一、核電行業現狀

1、全球鈾資源

鈾是地球上一種常見的元素，分布情況與鋅或錫類似，廣泛分布在巖石與海水之中。過去十年中隨著勘探工作的開展，全球鈾儲量至少增加了四分之一。根據世界核能協會(WNA)的統計，2015年全球開采成本在130美元/公斤以下的天然鈾可信儲量為570萬噸，其中澳大利亞鈾礦儲量占29%，哈薩克斯坦儲量占13%。根據世界核能協會的估算，570萬噸天然鈾的儲量足夠滿足目前全世界在運核電機組運行90年以上的需求。并且隨著價格的提升，天然鈾的供應量亦會增加，2015年全球開采成本在260美元/公斤以下的天然鈾可信儲量為764萬噸天然鈾。未來隨著技術的提升和成本的降低，海水也將成為鈾的來源之一。據估計海水中鈾儲量是陸地儲量的上千倍。

由于前期鈾礦建設緩慢，目前我國鈾產量較低，核電用鈾資源主要依靠進口。近年來，隨著我國核電企業在海外的收購，目前已在澳大利亞、納米比亞、哈薩克斯坦、加拿大等地擁有一定規模的鈾礦的采礦權。

2、核電獨特優勢：清潔環保、運行穩定、安全高效

非化石能源在我國一次能源中的占比較小。2016年核能消費量僅占1.58%，低于6.86%的世界平均水平。面對節能減排壓力，我國正在大力推進能源結構轉型。我國核電在技術方面日益成熟，不但擁有自主研發的三代技術，還在積極拓展四代技術，為日后行業健康穩定發展提供了堅實有力的技術支持。作為為數不多的可發揮基荷電廠作用的清潔能源，我們認為核電在我國未來能源結構中必將占據一席之地。

圖1：中國一次能源 圖2：世界一次能源

消費結構 消費結構

我國一次能源以煤炭為主，隨著經濟發展對電力需求的不斷增長，大量燃煤發電對環境的影響也越來越大。核電是一種技術成熟的清潔能源，沒有火電生產過程中的事氧化硫、煙塵、氮氧化物和二氧化碳排放。以核電替代部分煤電，是電力工業污染物減排的有效途徑。

從安全性來看，根據概率安全分析，以AP1000為代表的三代核電站事故率低至10-6次/年，比我們生活當中的大部分行業都要安全。核電站有三層防護屏障，防止發生泄漏。核電站周圍一年的輻射劑量和乘坐一次飛機相當。

圖3：核電輻射與日常生活輻射對比(毫希)

從高效性來看，核能要比化學能大得多，一座百萬千瓦的煤電廠每年要消耗約300萬噸原煤，而一座同樣功率的核電站每年僅需補充約30噸核燃料，后者僅為前者的十萬分之一。

就輸出穩定性而言，核電與火電類似，不受降水、風力、先照等自然條件的影響;核電的換料周期相對確定，一般是連續運行12個月或18個月進行一次更換。就經濟性來說，核電作為“基荷”能源，一般不參與電網的調峰，可以提高燃料利用效率。因此就發電特性而言，核電是電力系統的最佳選擇，其利用小時進超其他類型的發電設備。

圖4：核電利用小時數進超其他類型發電設備

圖5：2011-2016年 圖6：2011-2016年

核電裝機容量 核電發電量

年均增速17.8% 年均增速19.1%

圖7：世界主要核大國的核電政策

3、核電技術不斷發展成熟

核電技術推陳出新，安全性再上臺階，核電技術歷經四個階段。20世紀50年代出現的一代堆型證明了核能發電的可行性。二代技術出現在60年代后期，推動了核電大規模商業化。隨后衍生出經濟性、安全性更強的二代加技術。2010年前后三代技術日趨成熟。四代技術仍處于研發階段。

圖8：我國核電站采用的技術路線及技術來源

三代核電安全性再上臺階，三代技術的堆芯融化概率總體降至低于10-5/年，放射性物質大量泄漏概率降至小于10-6/年。具代表性的AP1000技術采用毋需外部能源系統、僅依靠自然驅動力的非能動應急系統，可完全避免福島事件中外部電源失效導致堆芯過熱的風險。

圖9：核電二代、二代加與三代技術的參數

對比情況

國內目前在運的37臺機組均采用二代、二代加技術，19臺在建機組中有16臺采用三代技術。2009年4月，AP1000全球首堆三門項目開工，預計于2018年并網。同時EPR機組也有望在中國臺山率先投運。華龍一號首堆福清3號機組于2015年開工，預計建設周期60-70個月。三代首堆投產后，相關審批和建設環節有望加速。積極開展四代研究。第四代核能系統由美國能源部在1999年提出，在安全性和經濟性等方面較三代堆型有望實現較大飛躍。2002年，美國聯合10余個國家、機構提出四代核能系統的概念，將鈉冷快堆、鉛冷快堆、氣冷快堆、超臨界水冷堆、超高溫氣冷堆、熔鹽堆等6種堆型確認為重點研發對象，并預計將于2030年開啟商業化進程。中核旗下的原子能科學研究院于2011年實現了國內首座鈉冷快堆實驗堆的滿功率穩定運行。2015年，中核集團與比爾蓋茨主導投資的美國泰拉能源簽約，合作開發“行波堆”。以行波堆為代表的鈉冷快堆型可將鈾的利用率提高到60%以上，且能以貧鈾、乏燃料回收鈾或者天然鈾為燃料，換料周期有望延長至10年以上。

圖10：我國在運及在建核電裝機位置分布

二、核電行業上下游

核電產業鏈按照上中下游來劃分，可分為上游鈾礦開采加工及核燃料循環，中游設備制造，下游核電站設計、土建、安裝、調試及運營。

圖11：核燃料循環

圖12：核電產業鏈梳理

上游核燃料循環一家獨大。核燃料循環包括核燃料制備(前端循環)和乏燃料處理(后端循環)兩個部分。由于核燃料濃縮難度很高且在國防方面有特殊安全要求，目前國內僅有中核集團下屬中國核燃料有限公司擁有完整的核燃料循環產業牌照。核電站主要由三大系統構成：核島、常規島及輔助設備。核島是整個核電站的核心，負責將核能轉化為熱能，是核電站所有設備中工藝最復雜、投入成本最高的部分。常規島利用蒸汽推動汽輪機從而帶動發動機發電。輔助系統(BOP)主要包括數字化控制系統、暖通系統，保障核電站平穩運行。