核电装备行业深度分析：审批窗口将打开，核电装备迎春天.pdf

huajinsc/ 1 / 29 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2018 年 06 月 22 日 行业 研究 证券研究报告 核电装备 行业深度分析 审批窗口将打开，核电装备迎春天 投资要点 能源短缺和核电经济性推动全球核电市场复苏 ： 全球核电发展经历了实验示范、快速发展、低潮和复苏四个阶段。纵观整个行业的发展历程，可以发现全球范围内能源短缺以及核电与其他能源相比更高的性价比两次推动核电进入发展高潮，期间发生的几次核事故仅对核电产业造成短期影响。目前，核电产业发展的主要方向是提升安全性和防止核扩散，安全性更高的第三代核电站和能够防止核扩散的第四代核电站将逐步取代目前在运的大部分第二代核电站。随着核电技术的不断成熟和核电的安全性的提高，发生核事故造成整体行业陷入低迷的概率将进一步降低。全球核电市场将长时间处于复苏阶段，核能发电量占发电总量的 比例在2016 年到达 10.03%的低谷后预计将开始回升。 政策导向明确，未来十年是我国核电发展黄金期 ： 我国核电发展起步较晚，但发展速度较快。 1974 年，秦山核电站的建成标志着我国核电产业的正式起步。2005 年以前，由于我国电力供应相对充裕，核电仅为我国能源供给的补充。 2006年， 核电中长期发展规划（ 2005-2020 年） 的出台， 确立了核电在我国经济与能源可持续发展中的战略地位 ，同时也根据 1983 年回龙观会议的讨论结果，明确了我国已压水堆型为主的核电技术发展方向。我国目前在建机组 19 台，居世界第一，在运机 组 38 台，居世界第四，总装机容量约 58GW。作为核能及核技术运用大国，掌握核技术的自主知识产权将是核电产业未来发展的核心。随着电力发展“十三五”规划对核电装机容量提出的高要求以及核安全法的颁布和实行，未来十年内我国核电发展将进入一个黄金时期。 能源安全是国家战略，核能发电成本优势明显： 核电对保障中国能源安全、实现 2030 年非化石能源占比 20%的目标，具有举足轻重的作用。核电的建设可以从三个方面保障我国能源安全：第一，提高能源供给能力，改善能源结构；第二，通过在电力负荷中心建立核电站，可以大大减少煤炭运输 ,缓解运输压力，减少运输过程能源消费；第三，降低能源对外依存度，提高我国能源抗风险能力（据中国石油集团经济技术研究院， 2013 年，我国石油和天然气的对外依存度高达58.1%和 31.6%，到 2030 年，中国石油进口量将达到 75%）。核电的特点是电站建设成本和运维费用高，投资回报周期长，但燃料费用较低。 根据 原子能委员会（ NEA）与国际能源署（ IEA）联合发布 的报告，在贴现率 为 3%和 7%的条件下，核电的平准化发电成本都比燃气轮机联合循环发电和 煤电 要低，其成本优势明显。此外，我国核电站出口的项目不断增多，在巴基斯坦 、阿根廷和英国均有项目已经完成或开始动工，核电“走出去”将塑造国家名片。 核电 装备行业将显著受益 ： 核电的产业链可划分为设计、设备制造、建筑安装、运营管理和核燃料供应系统 (包括核乏料处理 )五部分 。其中，设计、建筑安装以及运营管理等环节几乎被中核、中广核和国电投三家国企及其子公司垄断，民营企业参与机会较少。但在与核电结合最紧密， 附加值最大 的核电设备制造领域，民营企业参与机会较多。在核电设备制造中，核岛设备是最关键一环，目前，国投资评级 领先大市 -A 首次 首选股票 评级 601106 中国一重 增持 -A 002438 江苏神通 增持 -A 一年 行业 表现 资料来源：贝格数据 升幅 % 1M 3M 12M 相对收益 -14.84 -15.15 -34.22 绝对收益 -22.86 -25.78 -34.15 分析师 张仲杰 SAC 执业证书编号： S0910515050001 zhangzhongjiehuajinsc 021-20377099 报告联系人 范益民 fanyiminhuajinsc 021-20377169 报告联系人 王志杰 wangzhijiehuajinsc 021-20377179 相关报告 -34%-26%-18%-10%-2%6%14%22%2017!-06 2017!-10 2018!-02其他专用机械 沪深 300 行业深度分析 huajinsc/2 / 29 请务必阅读正文之后的免责条款部分 内供应商除东方电气、上海电气等国企外，包括台海核电、江苏神通等在内的民营企业也 成长 迅速 ，在 其中的许多 领域取得了领先的市场地位。 我国核电设备的发展经历了引进、消化、吸收、再创造的阶段，目前国产化率已达较高水平， 根据科技部 2017 年 8 月的数据，我国主要推广的三代核电设备综合国产化率已经从 2008 年依托项目的 30提高到了 85以上。 另外， 到 2020 年， 我国 50 座压水堆每年将卸出乏燃料近 1000 吨，乏燃料累积量将超过 1 万吨，乏燃料后处理需求强烈。 随着“十三五”期间核电后处理刚需释放以及国家政策和基金的支持，国内核电设备公司已经开始增加投入力度 。在乏燃料后处理设备中， 中子吸收材料已经基本完成国产化替 代，未来市场空间和附加值更大的乏燃料储罐将成为国产化重点攻关的下一个目标。 重点推荐： 国内能够生产核电大型铸锻件和提供全套核反应堆压力容器、稳压器、蒸汽发生器的企业之一，内部改革效果显著，迈入上升周期 的 中国 一重（ 601106.SH）； 国内核级蝶阀和核级球阀主要供应商，实现了核级蝶阀、球阀产品的全面国产化，在核电阀门产品领域优势地位突出 的江苏神通（ 002438.SZ）。 风险提示： 核安全事故导致整体行业低迷，核电政策落地实施不及预期，核电新技术研发不及预期等。 行业深度分析 huajinsc/3 / 29 请务必阅读正文之后的免责条款部分 内容目录 一、 核电发展史 . 5 （一） 核能用于发电的发展历程 . 5 1、 实验示范阶段 . 5 2、 快速发展阶段 . 6 3、 低潮期 . 6 4、 复苏阶段 . 7 （二） 核电在全球能源结构中占有重要的地位 . 7 1、 2030 年 ，全球核电装机容量将达 602GW . 7 2、 在建核电站主要集中在亚洲 . 8 （三） 安全性不断提升是核电发展的主要方向 . 9 二、 能源安全和节能环保是我国发展核电的主要动力 . 11 （一） 能源安全是国家战略 . 12 （二） 核电 “ 走出去 ” 塑造国家名片 . 13 （三） 跨省消纳将推动核电基荷运行 . 14 （四） 内陆核电真的不安全吗？ . 15 （五） 我国核电政策指引明确，将开启十年黄金期 . 15 1、 压水堆是我国中短期主力堆型 . 15 2、 掌握自主知识产权是关键 . 17 3、 未来十年是核电行业发展 的黄金时期 . 17 三、 核电产业链分析 . 18 （一） 大型国企垄断核电站设计和建造环节 . 19 （二） 三大运营 商角逐，整体格局稳中有变 . 19 （三） 核电设备：国企仍为主力，民企加速崛起 . 20 （四） 核燃料循环孕育可观市场 . 22 四、 重点推荐标的投资建议与盈利预测 . 25 （一） 中国一重 . 25 （二） 江苏神通 . 26 （三） 台海核电 . 27 图表目录 图 1：核反应堆技术路线谱系 . 5 图 2：核电机组投入与停止运营数量统计（ 1970-2016） . 6 图 3：各国核电机组并网、在建、规划数量（截至 2018 年 2 月底） . 8 图 4：核电发电占全球总发电量比例（ GW， %） . 8 图 5：全球运营与及在建核电装机量（截止 2016 年底） . 9 图 6：核电技术发展历程 . 10 图 7：压水堆核电站原理 . 11 图 8：沸水堆核电站原理 . 11 图 9：我国石油使用量 进口量及对外依存度（万吨） . 12 图 10：天然气发电 煤发电 核能发电的平准电价 . 13 图 11： 光伏发电 风电的平准电价 . 13 图 12：法国核电站分布图 . 15 行业深度分析 huajinsc/4 / 29 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图 13：美国核电站分布图 . 15 图 14：建成与在建核电机组容量测算（ GW） . 18 图 15：核电产业链 . 18 图 16：在运核电机组中各业主权益装机 占比 . 20 图 17：在建核电机组中各业主权益装机占比 . 20 图 18：压水堆核电站结构示意图 . 21 图 19：乏燃料水池 . 23 图 20：芬兰乏燃料地下处置库 . 23 图 21：全球核电后处理厂处理能力情况 . 24 图 22：处置基金 “ 十三五 ” 末累计近 250 亿 . 24 表 1：核电实验示范反应堆 . 6 表 2：国际核事件分级表 . 7 表 3：在运及在建（括号内）堆型及机组 数量（截止 2016 底） . 11 表 4：电力发展 “ 十三五 ” 规划各类发电装机容量（亿千瓦） . 12 表 5：商运核电机组 2017 年电力生产情况 . 14 表 6：我国核电机组并网 在建 规划 统计（截止 2018 年 5 月） . 16 表 7：核岛主设备简介及其主要供应商 . 21 行业深度分析 huajinsc/5 / 29 请务必阅读正文之后的免责条款部分 一、 核电发展史 （一） 核能 用于发电的 发展 历程 核反应堆是产生可控核裂变、释放出巨大核能的装置，是核电厂的“锅炉”。在核电厂中，核反应堆产生的热量经过热交换、驱动汽轮机和发电机运动转化为电力。核电与水电、煤电构成了世界能源供应的三大支柱，在世界能源结构中有着重要的地位。目前世界上已有 30 多个国家和地区建有核电站。 核反应堆按照中子能量不同 、 燃料不同、慢化剂和冷却剂不同分为多种类型。按燃料循环分为铀 -钚循环和钍 -铀循环；按发生反应的中子能量分为热中子反应堆和快中子反应堆； 按 冷却剂分 为轻水 堆 和重水 堆 ； 按 慢化剂 分为 为石墨 堆 、轻水 堆 和重水 堆 。快中子反应堆采用铀 235 或钚239 做燃料，液态钠做冷却剂，没有慢化剂。 现在比较主流的反应堆技术是热中子轻水堆，轻水做慢化剂和冷却剂。其中又分为压水堆和沸水堆。中国采用的压水堆技术路线，压水堆堆芯所在的压力容器高压达 150 个大气压以上，保证工作水温达到 350 摄氏度。 图 1：核反应堆技术路线谱系 资料来源：华金证券研究所整理 1、 实验示范阶段 1954 年 ， 前苏联建成 5MW 实验性石墨沸水堆，是世界上第一座核电站； 1956 年英国建成 45MW原型天然铀石墨气冷堆核电站； 1957 年美国建成 60MW 原型压水堆核电站； 1962 年加拿大建成25MW 天然铀重水堆核电站。 1954-1965 年间世界共有 38 个机组投入运行，属于早期原型反应堆。 行业深度分析 huajinsc/6 / 29 请务必阅读正文之后的免责条款部分 表 1：核电实验示范反应堆 时间 国家 反应堆 功率（ MW） 堆型 慢化剂 冷却剂 1954 前苏联 奥布灵斯克核电站 5 石墨沸水堆 石墨 轻水 1956 法国 马尔库尔基地 40 天然铀石墨气冷堆 石墨 二氧化碳 1956 英国 考尔德豪尔核电站 45 天然铀石墨气冷堆 石墨 二氧化碳 1957 美国 希平港核电站 60 压水堆 加压轻水 加压轻水 1962 加拿大 罗尔夫顿 NPD2 核电站 25 天然铀重水堆 重水 重水 资料来源：华金证券研究所整理 2、 快速发展阶段 1966-1980 年 间 全球共有 242 个机组投入运行。核电在此阶段得以快速发展，一方面受到石油危机的影响，另一方面核电经济性逐渐显现。美国在此期间成批建造了 0.5-1.1GW 压水堆和沸水堆，并出口至其他国家；前苏联建造了 1GW 石墨堆和 0.44GW、 1GW VVER 型压水堆；日本、法国引进并消化美国的压水堆、沸水堆技术。法国核电发电量在此期间增加 20.4 倍，核电占比从3.7%提升至 40%以上；日本核电发电量增加 21.8 倍，占比从 1.3%提升至 20%。 图 2：核电机组投入与停止运营数量统计（ 1970-2016） 资料来源：世界核能协会，华金证券研究所 3、 低潮期 由于 1979 年美国三哩岛（五级事故）以及 1986 年前苏联切尔诺贝利核事故（七级事故），直接导致了 1981-2000 年间世界核电的停滞，人们开始重新评估核电的安全性和经济性。为保证核电厂的安全，世界各国采取了增加更多安全设施、更严格审批制度等措施，以确保核电站的安全可靠。 为了统一划分各国核电厂事故的级别，便于互相通报和与公众进行交流，国际原子能机构和经济合作与发展组织于 1990 年发表了国际核事件分级表。 8 个等级中的较低级别（ 13 级）称为事件，较高级别（ 47 级）称为事故， 0 级表示无核安全意义的事件。 行业深度分析 huajinsc/7 / 29 请务必阅读正文之后的免责条款部分 表 2： 国际核事件分级表 级别 说明 准则 实例 7 级 特大事故 堆芯的放射性裂变产物大量逸出至厂区外（其量相当于 1016Bq 碘 -131） 可能有急性健康效应。在广大地区（可能涉及一个以上国家）有慢性健康效应 有长期的环境后果 1986 年前苏联切尔诺贝利事故 2011 年日本福岛第一核电站事故 6 级 严重事故 明显向厂区外逸出裂变产物（其量相当于 10151016Bq 碘 -131） 很可能需要全面实施当地应急计划 5 级 有厂区外危险 的事故 有限地向厂区外逸出裂变产物（其量相当于 10141015Bq 碘 -131） 需要部分地实施当地应急计划（如就地隐蔽或撤离） 由于机械效应或熔化，堆芯严重损坏 1979 年美国三哩岛事故 4 级 主要在设施内 的事故 少量放射性向厂区外逸出 除了当地食品要控制外，一般不需要厂区外防护措施 堆芯有某些损坏 工作人员所受剂量（ 1 Sv 量级）可能导致急性健康效应 3 级 重大事件 极少量放射性（超过规定限值）向厂区外逸出 无需厂区外防护措施 厂区内严重污染 工作人员受过量照射 接近事故状况 丧失纵深防御措施 2 级 事件 不直接或立即影响安全，但有潜在安全影响 1 级 异常 没有危险，但偏离正常的功能范围，这可能由于设备故障、人因失误或程序不适当所造成 2010 年中国大亚湾核电站事件 0 级 安全上无重要 意义 资料来源：原子能工业，华金证券研究所 4、 复苏阶段 21 世纪以来，随着世界经济的复苏，以及越来越严重的能源、环境危机，促使核电作为清洁能源的优势又重新显现，同时经过多年的技术发展，核电的安全可靠性进一步提高，世界核电的发展开始进入复苏期，世界各国都制定了积极的核电发展规划。美国、欧洲、日本开发的先进轻水堆核电站，即第三代核电站取得重大进展，有的已投入商运或即将立项。 （二） 核电在全球能源结构中占有重要 的 地位 1、 2030 年 ， 全球核电装机容量将达 602GW 根据世界核能协会的数据， 截止 2018 年 1 月 ， 全球 30 个国家和地区共有 440 个核电机组，总装机容量为 390GW，发电 量约占全球发电量的 11%。 美国接近 100 台、法国 58 台、其次机组较多的是日本 、 俄罗斯 、 中国。从核电占国家总发电量的比重来看，截至 2017 年末，全球共有 14个国家和地区超过 20%。其中法国的核电比重高达 76%，韩国占比 30%，美国和俄罗斯接近 20%。而我国核电占发电总量占比不足 3%，对比发达国家， 我国仍 属于核电应用较低水平。按照全球行业深度分析 huajinsc/8 / 29 请务必阅读正文之后的免责条款部分 目前规划和在建核电机组的统计， 2030 年的全球核电装机容量将达 602GW，是目前容量 382GW 的1.61 倍。 图 3：各国核电机组并网、在建、规划数量（截至 2018 年 2 月底） 资料来源： Wind，华金证券研究所 从历史上看， 全球核能发电量占比逐年增长至 1995 年的 16.75%峰值，并成为全球第三大电力来源；随着老旧机组进入报废高峰期，而新建机组较少导致，全球核能发电量占比逐年下滑至2016 年的 10.03%。 图 4：核电发电占全球总发电量比例（ GW， %） 资料来源：世界原子能， BP， IEA，世界核协会，华金证券研究所整理 2、 在建核电站 主要 集中在亚洲 据世界核能协会， 2016 年世界核电站提供 2476TWh 的电力，这是从 2012 年以来连续第四年保持增长。自从 1954 年核能发电以来，全球运营核电机组逐年增长， 2018 年 3 月达到 394GW。 99 58 42 36 38 24 22 19 15 15 2 1 2 6 20 4 6 0 0 0 21 0 3 22 143 6 46 0 11 2 020406080100120140160美国 法国 日本 俄罗斯 中国 韩国 印度 加拿大 乌克兰 英国 并网 在建 规划 0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%050100150200250300350400450全球运行核电装机容量 (GW) 核电占全球总发电比例 行业深度分析 huajinsc/9 / 29 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图 5：全球运营与及在建核电装机量（截止 2016 年底） 资料来源：世界核能协会，华金证券研究所 （三） 安全性 不断 提升是核电发展 的主要 方向 核电站技术方案可分四代。 第一代核电站为原型堆 ，主要用于验证核电设计 建造及商业运营前景； 第二代核电站为技术成熟的商业堆 ，目前运营中的核电站绝大部分属于第二代核电站 ;第三代核电站为符合 URD 或 EUR 标准的核电站 ，安全性和经济性均有较大的提高，属于未来发展的主要方向之一； 第四代核电站强化了防止核扩散等方面的要求 ，目前处在原型堆技术研发阶段。 行业深度分析 huajinsc/10 / 29 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图 6：核电技术发展历程 资料来源：国家统计局，华金证券研究所 第一代核电站开发与建设开始于二十世纪 50 年代，主要目的是通过试验示范形式验证核电站工程实施的可能性。 1954 年，前苏联建成电功率为 5 兆瓦的实验性核电站： 1957 年，美国建成电功率为 9万千瓦的 shipping port原型核电站，这些成就证明了利用核能发电的技术可行性。国际上把上述实验性和原型核电机组称为第一代核电机组。 60 年代后期，在实验性和原型核电机组基础上，陆续建成电功率在 30 万千瓦的压水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆等核电机组，它们在进一步证明核能发电技术可行性的同时，使核电的经济性也得以证明。上世纪 70 年代，因石油涨价引发的能源危机促进了核电的大发展。 目前世界上商业运行的四百多座核电机组绝大部分 是在这段时期建成的，习惯上称之为第二代核电机组。 商业化的第二代核电站主要以轻水堆（包括压水堆和沸水堆）和重水堆为主。其中，二代压水堆典型代表为美国西屋公司（ Westinghouse）推出的 Model 212、 312、 314、 414 系列压水堆、美国燃烧工程公司推出的 System80 系列压水堆和法国的法玛通公司推向市场的 CPY 和 M310 系列压水堆；二代沸水堆典型代表为美国通用电气、日本日立以及东芝推出的 BWR 沸水堆；而二代重水堆商用代表堆型是加拿大原子能有限公司和安大略水电公司研制的 CANDU 堆。 压水堆主 要由核岛和常规岛组成。压水堆核电站核岛中的四大部件是蒸汽发生器、稳压器、主泵和堆芯。在核岛中的系统设备主要有压水堆本体，一回路系统，以及为支持一回路系统正常运行和保证反应堆安全而设置的辅助系统。常规岛主要包括汽轮机组及二回等系统，其形式与常规火电厂类似。 沸水堆是以沸腾轻水为慢化剂和冷却剂并在反应堆压力容器内直接产生饱和蒸汽的动力堆。沸水堆与压水堆同属轻水堆，都具有结构紧凑、安全可靠、建造费用低和负荷跟随能力强等优点。