公用事业行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

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021-617610290755-81982169huangxiujie@guosen.com.cnzhenghanlin@guosen.com.cnS0980521060002S0980522090003证券分析师：刘汉轩联系人：崔佳诚010-88005198021-60375416liuhanxuan@guosen.com.cncuijiacheng@guosen.com.cnS0980524120001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EPSPE代码名称评级（元）（亿元）2023A2024E2023A2024E601985.SH 中国核电优于大市9.9818850.560.5913.316.9003816.SZ 中国广核优于大市3.7618990.210.2314.616.3000958.SZ 电投产融优于大市5.943200.240.2516.723.8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 ...