核电行业深度报告：四代堆与小堆如日方升，聚变堆打开终极能源大门

核电行业深度报告：四代堆与小堆如日方升，聚变堆打开终极能源大门证券研究报告核电行业深度分析师：任宏道renhongdao@csc.com.cnSAC编号：S1440523050002分析师：汪正鑫wangzhengxin@csc.com.cnSAC编号：S1440525040001发布日期：2025年4月13日本报告由中信建投证券股份有限公司在中华人民共和国（仅为本报告目的，不包括香港、澳门、台湾）提供。在遵守适用的法律法规情况下，本报告亦可能由中信建投（国际）证券有限公司在香港提供。同时请务必阅读正文之后的免责条款和声明。核心观点核心观点核心观点•核电低碳和高能量密度优势显著，全球核电产业迎来黄金发展机遇期。核裂变方面，第三代核电是目前在建机组的主力，第四代核电、小型模块化反应堆进展顺利。我国三代核电机组“华龙一号”和“国和一号”处于世界先进水平，四代堆中高温气冷堆处于国际领先水平，“玲龙一号”是全球首个通过国际原子能机构通用安全审查的小型模块化压水堆。核聚变方面，可控核聚变是人类理想的终极能源，我国积极参与ITER项目，核聚变总体位居国际第一方阵，我国BEST、CFETR等聚变堆以及“星火一号”、“Z-FFR”聚变-裂变混合堆加紧建设中，预计2025年是核聚变招标大年，ITER项目的持续交付以及国内聚变堆和混合堆的建设将对产业链相关上市公司产生积极影响。摘要•一、核电低碳和高能量密度优势显著，全球核电产业迎来黄金发展机遇期。核电具有安全、清洁、低碳、高能量密度的特点，是替代化石能源作为基荷电源的最佳选择，全球重要国际能源组织预计核电装机将会大幅增加，多数国家正在制定规划和政策措施推动本国核电发展,全球核电产业发展正迎来黄金发展战略机遇期。2核心观点核心观点•二、核裂变技术已发展到第四代，第三代是在建机组的主力。目前成熟商用的核电站均采用核裂变进行发电，其中压水堆是最普遍的商用堆型，全球核裂变发电技术已经发展到第四代，第二代是目前在运机组的主力，第三代是目前在建机组的主力，我国三代核电技术处于世界前列，主要堆型“华龙一号”和“国和一号”均为压水堆。•三、四代核能系统主要研究六种堆型，我国高温气冷堆处于国际领先地位。第四代核能系统具有具有更高的安全性和经济性，核废料少，防扩散能力强，预计2030年后开始商业应用。GIF筛选出六种堆型作为第四代核能系统的研究方向，其中三种为快堆，可实现核燃料增殖和高放射性废物嬗变，钠冷快堆技术成熟度高，是首选堆型，我国正在加快一体化快堆的工程研制。我国高温气冷堆技术处于世界领先水平，已建成全球首座高温气冷堆商业示范电站。•四、小型模块化反应堆灵活易建，科技巨头积极布局SMR用于数据中心供电。小型模块化反应堆（SMR）兼顾安全、易建、灵活、经济多种优势，可全天候工作，契合数据中心对电力的需求，可直接建设在数据中心附近，减少远距离输电损耗，提高整体能源利用效率，亚马逊、谷歌、微软等科技巨头积极布局SMR。我国“玲龙一号”是全球首个通过国际原子能机构通用安全审查的小型模块化压水堆，也是全球首个开工的陆上商用模块化小堆。3核心观点核心观点•五、可控核聚变是人类理想的终极能源，我国核聚变总体位居国际第一方阵。可控核聚变被称为人类理想的终极能源，具有能量密度高、原料易得、安全性高、清洁低碳的特点。托卡马克磁约束聚变为国际的主流技术路线，其可行性得到了验证，裂变-聚变混合堆有望解决纯聚变堆面临的问题和挑战。目前全球已建成多个托卡马克装置，美国、欧洲和中国处于领先地位。随着高温超导技术的进步，全球涌现出大量商业聚变公司，旨在建设小型托卡马克或挑战主流路线，大部分商业聚变公司预计2031-2035年实现并网，2040年前实现商业化。我国通过深度参与欧洲主导的ITER项目实现快速发展，正在建设BEST、CFETR等聚变堆以及星火一号、Z-FFR等混合堆，有望在2050年前后实现商业化发电。•六、核裂变/聚变产业链：核裂变产业链的上游包括核电设备、核燃料及核材料的供应等，中游包括核电站的建设、运营，下游主要涉及发电、维修和乏燃料后处理，其中核岛设备的价值占比最高，毛利率也相对较高。可控核聚变产业链上游主要为各类原材料，中游主要为各类设备以及反应堆工程建设，下游主要为核电站运营，用于科研及发电。实验堆阶段超导磁体的投入占比最高，堆内构件、真空室等占比也较高，示范堆阶段维持平衡的系统、低温装置和冷却水系统价值占比显著提升。投资建议：核裂变方面，目前国内三代核电机组核准加速，四代堆、SMR稳步推进，建议关注核岛设备相关上市公司；核聚变方面，我国核聚变堆投入规模巨大，聚变国家项目、商业项目以及聚变-裂变混合堆加紧建设中，预计2025年是核聚变招标大年，ITER项目的持续交付以及国内聚变堆和混合堆的建设将对产业链相关上市公司产生积极影响。建议关注上游从事超导带材以及中游从事超导磁体、真空室、偏滤器、第一壁等核心零部件的相关上市公司。•风险分析：1）技术进展不及预期风险；2）行业政策调整风险；3）核电相关投入不及预期风险；4）相关招标采购落地进度不及预期风险。4目录目录•一、核电低碳和高能量密度优势显著，全球核电产业迎来黄金发展机遇期•二、核裂变技术已发展到第四代，第三代是在建机组的主力•三、四代核能系统主要研究六种堆型，我国高温气冷堆处于国际领先地位•四、小型模块化反应堆灵活易建，科技巨头积极布局SMR用于数据中心供电•五、可控核聚变是人类理想的终极能源，我国核聚变总体位居国际第一方阵•六、核裂变/聚变产业链相关上市公司及投资建议•风险分析5•一、核电低碳和高能量密度优势显著，全球核电产业迎来黄金发展机遇期•二、核裂变技术已发展到第四代，第三代是在建机组的主力•三、四代核能系统主要研究六种堆型，我国高温气冷堆处于国际领先地位•四、小型模块化反应堆灵活易建，科技巨头积极布局SMR用于数据中心供电•五、可控核聚变是人类理想的终极能源，我国核聚变总体位居国际第一方阵•六、核裂变/聚变产业链相关上市公司及投资建议•风险分析6核电具有安全、清洁、低碳、高能量密度的特点核电具有安全、清洁、低碳、高能量密度的特点7图表：不同发电机组的二氧化碳排放当量资料来源：《“30·60”目标下碳减排机制对核电核能产业的影响研究》，中信建投• 核电指的是利用核反应中释放的热能进行发电的形式，具有安全、清洁、低碳、高能量密度的特点，在全球清洁能源转型、应对气候变化和实现碳达峰碳中和目标中发挥着不可替代的作用，发展核电已成为国际社会应对气候变化和保障能源安全的重要共识。安全：在核电厂安全目标设计下，核电站的事故概率远低于其他电力事故概率。高能量密度：1克铀-235完全裂变释放的能量约等于燃烧2.7吨煤。清洁低碳：核电全生命周期的二氧化碳排放量仅为煤电的1%，与水电、风电基本相当。图表：2011-2022年核电一直是全球第二大清洁电力能源资料来源：《全球核电产业正迎来黄金发展战略机遇期》，中信建投核电是替代化石能源作为基荷电源的最佳选择核电是替代化石能源作为基荷电源的最佳选择8图表：2023年我国核电的利用小时数远高于其他能源（小时）资料来源：《全球核电产业正迎来黄金发展战略机遇期》，中信建投• 核电是替代化石能