4 核電產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化加速升級
4.1 全產(chǎn)業(yè)鏈已實現(xiàn)國產(chǎn)化
核電產(chǎn)業(yè)鏈包括從上游核燃料供應到中游核設備生產(chǎn)制造，最后到下游核電建 造及運營等。我國核電產(chǎn)業(yè)鏈已形成每年 8 套核電主設備制造的產(chǎn)能，建設安裝產(chǎn)能 可滿足 30 臺核電機組同時施工的要求，在世界核電市場處于領先地位。從盈利水平 角度來看，核燃料產(chǎn)業(yè)鏈、核島主設備制造以及核電站運營的毛利率較高，相關企業(yè) 將收獲相對更多核電行業(yè)高景氣的紅利。
核電在各基荷能源類型中燃料成本占比顯著偏低。核電站具有初始投資高、燃料 費用較低的特點。初始建設投資一般占電站全生命周期的比例為 45-50%，運營成本 40-45%，其中燃料采購成本(包括鈾礦開采、鈾轉化濃縮、燃料組件制造等前段環(huán) 節(jié))僅占 10-15%。經(jīng)合組織核電站的總燃料成本通常僅為燃煤電廠的 1/3~1/2、為 天然氣聯(lián)合循環(huán)電廠 1/4~1/5。此外值得注意的是，核燃料的后處理成本占核電站全 生命周期成本約 5%，隨著我國核電存量裝機規(guī)模的擴大，乏燃料后處理市場潛力不 容小覷。
4.2 上游核燃料循環(huán)潛力大
中核集團是國內唯一擁有完整核燃料循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)。核燃料循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈主 要分為前端經(jīng)過鈾礦開采、轉換濃縮等環(huán)節(jié)最終完成燃料元件制造，以及后端乏燃料 和放射性廢物的后處理。中核集團子公司中國核燃料有限公司是中國唯一的核燃料生 產(chǎn)、供應和服務企業(yè)，并擁有在四川宜賓和內蒙古包頭兩個核燃料生產(chǎn)基地，國內所 有核電站所用核燃料均出自這里。 中廣核目前亦在積極發(fā)展核燃料產(chǎn)業(yè)，在哈薩克斯坦、非洲、澳大利亞等國家和 地區(qū)投資開發(fā)鈾礦。我們認為未來隨著核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展及核燃料需求擴大，核燃料產(chǎn)業(yè) 發(fā)展將呈現(xiàn)更加多元化特征。
核電站的燃料成本占比遠低于火電。一座百萬 kW 級的核電站，每年需要約 30 噸的鈾原料，同等規(guī)模的火力發(fā)電站則需要 350 萬噸標準煤，參考過去三年燃料價 格，百萬千萬級電站對于天然鈾、動力煤每年需求折合人民幣分別為 0.2 億元、18.3 億元，核電站的燃料成本遠遠低于火電。核燃料在核電站運行階段占總成本 34%，大 幅低于燃煤機組 78%、天然氣機組 87%的燃料占比。在核燃料循環(huán)成本結構中，鈾 礦開采和鈾濃縮的占比較高，分別達到 41%、31%。
解決高放射性固體廢物處理問題是當前重點。放射性廢氣和廢液經(jīng)處理后達標 后可直接排放或重復利用，固態(tài)廢物處理相對復雜，中低放射性廢物經(jīng)過固化、貯存 后移送至區(qū)域處置場進行地表處理;高放射性廢物，即乏燃料，有兩種處理方式：1) 開放式核燃料循環(huán)：將其作為放射性廢物直接最終處理;2)閉式核燃料循環(huán)：從中 回收的鈾、钚等加工制成核燃料組件，實現(xiàn)循環(huán)利用，其他廢物做深地質處理。我國 采用閉式核燃料循環(huán)方法。
乏燃料處理產(chǎn)業(yè)鏈是主要市場增量。我國核電站配有堆內貯存池，一般設計容量 為可貯存 10 年，早期投運已超出自身貯存容量的核電站可轉移至臨近核電站暫時貯存，或放置于離堆乏燃料貯存池，但最終仍需運至乏燃料后處理廠進行最終處置。隨 著審批重啟后存量機組規(guī)模的不斷擴大，以及離堆貯存池選址需考慮后處理廠位置進 行配套建設，對乏燃料后處理廠及相關配套設施的需求迫在眉睫。 我國乏燃料后處理產(chǎn)業(yè)已布局多年，有望即將進入加速發(fā)展階段。2010 年我國 首座由中核 404 主導的動力堆乏燃料后處理中試廠投運，乏燃料年處理能力 60 噸， 2017 年以其為基礎的示范工程開工，設計年處理能力 200 噸。2019 年立項的北山 地下實驗室已于 2022 年 12 月動工，作為高放廢物深地質處置的科研平臺，是我國 核燃料閉式循環(huán)科技創(chuàng)新體系的重要組成部分。一座百萬 kW 級的壓水堆核電站，每 年產(chǎn)生乏燃料約 21 噸，據(jù)此估算，2022 年底我國乏燃料累計產(chǎn)生已逾 9000 噸，遠 遠超過目前的乏燃料后處理能力。
我們根據(jù)目前已公布的在運、在建以及核準待建核電機組規(guī)模進行估算，2025 當年將產(chǎn)生 1330 噸乏燃料，累計乏燃料貯存量達 13099 噸;2030 年當年將產(chǎn)生 1883 噸乏燃料，累計 21254 噸，考慮堆內貯存池 10 年臨時貯存規(guī)模，2025 年、 2030 年新產(chǎn)生的離堆乏燃料分別為 426 噸、1024 噸;累計需要被處理的離堆乏燃 料分別達到 3121 噸、7095 噸。綜上，2030 年前國內需建成具備年處理能力達到千 噸以上規(guī)模的乏燃料后處理廠，目前僅 60 噸/年。
4.3 中游設備打造大國重器
核能發(fā)電是將核能依次轉化為熱能、機械能、電能的過程，依賴數(shù)量龐大且復雜 的系統(tǒng)實現(xiàn)此過程。 按廠房布置分為核島、常規(guī)島、電廠配套設施(BOP)。 按照能量傳輸邊界分為一回路系統(tǒng)(主冷卻劑系統(tǒng))、二回路系統(tǒng)(核蒸汽 系統(tǒng))、三回路系統(tǒng)(冷卻水源系統(tǒng))。 一回路系統(tǒng)位于核島，因系統(tǒng)內介質直接與核燃料接觸而具有放射性，核島 設備安全性、穩(wěn)定性要求是最高的。
核島設備具有投資比重大、利潤率高的特征。在核電站總投資的分項費用結構中， 核電設備費占到 50%的比例，其中核島設備占全部設備費用的比例達到 52%。設備 國產(chǎn)化對總投資影響顯著，我們測算，目前設備國產(chǎn)化率 85%相比核電建設初期全 部依賴進口，可以節(jié)約 40%以上設備購置成本。
核島承擔熱核反應功能，是實現(xiàn)能量轉換、保障核電站平穩(wěn)安全運營的核心。核 島主要設備制造難度大、制造周期長、對安全性要求高，對企業(yè)研發(fā)能力、制造加工 能力要求很高，國內有能力參與核島主要設備制造的廠家并不多，主要供貨商有東方 電氣、上海電氣、中國一重、哈爾濱電氣等。我們認為主要原因在于核電技術壁壘較 高，企業(yè)想要進入該領域需要付出的前期研發(fā)、設備等投資費用非常高，而已參與過 核電供貨的廠商因為積累了技術和制造能力，更容易拿下新項目訂單，從而形成了“強 者恒強”的局面。
我國核電設備產(chǎn)業(yè)鏈今年有望實現(xiàn) 100%國產(chǎn)化率。我國核電設備國產(chǎn)化率，從 2017 年大亞灣時 1%，已提高到防城港 3 號機組 88%，主泵、DCS、重要閥門等長 期依賴進口的設備已逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化。2022 年 12 月，中核集團首個安全級 DCS 設 備交付;2023 年 2 月國電投宣布，“國和一號”產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟已完成非能動余熱排出閥、 1E 級磁浮子液位計等十一項整機設備攻關，今年有望達到 100%國產(chǎn)化水平。我們 認為國家裝備制造產(chǎn)能升級，會優(yōu)先選擇技術先進、國產(chǎn)率高的領域，核電產(chǎn)業(yè)鏈符 合發(fā)展要求。
4.4 下游運營商業(yè)模式優(yōu)異
核電站的建設與運營的安全性是重中之重，具有高進入門檻的特點。目前國內擁 有核電站建設和運營資格的企業(yè)僅有中核集團、中廣核集團、國電投以及華能集團 4 家，其他電力企業(yè)可以憑借廠址資源，通過參股方式參與核電運營。中核和中廣核牢 牢占據(jù)我國核電在運機組規(guī)模前兩位，2022 年底兩者市占率達到 85%。國電投負責 第三代核電技術 AP1000 消化吸收，并成功研發(fā)出我國首個具有自主知識產(chǎn)權的機 型 CAP1400。華能集團布局高溫氣冷堆多年，于 2020 年控股海南昌江核電二期項 目正式獲得我國第四張牌照。
設計能力是核電站安全建設及運營的重要保障。在核電建設的過程中，國內核電 設計院的人員儲備不斷加強，技術能力大幅提升，在消化引進技術的基礎上開發(fā)出了 具有自主知識產(chǎn)權的三代技術。我們認為在各國均推出自主核電技術的趨勢下，未來 核電市場競爭將是知識產(chǎn)權的競爭，只有保持研發(fā)設計力量，不斷開發(fā)、改進才能加 強在核電市場的領先地位。
隨著核電參與電力交易市場比例的提高，有望進一步打開利潤增長空間。核電運 營商收入主要來源于電力銷售，一部分采用核準電價直接上網(wǎng)，另一部分參與電力交 易市場。核電市場化交易部分與煤電成交價息息相關，目前已有約 70%煤電電量通 過參與電力市場形成上網(wǎng)電價，2022 年 10 月國家發(fā)改委發(fā)布《關于進一步深化燃煤 發(fā)電上網(wǎng)電價市場化改革的通知》，有序放開全部燃煤發(fā)電電量上網(wǎng)電價，擴大市場 交易電價上下浮動范圍。隨著電力交易總盤子擴大，市場趨于成熟，市場交易電價有 望持續(xù)上漲。核電機組審批加速，疊加參與市場化交易比例提升，核電運營收益將加 速增長。
4.5 核電產(chǎn)業(yè)鏈受益分析
核電產(chǎn)業(yè)鏈上各參與方參與核電投資的時點存在差別。長周期主設備和土建施 工合同在項目開工(FCD)前較長時間就已啟動招標，相應承包商受益時序最靠前， 訂單執(zhí)行能最快體現(xiàn)在公司業(yè)績上。核燃料供應商和核電站運營商受益時序比較靠后， 一般設備承包商受益時序介于中間。
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