分离将回收的铀和钚作为核燃料再利用的过程叫做乏燃料后处理请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1432行业深度报告是核燃料循环后段中的关键环节之一图20乏燃料具有较高的循环利用价值图21我国铀资源对外依存度常年维持在70以上100806040单位200中国铀资源对外依存度资料来源国家能源局开源证券研究所数据来源国家能源局开源证券研究所辐照之后的燃料组件依然保留着475-480KG的U占了新燃料U装料的95-96燃料组件收到辐照后会产生5KG的PU元素占了整个燃料组件的1这些U和Pu元素都可以循环再利用不可利用的裂变产物只占到组件重量的3-4图22乏燃料后处理可分为开式循环和闭式循环两种资料来源全球乏燃料与高放废物管理现状陆燕2022年国外核电厂乏燃料贮存方式对比研究徐健等2021年开源证券研究所乏燃料后处理的意义首先在于资源的充分利用通常压水堆核电站铀资源的利用率仅为037如果对乏燃料进行后处理用榨出来的铀在压水中在循环一次可节省天然铀25若如此多次循环则铀资源的利用率可以达到1若将后处理得到的钚与铀富集后剩下的贫铀制成快堆燃料则铀资源的利用率可以提高60倍左右达到60到70这意味着原本仅能使用5060年的天然铀可利用长达3000余年此外乏燃料后处理可以显著减少需长期深地质层处置的核废物体积并且大幅降低核废料的放射性乏燃料处理方式可分为闭式循环和一次通过循环两种闭式循环是指对乏燃料进行处理回收其中可用的材料和元素英法俄日等国家采取该路线其中法国技术最为先进一次通过循环则是将乏燃料作为放射性废物直接予以深埋贮存采取该路线的国家主要有美加瑞典等我国坚持核燃料闭式循环处理后处理请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1532行业深度报告图23快堆闭式核燃料循环图24乏燃料后处理提高铀资源利用率资料来源我国快堆闭式核燃料循环体系的现状及展望王宏渊资料来源国内外乏燃料后端处理田伟2016开源证券研2013年究所图25我国坚持核燃料闭式循环路线资料来源中国能源报中核集团与法国阿海珐公司合作建设处理厂借鉴法国乏燃料闭式循环处理的大规模商业运行经验实现核燃料的循环利用2010年年底中国自主建设的中试厂热调试取得成功预计2025年前后才会正式投入运行但中试厂规模有限年处理能力仅为50吨与法国阿海珐公司合作后在甘肃省境内建立年处理规模达800tHM的乏燃料处理厂已于2021年实现第一罐混凝土浇筑预计2029年后处理设施进行热试2030年实现投运总造价将超过1000亿表8法国乏燃料处理技术世界领先国家厂名乏燃料类型规模ta建成时间备注UP2-400氧化物4001966已关闭法国UP3-800氧化物8001990UP2-800氧化物8001994由UP2-400改建快堆混合氧化唐瑞81960物英国镁诺克斯氧化物1500THORP氧化物60019941976年处理动力堆乏燃俄罗斯马雅克金属铀4001948料东海村氧化物2101977实际生产能力90ta日本六所村氧化物8002008推迟到2016年投运请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1632行业深度报告特朗贝金属铀301964印度塔拉普尔氧化物1001977卡尔帕卡姆氧化物200西谷氧化物30019661972年关闭美国巴威尔氧化物15001975冷试过未投产德国WAK氧化物3519711990年停运中国甘肃中试厂氧化物5020102010年热试成功未投产资料来源立鼎产业研究院开源证券研究所图26乏燃料后处理设备种类较多资料来源乏燃料后处理设备源项计算研究熊雯雯2016年开源证券研究所212乏燃料后处理产能亟待提升我国核电机组核准加速2030年核电机组装机容量有望翻倍2022年我国核电机组核准加速全年共核准5个核电项目总计10台核电机组截至2022年底我国在运核电机组55台截至2022年9月在建核电机组23台为全球第一图27预计2030年中国核电机组装机容量将实现翻倍图28预计2030年我国在运核电机组将达90-96台14000012000090010012000080070080100000600608000050055806600004004030040000200202000010000000全国核电机组在运数量台乐观装机容量核电机组商运兆瓦全国核电机组在运数量台保守核电发电量占发电总量比重核电机组商运数据来源Wind经济参考报开源证券研究所数据来源Wind21世纪经济报道上海证券报等开源证券研究所请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1732行业深度报告我国早期投入运行的多台核电机组已处于堆水池饱和或即将饱和的困境政府乏燃料后处理基金支出快速增加乏燃料离堆贮存的需求十分紧迫目前秦山第二核电厂一二号机组大亚湾核电厂和岭澳核电厂在堆贮存水池已饱和或即将饱和秦山核电厂岭澳核电厂二期的核电机组在堆贮存水池在2021-2025期间将陆续达到饱和图29预计2025年将有5591吨乏燃料离堆储存图30政府性乏燃料后处理基金支出快速增加6000559120600我国乏燃料新增量1497吨154004000当年外运需求量10391081吨293210815200223043220001470117252550111910472251597077520840700520-200020112012201320142015201620172018201920202021全国政府性基金支出核电站乏燃料处理处置基金支出全国政府性基金支出核电站乏燃料处理处置基金支出数据来源中国核电发展与乏燃料贮存及后处理的关系肖雨生数据来源国家统计局Wind开源证券研究所2020年国家统计局Wind开源证券研究所我国乏燃料后处理产能不足乏燃料后处理能力亟待提升目前我国后处理产能仅50吨年在建产能约有400吨年其中首期200吨预计2025年运营中核龙瑞乏燃料200t处理项目二期厂区规划于2022年开始建设相比英法俄日等国我国乏燃料处理能力较小表9相较英法俄日等国我国乏燃料处理能力较小国家设施位置产能tHMa投运时间UP2-800阿格8001994年法国UP3阿格8001989年英国镁诺克斯塞拉菲尔德15001964年俄罗斯RT-1马雅克4001977年日本六村所六村所8002024年计划印度四座小型设施360-总计4660资料来源全球乏燃料与高放废物管理现状陆燕2022中核战略规划研究总院开源证券研究所2025年之后核电装机将大幅上升乏燃料的量会相应增加目前我国存量乏燃料近万吨每年新增超1000吨平均每台机组产生约25吨年预计到2035年存量降到387万吨每年新增超3000吨若2035达到动态平衡需3-4个800吨年后处理厂每个投资1000-1500亿总投资3000-6000亿元其中设备占比约40-50智能装备占设备的20我国第一期龙腾200吨总投资额约为300亿其中设备投资额占比约50按照2030年800吨处理产能计算设备总投资额约为600亿元折合每年60亿市场规模3从0到1新燃料及乏燃料运输容器智能设备冷却塔请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1832行业深度报告31新燃料运输容器国产化伊始资质壁垒高企311新燃料运输容器国产化伊始新燃料组件运输容器用于装载未经辐照未发生核链式反应的燃料组件核燃料安装于核电站反应堆堆芯中可分为天然六氟化铀直接加工及乏燃料后处理加工MOX燃料两种核燃料组件一般由数百根圆柱形燃料棒成束组成内部装载含有2-4铀235或铀238的燃料图31反应堆堆芯位于压水堆核电站内部图32核燃料组件安装在反应堆堆芯中资料来源机电原理官网资料来源机电原理官网核燃料组件换料周期一般为18个月单次更换13的燃料以广东大亚湾核电站为例该核电站站M310型反应堆堆芯由157个AFA3G燃料组件构成换料周期18个月每次更换13的燃料华龙一号所使用的177堆芯由177个燃料组件构成图33华龙一号177堆芯含有177根燃料组件资料来源华龙一号177堆芯特点分析李冬生2022年一座百万千瓦的压水堆核电厂运行1年大致需要30吨燃料组件的运输量目前我国的核电厂主要建设在东南沿海核燃料的生产厂和核废料处置库位于西部地区核燃料运输耗时一周左右新燃料运输容器国产替代开启运输容器型号包括CNFC-300STC-NF1AANT-12A以及用于实验快堆燃料组件运输的TK-C57CEFR-MOX-N01目前我国已获得产品资质的企业包括科新机电上海阿波罗西安核设备大连宝原核设备等表10新燃料运输容器国产替代开启运输容器型号主要制造公司批准日期特点容器质量设计寿命CNFC-300西安核设备2018年1月最多装载2组FA3002362kg-请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1932行业深度报告运输容器型号主要制造公司批准日期特点容器质量设计寿命新燃料组件U-235初始富集度最高为4最多装载1组RFA-XL型新燃料组件STC-NF1A南通中集能源2019年4月1420kg-U-235初始富集度最高为495最多两组带或不带相关组件的12英尺科新机电上海阿波2021年4月2020STEP-12系列与ANT-12A罗大连宝原核设备年12月2022年13200kg40年AFA3G系列新燃料有限公司月件U-235初始富集度最高为495组件重量最高为10kg单个组件中的中国原子能科学研究TK-C572018年10月燃料元件数量为10100kg20年院根U-235富集度最高为5最多装载4盒CEFR-中国原子能科学研究MOX燃料组件U-CEFR-MOX-N012017年11月2377kg-院235同位素富集度最高为45资料来源生态环境部官网核燃料组件运输容器应用现状概述孙谦2022开源证券研究所ANT-12A适用于绝大多数压水堆燃料组件运输根据生态环境部官网ANT-12A型新燃料运输容器设计批准书数据ANT-12A型号容器可以用于运输STEP-12系列以及我国目前绝大多数压水堆核电站主要采用的AFA3G系列新燃料组件在新燃料运输容器上科新机电已实现该领域高端设备的国产化公司为行业内少数拥有核电资质的民营压力容器制造企业目前已取得了ANT-12A型新燃料运输容器项目批量化生产订单并服务于一带一路相关项目图34科新机电获准生产ANT-12A新燃料运输容器资料来源ANT-12A型新燃料运输容器设计批准书3122030年我国核燃料新燃料运输容器市场空间将达408亿元根据世界核电厂运行实绩报告2022数据我国目前在运核电机组54个我们预计到2025年和2030年我国在运核电机组将分别达62个和96个假设我国在运反应堆堆芯燃料组件数平均157个在建核电机组堆芯燃料组件数与华龙一号相同为177个反应堆堆芯换料平均周期为15个月每次更换13的燃料假设核电机组有一定的新燃料贮存要求请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明2032