核電行業(yè)研究：“雙碳”目標驅(qū)動核能未來可期

核電行業(yè)研究：“雙碳”目標驅(qū)動，核能未來可期1.核能原理及發(fā)展概況1.1.核電原理概述1.1.1.核裂變鏈式反應核反應有四種方式：核裂變、核聚變、粒子轟擊和核衰變，其中核裂變鏈式反應為核能發(fā)電原理。質(zhì)量較大的原子（如鈾、釷、钚）的原子核在吸收一個中子后會分裂為多個質(zhì)量較小原子核、同時放出二至三個中子和巨大能量，而新產(chǎn)生的中子引起新的原子核裂變，裂變反應連續(xù)不斷地進行下去，同時不斷產(chǎn)生新能量，這個過程就是核鏈式核裂變反應。核裂變鏈式反應即為核能發(fā)電的能量來源。1.1.2.核電站組成核能發(fā)電的本質(zhì)是核能——熱能——機械能——電能的能量轉(zhuǎn)換。為了實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)換，核電站由核島和常規(guī)島兩部分組成。核島部分包括反應堆裝置和一回路系統(tǒng)，主要作用為進行核裂變反應和產(chǎn)生蒸汽。水作為冷卻劑在反應堆中吸收核裂變產(chǎn)生的熱能，成為高溫高壓的水，然后沿管道進入蒸汽發(fā)生器的U型管內(nèi)，將熱量傳給U型管外側(cè)的汽輪機工質(zhì)（水），使其變?yōu)轱柡驼羝?。被冷卻后的冷卻劑再由主泵打回到反應堆內(nèi)重新加熱，如此循環(huán)往復，形成一個封閉的吸熱和放熱的循環(huán)過程，這個循環(huán)回路稱為一回路系統(tǒng)。常規(guī)島部分包括汽輪發(fā)電機系統(tǒng)和二回路系統(tǒng)，主要作用為利用蒸汽推動汽輪機組發(fā)電。汽輪機工質(zhì)（水）在蒸汽發(fā)生器中被加熱成蒸汽后進入汽輪機膨脹作功，將蒸汽焓降放出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)槠啓C轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機械能。汽輪機轉(zhuǎn)子與發(fā)電機轉(zhuǎn)子兩軸剛性相連，因此汽輪機直接帶動發(fā)電機發(fā)電，把機械能轉(zhuǎn)換為電能。作完功后的蒸汽（乏汽）被排入冷凝器，由循環(huán)冷卻水（如海水）進行冷卻，凝結(jié)成水，然后由凝結(jié)水泵送入加熱器預加熱，再由給水泵將其輸入蒸汽發(fā)生器，從而完成了汽輪機工質(zhì)的封閉循環(huán)，此回路稱為二回路。1.1.3.核反應堆分類核反應堆的結(jié)構(gòu)形式多樣，根據(jù)中子能量分布形式、冷卻劑種類等因素可分成各種不同類型的核反應堆。若按中子能譜分類，可分為熱中子堆和快中子堆?？熘凶佣阎校炎兪怯煽熘凶樱ㄆ骄芰窟_0.1MeV左右）引起的，因此堆內(nèi)不能存有中子慢化劑材料。若按冷卻劑分類，可分為氣冷堆、液體冷卻堆和液態(tài)金屬冷卻堆。氣冷反應堆包括二氧化碳冷卻和氦氣冷卻反應堆；液體冷卻反應堆主要包括輕水冷卻的壓水堆和沸水堆，以及重水冷卻的重水反應堆；液態(tài)金屬冷卻的反應堆主要有鈉、鈉-鉀合金等冷卻的反應堆。1.2.世界核電發(fā)展歷史自上世紀50年代以來，核電經(jīng)歷了半個多世紀的歷程。按照時間順序，大體上可以分為實驗示范、高速推廣、滯緩發(fā)展、逐漸復蘇、謹慎發(fā)展五個階段。1.2.1.實驗示范階段該階段以前蘇聯(lián)在1954年建成奧布寧斯克實驗性核電機組為開端，隨后美國、英國法國、加拿大等西方國家相繼建成不同類型的核電機組。這一階段的核電機組多為早期原型機，使用天然鈾燃料和石墨慢化劑，證明了核能發(fā)電的技術(shù)可行性。不過核電機組在設計上比較粗糙，結(jié)構(gòu)松散，機組發(fā)電容量不大，一般在30萬千瓦之內(nèi)，且在設計中沒有系統(tǒng)、規(guī)范、科學的安全標準作為指導和準則，因而存在許多安全隱患，發(fā)電成本也較高。1.2.2.高速推廣階段上世紀六十年代，由于西方國家對能源和電力供應的需求急劇上升，核能發(fā)電作為一種經(jīng)濟、安全的清潔能源受到許多國家的大力追捧。隨著美國大規(guī)模向西歐和亞洲出口輕水堆設備和技術(shù)，法國、日本等國的核電工業(yè)體系得以建立。到1980年底，全世界核電機組的總裝機容量達到133GWe。1966年到1980年核電裝機容量的年增長率達到26%。這一階段采用的是較為成熟的商業(yè)化反應堆，使用濃縮鈾燃料，以水作為冷卻劑和慢化劑，單機組的功率水平在第一代核電技術(shù)基礎(chǔ)上大幅提高，達到百萬千瓦級。目前全世界在運核電機組大多數(shù)使用第二代技術(shù)或其改進型。1.2.3.滯緩發(fā)展階段上世紀八十年代以后，西方主要國家經(jīng)濟發(fā)展進入平穩(wěn)期，全社會電力需求大幅度下降，同時受1979年美國三里島核事故和1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利事故影響，核電建設進入滯緩發(fā)展階段。為了振興核電市場，美國和歐洲的核電供應商與相關(guān)機構(gòu)一起先后推出了“先進輕水堆用戶要求文件”（URD）和“歐洲用戶對輕水堆核電站的要求”（EUR），提出了加強預防與緩解嚴重事故措施、改善人因工程等一系列新要求，第三代核技術(shù)的概念正式形成。1.2.4.逐漸復蘇階段進入21世紀，人們對溫室氣體排放等環(huán)境危機越來越關(guān)注，核電作為清潔能源的優(yōu)勢重新顯現(xiàn)。同時，安全可靠性更高的第三代核電技術(shù)的研發(fā)取得重大進展。作為唯一可大規(guī)模替代化石燃料的清潔能源，核電重新受到世界許多國家的青睞，世界各國都制定了積極的核電發(fā)展規(guī)劃。1.2.5.謹慎發(fā)展階段2011年日本福島核事故給剛剛復蘇的世界核電造成巨大沖擊，對核電安全的不信任影響和左右了公眾輿論，甚至影響了部分國家政府的決策。德國、瑞士等提出了“棄核”的主張，日本也一度提出“零核電”的主張。但是對經(jīng)濟快速發(fā)展的國家而言，核電是不可或缺的選擇。2016年底，世界能源理事會（WEC）發(fā)布第24版《世界能源報告》，報告提到包括中國、韓國、印度、俄羅斯、美國等國家均有多臺核電機組在建。2018年，日本四國電力公司伊方核電站3號機組重啟，為福島核事故后重啟的第10臺核電機組。這一階段，第四代核技術(shù)逐漸發(fā)展，該技術(shù)具有提高核燃料使用效率、顯著降低核廢料半衰期，提高核能使用的安全性等特點。2021年12月，全球首座采用第四代技術(shù)的石島灣高溫氣冷堆核電站并網(wǎng)成功。1.3.中國核電發(fā)展歷史我國核電起步于20世紀80年代，迄今為止經(jīng)歷了起步階段、適度發(fā)展核電階段、積極發(fā)展階段、安全高效發(fā)展階段四個階段。1.3.1.起步階段1985年3月20日我國自主設計建造的第一座30萬千瓦壓水堆核電站在浙江秦山開工建設，1991年12月15日成功并網(wǎng)發(fā)電，結(jié)束了中國大陸無核電的歷史，被譽為

“國之光榮”。1994年5月6日引進國外技術(shù)、利用外資建設的大亞灣核電站并網(wǎng)發(fā)電。以秦山一期和大亞灣核電站為的兩條道路都取得了成功，為我國核電后續(xù)發(fā)展積累了十分寶貴的經(jīng)驗。1.3.2.適度發(fā)展核電階段20世紀90年代中后期，國家確立了“適度發(fā)展核電”的方針，國務院先后批準了浙江秦山二期、廣東嶺澳一期、浙江秦山三期和江蘇田灣一期共8臺核電機組的建設，把我國核電發(fā)展推上小批量建設的新臺階。1.3.3.積極發(fā)展階段2005年10月，根據(jù)中共中央關(guān)于“十一五”規(guī)劃的建議，我國核電的發(fā)展方針由

“適度發(fā)展”轉(zhuǎn)變?yōu)椤胺e極發(fā)展”。2006年12月，在繼續(xù)建設二代改進型核電機組的同時，我國做出了引進世界先進第三代核電技術(shù)的決策，開啟了三代核電自主化進程。在“積極發(fā)展核電”方針的指引下，我國2005-2010年新開工核電機組累計達到30臺。1.3.4.安全高效發(fā)展階段2011年3月的日本福島核事故給剛剛復蘇的世界核電造成巨大沖擊。2012年5月國務院常務會議聽取了安全大檢查情況的匯報，認為：中國核設施選址對地震、洪水等外部事件進行了充分論證，對核電廠設計、制造、建設、運行各環(huán)節(jié)均進行了有效管理，總體質(zhì)量受控。同年10月24日，調(diào)整后的《核電中長期發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》將發(fā)展目標調(diào)整為：到2020年，運行核電裝機達到5800萬千瓦，在建達到3000萬千瓦左右。2020年11月27日，華龍一號全球首堆——中核集團福清核電5號機組首次并網(wǎng)成功。2021年1月30日，全球第一臺“華龍一號”核電機組——中核集團福建福清核電5號機組投入商業(yè)運行。2021年5月20日1時15分，“華龍一號”海外首堆工程——巴基斯坦卡拉奇2號機組正式投入商業(yè)運行，標志著中國三代核技術(shù)走向成熟。2021年12月，全球首座采用第四代技術(shù)的石島灣高溫氣冷堆核電站并網(wǎng)成功，中國四代核技術(shù)已邁入發(fā)展的快車道。1.4.中國核電發(fā)展現(xiàn)狀中國大陸地區(qū)在運機組54臺，在建機組21臺。截至2022年7月，我國所有在運的核電機組共54臺，裝機容量約52150兆瓦，在建核電機組共21臺，總裝機容量約23511兆瓦。其中，21臺在建機組中有10臺采用的是華龍一號。目前國內(nèi)在運及在建核電機組均位于沿海地區(qū)。2.

“雙碳”目標助推核電發(fā)展，行業(yè)市場空間廣闊2.1.核電低碳高效優(yōu)勢顯著，滲透率有待進一步提升核電是一種低碳、高效的清潔能源。核電可明顯減少溫室氣體排放。核電的二氧化碳排放量為12g/kWh，和風能的排放量接近，遠遠低于傳統(tǒng)能源的二氧化碳排放量。核電的利用效率也是所有發(fā)電設備中最高的。2018-2021年中國核電年均利用小時均在7000小時以上，而各種發(fā)電設備的年均利用小時的平均值不超過4000小時，顯著低于核電的利用效率。在幾種清潔能源中，相較于風電、太陽能，核電發(fā)電不受季節(jié)、環(huán)境的影響，可以全年發(fā)電；相較于水電，雖然核電的成本略高，但對地理位置不存在要求，綜合來看，核電是優(yōu)質(zhì)的清潔能源。核電滲透率仍存在提升空間。我國核電發(fā)電量占總發(fā)電量的比重由2013年的2.1%升至2021年的5.0%，雖然呈現(xiàn)逐年增加的趨勢，但占比仍低于火電、水電、風電的占比，且顯著低于許多發(fā)達國家和發(fā)展中國家的水平，核電行業(yè)的滲透率有望進一步提升。2.2.

“雙碳”目標引領(lǐng)，多項核電政策陸續(xù)落地“雙碳”背景促進能源體系轉(zhuǎn)型。最近20年，全球變暖、冰川融化、海平面上升、霧霾等一系列極端天氣現(xiàn)象表明溫室效應帶來的氣候變化正嚴重影響著人類的生存環(huán)境。2016年正式實施的《巴黎協(xié)定》提出要將全球平均氣溫較前工業(yè)化時期的上升幅度控制在2℃以內(nèi)。2.3.推進核能綜合利用，打開新成長空間隨著“雙碳”戰(zhàn)略的推進和核能技術(shù)的不斷發(fā)展，“核電+”將成為一種核能應用的新發(fā)展模式。核能將不僅僅扮演提供電力的角色，在核能制氫、區(qū)域供熱、海水淡化等多種非電綜合利用領(lǐng)域都將發(fā)揮功能，這些領(lǐng)域?qū)⒊蔀楹四苄袠I(yè)的新藍海。核能制氫技術(shù)成熟，綜合優(yōu)勢明顯。核能制氫主要有傳統(tǒng)電解水制氫、高溫蒸汽電解制氫和高溫熱化學循環(huán)工藝制氫3類。電解水制氫的效率僅有30%左右，并不適用于規(guī)?；茪洹８邷責峄瘜W循環(huán)制氫和高溫蒸汽電解制氫比普通電解耗能更少、效率更高，需要用到高溫氣冷堆。而高溫氣冷堆目前在我國已有較好的研發(fā)基礎(chǔ)，適合大規(guī)模制氫。相較于其他新能源制氫方式，核能高溫氣冷堆制氫的成本是20元/kg，處于較低水平；相較于傳統(tǒng)化石能源制氫方式，核能高溫氣冷堆制氫的成本雖然略高，但碳排放強度在1kgCO2/kgH以下，低于化石能源制氫的碳排放強度10kgCO2/kgH。綜合來看，核能制氫優(yōu)勢明顯。政策加持，核能供熱面臨重大機遇。2016年,國家發(fā)展改革委和國家能源局聯(lián)合發(fā)布的《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030年）》指出,到2050年,核能供熱具備規(guī)模建設條件。此后，一系列支持核能供熱的政策相繼出臺，核能供熱的步伐加快。城市建筑集中供暖面積的持續(xù)增加，也為核能供熱提供了良好的用戶環(huán)境。2013年，我國城市建筑集中供暖面積為57億平方米，2021年，這一數(shù)值升至99億平方米，年均復合增長率達8%。根據(jù)中核戰(zhàn)略規(guī)劃研究總院的預測，2030年我國城市建筑集中供暖面積將達到150億平方米，若增長面積的10%的面積由核能來供熱,核能供熱面積將達到5.2億平方米。2.4.電力市場化逐步推進，交易規(guī)模持續(xù)擴大核電市場化改革持續(xù)推進。2013年以前，核電站的上網(wǎng)電價較多采用“一廠一價”

定價方式，但在該定價模式下，核電站建設超期、超預算的現(xiàn)象屢見不鮮。2013年6月，國家發(fā)改委將全國核電核定的標桿電價確定為每千瓦時0.43元，但同時規(guī)定，核電含稅價格與基礎(chǔ)的火電價格采取對標，實行“兩價取低”的定價策略。核電上網(wǎng)電價基本按照“四六分”的定價機制，約60%按發(fā)改委核定電價，剩余部分市場化定價。自2020年起，煤電價格聯(lián)動機制取消，定價機制由標桿上網(wǎng)電價改為“基準價+上下浮動”的市場化機制，市場化交易步伐加快。2022年1月，國家發(fā)展改革委發(fā)布了《關(guān)于加快建設全國統(tǒng)一電力市場體系的指導意見》，提到要“培育多元競爭的市場主體。有序放開發(fā)用電計劃，分類推動燃氣、熱電聯(lián)產(chǎn)、新能源、核電等優(yōu)先發(fā)電主體參與市場，分批次推動經(jīng)營性用戶全面參與市場，推動將優(yōu)先發(fā)電、優(yōu)先購電計劃轉(zhuǎn)化為政府授權(quán)的中長期合同?！?.5.2025年核電行業(yè)市場空間有望超3000億元關(guān)鍵假設1：《中國核能年度發(fā)展與展望（2020）》中提到，預計到2025年，我國在運核電裝機達到7000萬千瓦，在建核電裝機達到3000萬千瓦左右，假設每年新增核電裝機相同，則每年每年新增裝機容量為7338兆瓦。關(guān)鍵假設2：根據(jù)《氣候變化研究進展》的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，核電站每千瓦建造成本在1.2-2.0萬元，預計2025年樂觀/保守情況下核電站每千瓦建造成本為2.0/1.2萬元。關(guān)鍵假設3：以2018-2021年核電年均利用小時平均值為依據(jù)，預計2025年樂觀情況下核電年均利用小時以1.4%的年均增速增長，保守情況下核電年均利用小時保持在2021年的水平。核電售價以2019-2021年的平均值為依據(jù)，預計2025年售價為0.39元/千瓦時?；谝陨霞僭O，2025年保守/樂觀情況下核電行業(yè)市場空間有望達3010/3719億元。3.三代技術(shù)日益成熟，四代技術(shù)快速發(fā)展3.1.CAP1400：青出于藍而勝于藍AP1000技術(shù)的引進為三代技術(shù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。2003年初，為了應對能源總量短缺和氣候變化對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的破壞等矛盾，加快能源基礎(chǔ)設施建設和能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整列入中央高層的議事日程。2004年9月，2006年12月，國家通過公開招標，最終做出了引進美國西屋公司AP1000技術(shù)的決定，并開工建設4臺AP1000機組（浙江三門一期2臺、山東海陽一期2臺）作為自主化依托項目。AP1000采用先進的非能動技術(shù),安全系統(tǒng)利用物質(zhì)自然特性,比如重力、自然循環(huán)等簡單原理，在事故后72小時內(nèi)無需操縱員動作即可保證堆芯和安全殼的冷卻能力，并在有限的操作下可維持7天的長期冷卻能力。AP1000開啟了我國三代技術(shù)自主化的進程。CAP1400是AP1000的創(chuàng)新與發(fā)展。在AP1000機組建設的同時，其各個領(lǐng)域的技術(shù)，通過分許可的方式向中核集團、中廣核集團等核電設計企業(yè)，向上海電氣、東方電氣、哈爾濱電氣、中國一重等裝備制造行業(yè)的15家集團70余家單位進行了分許可。在對AP1000消化吸收的基礎(chǔ)上，通過對反應堆和所有主設備重新設計，CAP1400（國和一號）國產(chǎn)化標準形成。2014年1月，CAP1400初步設計通過國家能源局審查。2020年9月28日，我國三代核電自主化標志性成果——“CAP1400”

正式發(fā)布。3.2.華龍一號：自主研發(fā)，首臺機組已運行一年華龍一號是ACP1000與ACPR1000+技術(shù)的融合與創(chuàng)新。2013年4月，國家能源局主持召開了自主創(chuàng)新三代核電技術(shù)合作協(xié)調(diào)會，中核集團和中廣核同意將ACP1000和ACP1000+融合，聯(lián)合開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的三代百萬千瓦級壓水堆華龍一號。華龍一號吸收了ACP1000和ACP1000+的技術(shù)優(yōu)點，不僅運用了“能動與非能動相結(jié)合”的安全設計理念、“多重冗余的安全系統(tǒng)”和“177堆芯方案”等先進技術(shù)，還使用了自主研發(fā)的CF3先進核燃料組件、實現(xiàn)18個月?lián)Q料周期，充分保證了核電廠的安全性、經(jīng)濟性和先進性，滿足國際最高安全標準要求，是全球接受度最高的三代核電技術(shù)之一。全球已建成4臺機組。2020年11月27日，華龍一號全球首堆——中核集團福清核電5號機組首次并網(wǎng)成功，并于2021年1月30日投入商業(yè)運行。2021年5月20日，“華龍一號”海外首堆工程——巴基斯坦卡拉奇2號機組正式投入商業(yè)運行。2022年1月1日，中核集團福清核電6號機組首次并網(wǎng)成功。2022年4月18日，巴基斯坦卡拉奇3號機組通過臨時驗收。至此，華龍一號海外首個工程兩臺機組全面建成投產(chǎn)。3.3.核電審批重啟后，三代機組成為主力機型連續(xù)3年“零審批”時期已結(jié)束。受2011年日本福島核泄漏事故的影響，加上我國自主研發(fā)的三代技術(shù)“華龍一號”和“國和一號”尚不成熟，核電站審批工作放緩。2015年，我國批準8臺核電機組，之后2016-2018年連續(xù)三年“零審批”。2019年7月25日，國家能源局召開新聞發(fā)布會，明確山東榮成、福建漳州和廣東太平嶺核電項目核準開工，中國核電行業(yè)經(jīng)歷了3年多的“零核準”狀態(tài)宣告結(jié)束。三代核電機組已成為主力機型。2012年國務院審議通過的《核設施安全檢查報告》、《核安全規(guī)劃》、《核電安全規(guī)劃（2011-2020）》和《核電中長期發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年，調(diào)整）》等四個文件，明確了“按照全球最高安全要求新建核電項目，新建核電機組必須符合三代安全標準”等核電發(fā)展原則和要求。2019年以來新批準的核電機組均采用三代以上技術(shù)。目前在建的21臺核電機組中，有19臺采用的是三代核電技術(shù)，2臺采用的是四代核電技術(shù)。國內(nèi)建設與國外出口并行。據(jù)中國核能行業(yè)協(xié)會《中國核能發(fā)展與展望（2021）》，我國自主三代核電有望按照每年6-8臺機組的核準節(jié)奏穩(wěn)步推進。在國內(nèi)三代機組穩(wěn)步發(fā)展的同時，我國核電也加快了走出去的步伐。目前我國的華龍一號、國和一號和玲瓏一號，均已通過國際原子能機構(gòu)的通用設計審查，具備出口條件。在我國和國外的合作項目中，采用華龍一號技術(shù)的卡拉奇核電站2號機組已投入運行，3號機組通過臨時驗收，4號機組已經(jīng)在建，阿根廷阿圖查核電站4號機組已經(jīng)在規(guī)劃當中。3.4.四代技術(shù)快速發(fā)展，有望成為未來主流四代核電技術(shù)持續(xù)發(fā)展。1999年6月，美國能源部首次提出了第四代核電站的倡議。2000年1月，美國、英國、南非、日本、法國、加拿大、巴西、韓國和阿根廷共9個有意發(fā)展核能的國家，聯(lián)合組成了“第四代國際核能論壇”(GIF)，瑞士于2002年2月加入，上述各國對第四代核電站堆型的技術(shù)方向形成共識，即在2030年以前開發(fā)六種第四代核電站的新堆型，包括超高溫氣冷堆（VHTR）、超臨界水堆（SCWR）、鈉冷快堆（SFR）、氣冷快堆（GFR）、鉛冷快堆（LFR）和熔鹽堆（MSR）。我國四代技術(shù)世界領(lǐng)先。目前國內(nèi)共有3種四代核電技術(shù)。2011年7月21日，我國首座鈉冷快堆——中國實驗快堆成功實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，將天然鈾資源的利用率從壓水堆的1%提高到60-70%。2021年12月20日，石島灣高溫氣冷堆核電站1號反應堆首次并網(wǎng)成功，標志著全球首座具有第四代先進核能系統(tǒng)特征的球床模塊式高溫氣冷堆，在我國實現(xiàn)了從“實驗室”到“工程應用”質(zhì)的飛躍。世界首座釷基熔鹽堆——甘肅武威釷鹽核反應堆主體工程已于2021年5月基本完工，由于該技術(shù)使用氟化鹽作為冷卻劑，無需耗費大量水資源，對核電站的選址要求更低，應用潛力巨大。4.核電產(chǎn)業(yè)鏈分析：國企壟斷為主，部分細分領(lǐng)域民營表現(xiàn)亮眼4.1.核電產(chǎn)業(yè)概況核電產(chǎn)業(yè)鏈上游為核燃料循環(huán)，即鈾的采掘提取、燃料組件的加工制造及乏燃料循環(huán)處理，中游為核電設備，包括核島設備、常規(guī)島設備及輔助設備，下游為核電站運營管理，包括核電站的設計建造、運營發(fā)電。4.2.上游：核燃料循環(huán)核燃料循環(huán)是核能發(fā)展的物質(zhì)和技術(shù)基礎(chǔ)。核燃料循環(huán)是指核燃料的獲得、使用、處理、回收利用的全過程，分為核燃料進入反應堆前的制備和在反應堆中燃燒后的處理兩個過程，展現(xiàn)了核燃料在反應堆中只能燒到一定程度就必須卸出并換上新燃料的特點。乏燃料(即燒過的燃料)中的鈾和钚可以分離出來并返回反應堆，作為燃料循環(huán)使用，形成核燃料的循環(huán)。鈾濃縮是核燃料生產(chǎn)關(guān)鍵。核電站使用的核燃料要求鈾235的含量在2％至5％之間，但在天然鈾中，鈾235的含量只有0.71％，其余為鈾238，因此需要提高鈾235的含量。鈾濃縮離心機技術(shù)利用高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生很強的離心力場，來實現(xiàn)鈾235和鈾238的分離。但由于該技術(shù)具有較高的壁壘，目前僅有中核集團掌握該項技術(shù)。乏燃料后處理是核燃料循環(huán)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。乏燃料是指在核反應堆中，經(jīng)受過輻射照射后從堆中卸出，且不再在該堆中使用的核燃料。乏燃料后處理主要有以下幾點作用：1）在乏燃料中不僅含有大量尚未反應可轉(zhuǎn)換材料，而且含有相當數(shù)量的剩余易裂變材料，通過后處理可以充分利用核能資源；2）乏燃料后處理有助于降低每公斤燃料費用，提高可轉(zhuǎn)換材料的利用率，促進反應堆朝著先進的增殖反應堆發(fā)展；

3）整個核工業(yè)中產(chǎn)生的放射性物質(zhì)，絕大部分要由后處理工廠進行分離、處理并將廢物以安全、可靠的方式永久處置，后處理對保障核燃料工業(yè)環(huán)境安全其關(guān)鍵作用；

4）后處理是生產(chǎn)核武器所需的钚-239必經(jīng)的一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，有助于保持、加強我國戰(zhàn)略核威懾力量。我國乏燃料后處理市場需求緊迫。根據(jù)國家能源局估算，一臺百萬千瓦級壓水堆核電站，每年產(chǎn)生的乏燃料約20-25噸。截至2022H1，中國大陸地區(qū)已運行核電機組裝機容量達52150MWe，對應乏燃料年產(chǎn)量將達到1000噸以上。我國目前的乏燃料累積量已超8000噸，預計到2050年我國乏燃料累積量將達到114500噸。隨著乏燃料累計量的不斷擴大，全國乏燃料政府性基金支出從2017年開始不斷增長，2021年全國乏燃料政府性基金支出為45億元，同比+28%。中核集團在核燃料循環(huán)領(lǐng)域一家獨大。中核集團是國家授權(quán)的進行核燃料專營的唯一機構(gòu)，由中國原子能工業(yè)有限公司代表公司統(tǒng)一管理經(jīng)營核燃料產(chǎn)業(yè)，負責核燃料加工制造，包括鈾純化、鈾轉(zhuǎn)化、鈾濃縮、核燃料元件加工制造、核材料研發(fā)等，競爭優(yōu)勢突出。在乏燃料處理領(lǐng)域，中核集團旗下的中核瑞能有限公司在甘肅省擁有中國唯一在運的乏燃料后處理廠，中核龍瑞科技公司也正在甘肅核技術(shù)產(chǎn)業(yè)園建設一座示范性的舊燃料處理廠，年處理能力為200噸，預計2025年開始運營。4.3.中游：設備制造核電設備包括核島、常規(guī)島及輔助設備。核島是整個核電站的核心，負責將核能轉(zhuǎn)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，投資成本占比達51%。核島設備中，反應堆壓力容器、主管道及熱交換器和蒸汽發(fā)生器是核島設備中的主要關(guān)鍵設備，因而投資占比也最高。常規(guī)島利用蒸汽推動汽輪機從而帶動發(fā)動機發(fā)電，主要包括汽輪機、發(fā)電機和汽水分離再熱器等設備。輔助系統(tǒng)（BOP）主要包括數(shù)字化控制系統(tǒng)、暖通系統(tǒng)，保障核電站平穩(wěn)運行，工程規(guī)模最小。核島設備供應以四大國企為主。目前反應堆壓力容器、堆內(nèi)構(gòu)件、蒸汽發(fā)生器等設備由于質(zhì)量標準嚴苛，制造成本較高，且屬于重型機械，對企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)、準入資質(zhì)和資金實力都有較高要求，因此被上海電氣、東方電氣、中國一重和哈電集團四大國企壟斷。上海電氣、東方電氣、中國一重均為上市公司，哈電集團旗下的哈電股份和佳電股份為上市公司，業(yè)務分別涉及控制棒驅(qū)動機構(gòu)和電機、主氦風機。4.3.1.四川華都：控制棒領(lǐng)域龍頭四川華都核設備制造有限公司成立于2008年4月，公司已具備年產(chǎn)六座百萬千瓦級壓水堆所需控制棒驅(qū)動機構(gòu)的綜合能力，承接并批量化生產(chǎn)了“華龍一號”福清5、6號機組、卡拉奇K2/K3等機組CRDM設備的供貨合同，成為引領(lǐng)“華龍一號”

控制棒驅(qū)動機構(gòu)研制生產(chǎn)的先行者。同時公司還承擔了熔鹽堆、浮動堆、鉛鉍堆等各種類型反應堆控制棒驅(qū)動系統(tǒng)的研制與生產(chǎn)任務，是目前國內(nèi)研制控制棒驅(qū)動機構(gòu)種類最多的企業(yè)之一。4.3.2.

江蘇神通與中核科技：核級閥門供應商江蘇神通于2010年上市，是國內(nèi)首批進軍核電領(lǐng)域的企業(yè)之一。自2008年以來，公司已成為我國核電閥門的主要供應商，獲得了已招標核級蝶閥、核級球閥90%以上的訂單。公司的閥門產(chǎn)品覆蓋AP1000、華龍一號、CAP1400、快堆及高溫氣冷堆等主力堆型，已具備核級蝶閥、球閥、調(diào)節(jié)閥、隔膜閥、儀表閥、地坑過濾器等產(chǎn)品的供貨能力，同時也是核一級法蘭、鍛件的主要供應商。2021年，公司核電行業(yè)收入為5.05億元，占總收入比重達26%，核電行業(yè)毛利率為41%。中核科技于1997年上市，是中國閥門行業(yè)和中國核工業(yè)集團有限公司所屬的首家上市企業(yè)，在核電站用關(guān)鍵閥門、核燃料真空閥及濃縮鈾生產(chǎn)關(guān)鍵閥門等領(lǐng)域擁有國內(nèi)領(lǐng)先的研發(fā)制造能力，研制的“華龍一號”核一級穩(wěn)壓器快速卸壓閥居國際領(lǐng)先水平，核二級主蒸汽隔離閥、CAP1400系列關(guān)鍵閥門、安全殼延伸功能地坑閥等產(chǎn)品居國際先進水平。2021年，公司核電行業(yè)收入為3.31億元，占總收入比重達21%，核電行業(yè)毛利率為18%。中核科技核電行業(yè)毛利率顯著低于江蘇神通主要是在產(chǎn)品上有所區(qū)別，江蘇神通的核電閥門不僅種類更豐富，還有核級法蘭、鍛件等其他核電設備產(chǎn)品。4.3.3.森源電氣：核電開關(guān)設備供應商河南森源電氣股份有限公司于2010年上市，公司主要產(chǎn)品包括高低壓成套開關(guān)設備及電器元器件、變壓器成套系列產(chǎn)品、核電電力裝備等。公司研制的華龍一號機組核電1E級開關(guān)柜，達到了國際三代核電技術(shù)的先進水平。公司研制了霞浦核電站示范快堆1E級開關(guān)柜，實現(xiàn)了全面掌握第四代核電開關(guān)設備技術(shù)。公司成功獲批在民用核安全設備的設計和制造方面增加1E級交流中壓熔斷器-接觸器柜，額定電流范圍從1600A提升到4000A，為公司核電產(chǎn)品打開了廣闊的市場空間。4.3.4.

遠東股份與尚緯股份：核電電纜供應商遠東智慧能源股份有限公司于1995年上市，其下屬安徽電纜股份有限公司是核電電纜市場首選品牌，具有3代核電K1