2022年核电设备行业深度报告.docx

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1、2021年核电设备行业深度报告核电是政策把控行业，设备需求取决于新开工核电站的数量和国产化率。核电具有技术密集、资金投入大等特点，同时涉及安全和公众舆论，因此核电是一个由政策把控的行业，国家通过发放路条控制新建核电站的审批和开工。核电设备的需求则取决于核电开工数量及国产化率。其中核电开工数量主要受到国家政策的影响，而国产化率则受到可批量化建设的核电技术路线影响。从中短期来看，我国核电市场发展主要受到国产三代、四代核电技术的成熟性以及“碳中和”的驱动；长期来看，核电发展主要受到国内能源结构改善的需求驱动。复盘过去十年核电指数，可分为四个阶段：1) 20112015年：福岛核事故后，国内核电进行了

2、历时一年半的安全检查，虽然得出安全有保障的结论，但不上马新的核电项目，核电审批速度放缓。同时德国、意大利、瑞士等提出了“弃核”的主张，公众对于核电安全性的担忧有所增加。新机组审批速度放缓+舆论压力导致核电行业发展放缓,核电指数持续下行；2) 2015年：“十二五”规划收官之年，核能协会、国家能源局等相关人员均在不同场合透漏年内将有6-8台核电机组开工建设，随后8台新机组被审批，核电重启预期升温，核电指数大幅上涨；3) 2016-2018年：2015年审批8台机组之后，虽然国家政策多次提到过核电建设目标，但并无新核电机组审批，主要原因，一方面是福岛事故后公众舆论压力仍然存在；另一方面，福岛核事故

3、后，新机组要求具备三代安全性，2018年之前国内三代核电并无商运投产案例，因此整体审批较为谨慎，核电指数走弱。4) 2019至今：随着三代核电项目落地，20192020年国家每年核准新机组4台，2021年国家核准5台机组，审批和开工节奏明显加快，同时在“碳达峰”、“碳中和”等大力发展绿电背景下，核电指数回升。核能发电原理及核反应堆简介核裂变能通过链式反应释放。核裂变，又称核分裂，是指由重的原子核(主要是指铀核或坏核)分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式。原子弹或核能发电厂的能量来源就是核裂变。其中铀裂变在核电厂最常见，当热中子轰击铀-235原子后，一个铀核吸收了一个中子可以分裂成两个

4、较轻的原子核，在这个过程中质量发生亏损，因而放出很大的能量，并产生两个或三个新的中子，新中子再去撞击其它铀-235原子,从而形成链式反应。核电为受控的裂变能。链式裂变反应释放的核能可以进行人为控制，通过在铀的周围放一些强烈吸收中子的“中子毒物”（硼、银、锢、镉等），使一部分中子还没有被铀核吸收引起裂变时，就先被“中子毒物”吸收，这样就可以控制中子的产生速度，使得核能缓慢地释放出来。核电站就是通过插入和提出中子吸收控制棒实现对核反应堆中核能释放速度的控制。核电站通过核能、热能、机械能、电能的能量转换路径实现发电。核能发电基本原理是核裂变产生能量加热水生成蒸汽,将核能转变成热能；蒸汽压力推动汽轮机

5、旋转，热能转变为机械能；然后汽轮机带动发电机旋转发电，将机械能转变成电能。以当前的主流压水堆核电站为例，其能量转换借助于三个回路来实现。在一回路中，反应堆冷却剂（通常为水）在主泵的驱动下进入反应堆，流经堆芯后带走核燃料裂变产能的能量，进入蒸汽发生器将热量传递给二回路的水，然后再流回到主泵，循环往复；在二回路中，二回路水通过热交换被一回路的水加热生成蒸汽，蒸汽再去驱动汽轮机，带动与汽轮机同轴的发电机发电，做功后的剩余蒸汽再经三回路冷却为液态水后，再次进入蒸汽发生器循环；在三回路中，三回路冷却水通过凝汽器冷却二回路做功后的蒸汽，带走剩余的弃热。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

6、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）中子堆或者快中子堆。压水堆是目前世界上最普遍的商用堆型。目前世界上核电站采用的反应堆有压水堆、沸水堆、重水堆、石墨气冷堆、石墨水冷堆以及快中子增殖堆等，但比较广泛使用的是压水堆。压水堆以普通水作冷却剂和慢化剂，是目前世界上最普遍的商用堆型。全球范围内大多数用于发电的在运及在建核反应堆采用压水堆技术。根据国际原子能机构的统计，截至2022年02月28日，全球在运核电反应堆共439座，其中采用压水反应堆技术的共304座，占比达到69.3%,相较于2017年（65.2%

7、）,压水堆核电站占比提升约4个pcto国内核电发展现状：在运机组53台，在建机组19台截至2022年02月28日，我国所有在运（以首次并网为准）、在建（以浇灌第一罐混凝土为准）核电机组均为沿海核电站,在运的核电机组共53台，装机容量约5465万千瓦，在建核电机组共19台（包括快堆2台、小堆1台），总装机容量约2148万千瓦。其中，在建机组中有一半以上采用的是华龙一号。此外，徐大堡4号机组已获得核准，暂时还未浇灌第一罐混凝土（FCD）o核电预期形成批量化建设趋势：华龙一号成为首选堆型核电预期形成稳定批量化建设。从政策角度，核电迎来较为确定的政策空间。2021年的政府工作报告中提出：在确保安全的前

8、提下，积极有序的发展核电。这是自福岛核事故以来，政府工作报告中首次使用“积极”一词提及核电发展；十四五规划中也明确表示“积极有序推动沿海核电建设”；同时,2019-2020年，国家连续两年每年核准新机组4台，2021年国家核准了5台机组（4台压水堆、1台小型堆），显示了国家对于核电持积极的政策态度；从技术角度，国内目前主要采用的三代核电技术是华龙一号和VVER1200,两种型号技术均有机组成功商运，验证了其安全性和可靠性，具备批量化生产的条件；从能源结构上讲，核电低碳、清洁优势显著，但核电发电量占比较低（2021年仅占全国发电量的5.02%）,我国碳减排和环保需求愈加强烈，发展核电是改善能源结

9、构的必然选择；从宏观电力需求，我国2015-2021年全社会用电量年复合增长率为6.96%;2015-2021年发电量年复合增长率为6.60%,电力需求持续增长。因此，在政策明确+技术成熟+碳中和的三重驱动下，叠加国内电力需求持续增加，国内核电转向积极有效发展新阶段，预期形成较为稳定的批量化建设阶段。华龙一号海内外全面开花，为核电建设首选堆型。世界首台EPR机组台山核电以及AP1000机组三门核电在2019年先后顺利并网，同时，采用我国自主研发的第三代核电技术华龙一号的首台机组—福清核电5号机组在2020年也顺利并网，预示着三代核电技术的成熟落地。目前“华龙一号”已成为国内核电新项

10、目的首选，在国内19台在建机组中，有10台采用了华龙一号技术，同时，巴基斯坦卡拉奇核电2号顺利商运，标志着华龙一号技术出海成功，“华龙一号”在海内外全面开花。华龙一号技术在国内、国外的成功应用为新核电项目审批奠定了良好的基础。核电低碳、清洁优势显著，核电发电量绝对值、占比较低我国碳排放减排和环保需求强烈，发展核电是改善能源结构的必然选择。2021年10月24日，中共中央国务院联合发布了关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见，提出：1）到2025年，单位国内生产总值能耗比2020年下降13.5%,单位国内生产总值二氧化碳排放比2020年下降18%,非化石能源消费比重达到20%左

11、右；2）到2030年，单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降65%以上；非化石能源消费比重达到25%左右；3）到2060年，非化石能源消费比重达至180%以上，碳中和目标顺利实现。意见中提及的2030年的非石化能源消费占比相较我国在巴黎协定中做出的承诺进一步提升5%。同时也首次提及了2060年非化石能源消费占比目标。根据国家能源局最新统计数据，2021年全国商运核电机组累计发电量为4071.41亿千瓦时，与燃煤发电相比，核能发电相当于减少燃烧标准煤11558.05万吨，减少排放二氧化碳30282.09万吨、二氧化硫98.24万吨、氮氧化物85.53万吨。因此不论从碳排放减排需求还是环保需

12、求出发，发展核电都是我国改善能源结构的必然选择。核电发电与其他清洁能源相比，在发电效率、稳定性等多方面上具备明显优势。从碳排量看，核电碳排放量与风电持平，低于光伏，而水电每发一度电的碳排放量约是核电发电的10倍；从年均利用小时数看，2020年核电的年均利用小时数约7427小时，几乎是风电的3.5倍和水电的2倍，显示了极高的发电效率；从稳定性来看，核电发电不受季节和地理环境的影响，可以全年发电，是电力供应基荷电源的最优选择，而风电和太阳能发电受限于环境限制，一方面主要分布在西北地区，受当地电力消纳能力影响会存在一定的弃风弃电现象，另一方面发电的间歇性表现明显，如需稳定供电需要储能技术，目前储能技

13、术还未完全成熟；从发展空间来看，可规划核电厂址超200台机组，发展空间极大，水电发展国内装机量已达全球水电总装机量的1/4,产能接近瓶颈，发展有限；从单位投资成本来看，核电高于光伏和风电，但综合考虑利用小时数和电站使用寿命，同时若考虑光伏和风电的储能系统配置，则核电仍然具备一定优势。我国核电发电量占比仍较低，与其他国家对比发展潜力巨大。根据国家能源局最新统计数据，2021年全国累计发电量为81121.8亿千瓦时，商运核电机组累计发电量为4071.41亿千瓦时，约占全国累计发电量的5.02%,远远低于占比约71.13%的火电发电量。同时，从全球核电发电占比来看，国内核电发电占比远低于全球平均水平

14、，仍有较大的提升空间。我国全社会用电量创近五年新高，电力需求持续增长。我国全国全社会用电量增速自2015年以来持续回升，2021年同比增长10.30%,达到近五年的最高值。受益用电需求持续上市,国家从需求端考虑增加核电新项目审批因素进一步增强，核电有望形成稳定的批量化建设。政策积极、技术成熟，批量化建设条件已备2021年多个政策支持核电发展，政策态度变得更为积极。根据国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要，“十四五”时期我国将建成华龙一号、国和一号、高温气冷堆示范工程，积极有序推进沿海三代核电建设，核电运行装机容量达到7000万千瓦。同时根据中国核能行业协会发布的中国核能发

15、展与展望(2021)，预计在2030年，在运装机容量达到1.2亿千瓦。截至2021年02月28日，我国运行核电机组共53台，在建机组19台，总装机容量为7612万千瓦，按照单机组容量125万千瓦估算，假设核电建设周期为5年，预计2025年前需要新开工35台核电机组。同时在2021年的政府工作报告中，核电发展方针已由2018年的“稳妥推进核电发展”转为“在确保安全的前提下积极有序发展核电”。三代核电技术成熟，已具备批量化建设条件。目前国内在建三代核电技术包括华龙一号和VVER1200,技术路线以华龙一号为主。华龙一号是充分利用现有设计技术和装备制造体系、渐进式改进形成的三代核电技术,95%的设备采用成熟的设计和制造工艺，关键设备如主泵、蒸汽发生器、数字化仪控系统(DCS)等均采用成熟定型产品，具有丰富的工程应用和运行经验。目前华龙一号国内首堆——福清5#机组、海外首堆——巴基斯坦卡拉奇核电2号均已成功商运