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

VIP专免
请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容
证券研究报告 | 2025年01月09日
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
核心观点
行业研究·行业专题
公用事业
优于大市·维持
证券分析师:黄秀杰
证券分析师:郑汉林
021-61761029
0755-81982169
huangxiujie@guosen.com.cn
zhenghanlin@guosen.com.cn
S0980521060002
S0980522090003
证券分析师:刘汉轩
联系人:崔佳诚
010-88005198
021-60375416
liuhanxuan@guosen.com.cn
cuijiacheng@guosen.com.cn
S0980524120001
市场走势
资料来源:Wind、国信证券经济研究所整理
相关研究报告
《公用环保 2025 年 1 月投资策略-2024 年全国碳市场配额交易及
清缴工作顺利结束,《加快工业领域清洁低碳氢应用实施方案》
发布》 ——2025-01-06
《公用环保 202412 第 5 期-广东省 2025 电力市场年度交易结果
出炉,华电国际拟 71.67 亿元收购多项火电资产》 ——
2024-12-30
《公用事业与环保行业 2025 年投资策略-关注成本下行的火电、
燃气及防御逻辑的水电、核电;同时关注资产整合标的》 ——
2024-12-27
《公用环保 202412 第 4 期-1-11 月全社会用电量同比+7.1%,11
月工业及混合油(UCO)出口量创历史新高》 ——2024-12-22
《公用环保 202412 第 3 期-多省开展 2025 年电力市场交易工作,
长江电力发布 2024 年中期分红规划》 ——2024-12-16
行业趋势:核能发展势头强劲,挑战与机遇并存,四代核电呼之欲出。截至
2024 年,我国在运和在建核电总量约 1.13 亿千瓦,规模升至世界第一,其中
在建机组规模保持世界第一。目前我国核电发展以三代核电为主,受限于三
代核电技术特性,在发展空间、应用场景等方面面临挑战。而四代核电是核
能利用发展的下一阶段,针对三代核电面临的各种问题提出了新的堆型设计,
也是可控核聚变实现之前向“终极能源”过渡的核能利用方式。
如何提高反应堆的安全性?——四代堆固有安全性。四代核电的一个重要特
征是各种堆型设计具有固有安全性,,即“从物理定律出发就可以理解的”,
依靠系统本身设计和材料特性,不依赖外部保护装置,在正常工作和潜在异
常情况下均能“确定地”保持安全的特性。
如何解决燃料问题?——快堆、钍基熔盐堆。三代核电属于热堆范畴,其主
要燃料铀-235 在自然界天然铀中的比重仅为 0.7%左右。四代核电中的快堆则
可充分利用天然铀中占比 99.3%的铀-238 作为反应原料,可以让天然铀的利
用率从目前不到 1%,提高到 60%以上,大幅延长铀资源使用年限,缓解天然
铀一次供给不足的问题。四代堆中的钍基熔盐堆则可以改用钍作为燃料,我
国相对“富钍贫铀”,钍基熔盐堆可扬长避短,解决我国天然铀稀缺问题。
如何解决乏燃料问题?——快堆嬗变。压水堆会产生含有强放射性、长半衰
期的乏燃料,目前对乏燃料的主流处理方式仍是掩埋和储存,无法完全解决
乏燃料问题且成本高昂。快堆具有嬗变能力,是处理乏燃料的重要手段。快
堆既可以利用压水堆中剩余的堆后铀等元素进行发电,还可以通过嬗变消耗
掉乏燃料中的长寿命锕系元素,减少环境影响。
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。四代核电的固有安全性使核电扩散性风险大幅降低,冷却水需求也可减
少,也不存在极端情况需要引入大量外部冷却水淹没反应堆的准备。部分四
代堆具有小型化自然循环设计,适用聚焦偏远地区供电,降低了厂址条件的
限制,还可以利用煤电厂址进行“煤改核”。
如何增加核电的利用场景?——四代堆提高蒸汽参数。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。
风险提示:相关政策不及预期;技术发展不及预期;核事故风险;舆情风险。
投资建议: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
公司中国核电和中国广核,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
请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容
证券研究报告
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
投资建议 ..................................................................... 41
风险提示 ..................................................................... 41
请务必阅读正文之后的免责声明及其项下所有内容
证券研究报告
3
图表目录
图1: 我国历年核电装机容量变化情况(MW) .................................................. 5
图2: 我国运行核电机组数量变化情况(台) .................................................. 5
图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
图4: 全国在运和在建核电站情况 ............................................................ 7
图5: “华龙一号”能动与非能动安全系统原理图 .............................................. 8
图6: 全球天然铀产量和核电需求(单位:tU) ................................................ 8
图7: STEPS 情境下各种电源发电量(单位:TWh) ..............................................8
图8: 天然铀长协(红)和现货(蓝)价格(单位:$/lbU3O8) ................................... 9
图9: 全球勘探支出及美国核电业主进口天然铀价格 ............................................ 9
图10: 核燃料循环及乏燃料处理的两种方式 ................................................... 9
图11: 湿法贮存 .......................................................................... 10
图12: 干法贮存 .......................................................................... 10
图13: 核电站选址流程图 .................................................................. 11
图14: 田湾核电基地 ...................................................................... 12
图15: 中国实验快堆 ...................................................................... 13
图16: 华能石岛湾高温气冷堆核电站 ........................................................ 14
图17: 多普勒效应原理和示意图 ............................................................ 16
图18: 高温气冷堆耐高温全陶瓷包覆颗粒燃料球示意图 ........................................ 16
图19: 快堆燃料转换示意图 ................................................................ 17
图20: 裂变产生的中子数与入射中子能量的变化曲线 .......................................... 18
图21: 钍铀燃料循环原理示意图 ............................................................ 19
图22: 乏燃料处理路线 .................................................................... 20
图23: 美国核电场址分布情况 .............................................................. 22
图24: 2025-2060 年终端能源需求电能与氢能占比 .............................................23
图25: 2019-2024 年中国氢气产量产量(万吨) ...............................................24
图26: 不同制氢方式及占比 ................................................................ 24
图27: 热化学硫碘循环水分解原理 .......................................................... 24
图28: 核能制氢不同工艺的成本范围 ........................................................ 25
图29: 合成氨在中国不同产业中的用量及预测 ................................................ 26
图30: 2019-2024 年中国氢气产量产量(万吨) ...............................................26
图31: 中国合成氨行业市场规模,2019-2027E ................................................ 26
图32: 绿氢制绿氨工艺流程图 .............................................................. 27
图33: 钠冷快堆系统示意图 ................................................................ 28
图34: 池式(左)和回路式(右)钠冷快堆结构示意图 ........................................ 30
图35: 铅冷快堆系统示意图 ................................................................ 30
图36: Brest-OD-300(上)、ELFR(左下)和 SSTAR(右下)结构设计 ........................... 31
图37: 铅基反应堆在核能中利用的建议路线图 ................................................ 32
本资料由有户自行上传,仅供个人参考学习使用(禁止商用)。任何个人或组织,在未征得本站同意时,禁止复制、盗用、采集、发布本站内容到任何网站、书籍等各类媒体平台。如若本内容侵犯了原著者的合法权益,可联系我们进行处理。
相关推荐
-
VIP专免2025-02-08 109
-
VIP专免2025-02-08 109
-
VIP专免2025-02-08 109
-
VIP专免2025-02-08 109
-
VIP专免2025-02-08 109
-
VIP专免2025-02-08 109
-
VIP专免2025-02-08 109
-
VIP专免2025-02-08 109
-
VIP专免2025-02-08 109
-
VIP专免2025-02-08 109
作者:蕉下梦
分类:研究报告
价格:免费
属性:43 页
大小:2.67MB
格式:PDF
时间:2025-01-10