公用事业:大国碳中和之四代核电-解决核能利用痛点,向“终极能源”过渡

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证券研究报告 | 2025年0109
优于大市
大国碳中和之四代核电
解决核能利用痛点,向“终极能源”过渡
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资料来源:Wind、国信证券经济研究所整理
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:核能发展势挑战与机遇并核电呼之出。
2024 年约 1.13 亿
规模保持世界前我国核电发核电为主,受
术特性,在发应用场景等方战。而四代核
源”
反应的安全性——有安性。代核
本身设计和材不依赖外部保在正常工作和
题?快堆、钍熔盐堆。范畴
-235 在中的为 0.7%
用天铀中占比 99.3%的-238 作为反应原料可以
前不到 1%,高到 60%,大幅延使用年限,缓
给不足的问题中的钍基熔盐改用钍作为燃
产生射性
料,目前对乏流处理方式仍储存,无法完
题且成本高昂有嬗变能力,燃料的重要手
利用压水堆中后铀等元素进还可以通过嬗
寿
如何增加核电厂址?——四代堆结合小堆或可成为内陆核电放开的重要
固有安全性使性风险大幅降,冷却水需求
存在极端情况大量外部冷却应堆的准备。
小型化自然循适用聚焦偏远,降低了厂址
改核
电的核电运行能量利用效
率较低的一个重要因素是蒸汽参数较低导致能量损失大。从能量效率的
角度来看,直接使用热能是更理想的能量利用方式,发电只是核能利用
的其中一种形式。四代堆依靠较高的运行参数可以进行供汽、制氢、制
氨等综合利用,拓展核能综合利用方式。
核电发展加快在电力系统中的作用凸显成长空间和确定性
较高。我国核电运营牌照具有稀缺性,建议关注目前唯二核电运营上市
公司中国核电中国广核,及筹划资产重组,注入国家电投集团旗下核
电资产的电投产融。建议关注四代核电相关装备制造商
重点公司盈利预测及投资评级
公司
公司
投资
收盘价
总市值
EPS
PE
代码
名称
评级
(元)
(亿元)
2023A
2024E
2023A
2024E
601985.SH
中国核电
优于大市
9.98
1885
0.56
0.59
13.3
16.9
003816.SZ
中国广核
优于大市
3.76
1899
0.21
0.23
14.6
16.3
000958.SZ
电投产融
优于大市
5.94
320
0.24
0.25
16.7
23.8
资料来源:Wind、国信证券经济研究所预测
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2
内容目录
核能发展势头强劲,挑战与机遇并存 .............................................. 5
我国核准机组数量创历史新高,核电成长确定性高 .......................................... 5
核能发展仍面临多重挑战 ................................................................ 7
聚焦核能利用痛点,迭代核能新技术 ............................................. 12
如何提高反应堆的安全性?——四代堆固有安全性 ......................................... 15
如何解决燃料问题?——快堆、钍基熔盐堆 ............................................... 17
如何解决乏燃料问题?——快堆嬗变 ..................................................... 19
如何增加核电厂址?——四代堆结合小堆或可成为内陆核电放开的重要契机 ................... 20
如何增加核电的利用场景?——四代堆提高运行参数 ....................................... 22
附录:四代堆技术特征介绍 ..................................................... 27
快堆:钠冷快堆、铅冷快堆、气冷快堆 ................................................... 27
热堆:(超)高温气冷堆、超临界水堆、熔盐堆 ........................................... 33
..................................................................... 41
风险提示 ..................................................................... 41
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3
图表目录
1 我国历年核电装机容量变化情况(MW) .................................................. 5
2 我国运行核电机组数量变化情况(台) .................................................. 5
3 各国核电装机容量及核电发电量在全国发电量中的占比 .................................... 6
4 全国在运和在建核电站情况 ............................................................ 7
5 “华龙一号”能动与非能动安全系统原理图 .............................................. 8
6 全球天然铀产量和核电需求(单位:tU) ................................................ 8
7 STEPS 情境下各种电源发电量(单位:TWh) ..............................................8
8: 天然铀长协(红)和现货(蓝)价格(单位:$/lbU3O8) ................................... 9
9 全球勘探支出及美国核电业主进口天然铀价格 ............................................ 9
10 核燃料循环及乏燃料处理的两种方式 ................................................... 9
11 湿法贮存 .......................................................................... 10
12 干法贮存 .......................................................................... 10
13 核电站选址流程图 .................................................................. 11
14 田湾核电基地 ...................................................................... 12
15 中国实验快堆 ...................................................................... 13
16 华能石岛湾高温气冷堆核电站 ........................................................ 14
17 多普勒效应原理和示意图 ............................................................ 16
18 高温气冷堆耐高温全陶瓷包覆颗粒燃料球示意图 ........................................ 16
19 快堆燃料转换示意图 ................................................................ 17
20 裂变产生的中子数与入射中子能量的变化曲线 .......................................... 18
21 钍铀燃料循环原理示意图 ............................................................ 19
22 乏燃料处理路线 .................................................................... 20
23 美国核电场址分布情况 .............................................................. 22
24 2025-2060 年终端能源需求电能与氢能占比 .............................................23
25 2019-2024 年中国氢气产量产量(万吨) ...............................................24
26 不同制氢方式及占比 ................................................................ 24
27 热化学硫碘循环水分解原理 .......................................................... 24
28 核能制氢不同工艺的成本范围 ........................................................ 25
29 合成氨在中国不同产业中的用量及预测 ................................................ 26
30 2019-2024 年中国氢气产量产量(万吨) ...............................................26
31 中国合成氨行业市场规模,2019-2027E ................................................ 26
32 绿氢制绿氨工艺流程图 .............................................................. 27
33 钠冷快堆系统示意图 ................................................................ 28
34 池式(左)和回路式(右)钠冷快堆结构示意图 ........................................ 30
35 铅冷快堆系统示意图 ................................................................ 30
36 Brest-OD-300(上)、ELFR(左下)和 SSTAR(右下)结构设计 ........................... 31
37 铅基反应堆在核能中利用的建议路线图 ................................................ 32

标签: #碳中和 #碳 #能源

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