金年会能源是推进碳达峰、碳中和的主战场。中央、国务院《关于全面推进美丽中国建设的意见》明确提出，要力争 2030 年前实现碳达峰，为努力争取 2060 年前实现碳中和奠定基础。坚持先立后破，加快规划建设新型能源体系，确保能源安全。大力发展非化石能源，加快构建新型电力系统，要求到 2035 年非化石能源比重进一步提高。
核电具有环保性、经济性、高效性三大优点，对实现双碳目标和清洁能源转型发挥不可或缺的作用。
环保性：与火电相比，核电站不会污染空气或直接排放二氧化硫、氮氧化物、温室气体，其二氧化碳的间接排放量仅为 21 克每千瓦时，是六种主要发电方式中最低的。
经济性：与风电、光伏相比，单位投资相当，但核电的运行小时数高，每年可以运行7000 小时以上。据联合国经合组织研究报告，欧洲的核电发电成本是光伏发电的1/5.3，风电的 1/1.8；中国的核电发电成本是光伏发电的 1/4.7，风电的 1/2.1。
高效性：1000 克标准煤、矿物油及铀分别产生约 8 千瓦时、12 千瓦时及 24 兆瓦时的电力，单位铀的发电量分别是标准煤和矿物油的 3000 倍和 2000 倍。
能源转型趋势下，世界各国重视核电发展。目前已有 70 多个国家（能源相关温室气体排放量占全球四分之三）承诺将排放量减至净零。核能发电作为唯一可大规模替代化石燃料的清洁能源，受到世界许多国家的青睐，各国政策纷至沓来，我国也提出《“十四五”现代能源体系规划》，明确提出加快推动能源绿色低碳转型，到 2025 年，核电运行装机容量达到 7000 万千瓦左右。
核燃料在反应堆内发生裂变而产生大量热能，高温高压的一回路冷却水把这些热能带出反应堆，并在蒸汽发生器内把热量传给二回路的水，使它们变成蒸汽，蒸汽推动汽轮机带动发电机发电。
一回路：反应堆堆芯因核燃料裂变产生巨大的热能，高温高压的冷却水由主泵泵入堆芯带走热量，然后流经蒸汽发生器内的传热 U 型管，通过管壁将热能传递给 U 型管外的二回路，释放热量后又被主泵送回堆芯重新加热再进入蒸汽发生器。水这样不断的在密闭的回路内循环，被称为一回路。
二回路：蒸汽发生器 U 型管外的二回路水受热变成蒸汽，蒸汽推动汽轮机发电机做功，把热能转换为电力；做完功后的蒸汽进入冷凝器冷却，凝结成水返回蒸汽发生器，重新加热成蒸汽。这个回路循环被称为二回路。
核反应堆：装配核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置，是核电站的核心装置。反应堆冷却剂将热量由核反应堆堆芯转移至发电机及外部环境，中子慢化剂会降低快中子的速度，生成可维持核链式反应的热中子。
商用核电反应堆一般根据反应堆冷却剂/慢化剂或中子能分类。按照冷却剂/慢化剂的不同，反应堆一般可分为轻水堆（包括压水堆和沸水堆等）、重水堆及气冷堆。按照所用的中子能量，反应堆一般可分为慢（热）中子堆或快中子堆。
目前，压水堆为全球主流反应堆堆型。全球在运压水堆占所有反应堆的占比达 73.6%，其次为沸水堆，占比 9.9%。截至 2023 年底，我国共 55 台在运核电机组，有两台重水堆（秦山三期 1 号、2 号）、一台高温气冷堆（石岛湾一期），其余均为压水堆。
核电产业链包括了核燃料供给商、设备供应商、电力设计、科研、施工、安装、发电和输配电等企业，按照其在产业链中的位置可分为上游、中游和下游三个环节。
核电上游环节包括核燃料及循环、碳素及金属的制造；中游环节包括核岛、常规岛设备制造及核电辅助设备制造；下游环节主要包括核电站设计、建设及运营维护。
核燃料进入反应堆前的制备和在反应堆中燃烧后的处理的整个过程被称为核燃料循环，其包括核燃料进入反应堆前的制备和在反应堆中的裂变及乏燃料处置的整个过程，是核能安全可持续发展的重要基础，被喻为核能发展的“大动脉”。核燃料循环的前端包括铀矿探采、矿石加工、精炼、转化、浓缩等；核燃料循环的后端包括对放射性废物的处理、乏燃料的贮存和处置等，乏燃料经过处理后可以回收 99%以上的铀和钚以及其他有用的放射性同位素，实现铀资源的充分利用。
世界铀资源分布极不均匀，近八成的产量来自哈萨克斯坦、加拿大、和澳大利亚。2022 年，哈萨克斯坦的矿山铀产量最大（占世界供应量的 43%），其次是加拿大（15%）、（11%）和澳大利亚（9%），我国 2022 铀产量约 1700 吨铀，占比 3.4%。产铀行业市场集中度极高，2022 年产量排名前 10 位的公司贡献了全球铀产量的 90%以上。
我国是铀资源丰富的国家，但整体品位较低。根据世界核协会数据，截至 2021 年 1月，中国已查明可采资源总量为 22.39 万吨铀，占世界铀资源的 4%，排名第九。考虑到我国资源禀赋的现实因素，我国高度重视天然铀保障体系建设，强化多元多样的铀资源保障体系。我国已初步建立了国内开发、国际贸易、海外开发、储备体系相结合的“四位一体”天然铀保障供应体系。
国内开发方面，我国开采的铀矿主要位于新疆、陕西、江西、广东和内蒙古，总名义产能 1600 吨铀/年，由中核集团的全资子公司中核铀业有限责任公司（简称中核铀业）负责经营。
国际贸易方面，我国铀的国际来源主要是公开市场上购买的铀，进口国主要是哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、加拿大、、尼日尔和澳大利亚。
海外开发方面，我国对其他国家铀矿的权益投资主要由中核铀业和中广核铀业发展有限公司进行。该部分铀资源供应保障是可靠且成本相对稳定的，相比之下国际铀贸易的波动性和供应风险性更高。此外金年会，由于铀资源对国际航线运输量和通道占用量极低，因而通常海外开发的铀资源安全性较高。
储备体系方面，天然铀供应安全性水平高，能够相对经济地构建安全的储备体系。相比于储备 1 年所需的石油费用 3 万亿，当前我国现有运行核电机组 50 余台，按照每台百万千瓦核电机组消耗天然铀 180 吨铀计算，储备一年量的天然铀需要 150 亿元人民币，储备 10 年的天然铀约 1500 亿元，远低于石油储备 1 年的成本。
价格端，天然铀供应紧缺，价格大幅攀升。近年来，由于多起突发事件如俄乌战争、全球最大的铀生产国哈萨克斯坦的大规模抗议、尼日尔政变，天然铀持续供应紧缺，铀价大幅攀升。截止 2024 年 1 月，每公吨铀价突破了 80 美元。相比于化石燃料发电，核电的燃料成本（包括铀、转化、浓缩和制造的成本）在核电站总电力成本中占比较小，通常不到 20％。
需求端，全球核电装机容量不断增加，铀需求量也随之上升。我国 2007-2023 年铀需求保持快速增长，年均复合增速为 13.7%， 2023 年需求量为 1.1 万吨。根据世界核协会预测，到 2040 年，全球反应堆对铀燃料的需求预计将从目前的约 6.6 万吨铀增加至约 13 万吨铀，东亚将成为全球核电装机容量和铀需求增幅最大的地区，装机容量将增加到 1.4-2.6 亿千瓦，铀需求量将达到 2.3-4.1 万吨铀。
乏燃料是反应堆中使用完卸载出来的燃料，国际上处理乏燃料主要有直接处置和再循环两种途径。我国根据自身情况，立足长远，采用的是闭式燃料循环后处理战略，同时采用该方式的还有法国、日本、俄罗斯、印度等国。
乏燃料处理过程中，乏燃料水池和乏燃料贮存格架是后处理产业链中的核心设备。
我国核电高速发展的背景下，乏燃料后处理建设进度却显得有些滞后。全球商用乏燃料后处理能力为 4660 吨/年，约相当于全球每年卸出乏燃料量的 42%。其中，法国乏燃料后处理能力为 1600 吨/年，英国为 1500 吨/年，日本为 800 吨/年。据预测，2030 年我国核电厂累积卸出乏燃料将达到 2.4 万吨，离堆贮存需求达到 1.5 万吨以上，而以我国目前的乏燃料管理能力，存在乏燃料管理压力增大、核电发展面临可持续性问题突出、核燃料循环后段需求日益迫切的实际情况。
核废料后处理作为核电市场的下一片“蓝海”，已提度。在国家发改委、能源局印发的《能源技术革命创新行动计划（2016~2030 年）》中“乏燃料后处理与高放废物安全处理处置技术创新”成为核能行业技术两大创新重点之一。《“十四五”规划和 2035 远景目标纲要》提出，“安全稳妥推动沿海核电建设”和“建设乏燃料后处理厂”，更是明确了我国坚定执行闭式核燃料循环的政策。
我国在后处理产能方面制定了三步走计划：一是建设每年 60 吨规模后处理中试厂，目前已完成；二是要完成每年 200 吨规模后处理示范工厂的建设；三是实现每年 800吨的工业规模后处理能力。
核电设备包括核岛设备、常规岛设备和辅助设备。其中，核岛设备是保障核电机组安全运行的关键，其结构复杂、专业性强、交叉施工多、技术难度大、工期要求紧、质量要求高，且必须满足核安全法规的严格要求，代表了核电站建设的技术水平；常规岛工程与普通火电工程相近。
由于核电产业的特殊性，核电工程建设市场为非完全竞争市场，行业内竞争企业数量有限。中国核建在核电站核岛建设市场处于绝对主导地位，我国已建和在建的绝大多数核岛工程由中国核建承建。常规岛和辅助设备建设市场，由于工程难度和特殊性不及核岛建设，目前国内参与竞争的企业较多，包括各大型建筑企业、火电建设企业等，市场竞争激烈。
近年来，我国核电主设备出产不断增长。我国已具备先进核电设备规模化制造能力，且造价仅为海外同类机组价格的 60%左右，具备明显比较优势。2022 年，我国核电装备制造企业持续推进三代核电装备制造技术改进、完善和标准化工作，通过实施核心设备和零部件国产化攻关，着力解决“卡脖子”问题，主要核电堆型设备国产化率达到 90%以上，如“国和一号”湿绕组电机主泵和屏蔽电机主泵等一批核电关键装备首台套交付。2022 年国内核电主设备累计交付 54 台套，维持高位。
我国在运核电装机规模居世界第三位。据国际原子能机构统计，截至 2023 年 12 月31 日，世界 32 个国家在运核电机组共计 413 台，装机容量 371.5GW。其中，美国在运核电 93 台，装机容量 95.8GW；法国在运核电 56 台，装机容量 61.4GW；俄罗斯在运核电 37 台，装机容量 27.7GW。
近年来我国核电装机规模和发电量均平稳增长，2023 年在运装机规模 56.9GW，同比增长 2.5%，位居全球第三。
我国在建核电规模继续保持全球第一。截止 2024 年 2 月，世界 17 个主要核电国家在建核电机组共计 60 台，装机容量约 64.1GW。其中我国在建核电机组共 25 台，总装机容量约 27.9GW，整体规模继续保持全球第一，其中，两台为快中子堆，其余均为压水堆。印度、土耳其在建核电为 8 台和 4 台，装机容量为 6.0GW 和 4.5GW；按堆型划分，全球在建压水堆、重水堆、沸水堆和快堆分别为 49 台、3 台、2 台和4 台，装机容量分别为 53.2GW、1.9GW、2.7GW 和 2.1GW，压水堆仍是主流。
2022 年以来，中国核电机组核准数量创十余年来之最。2011 年日本发生福岛核事故后，中国一度暂停了新增核电项目审批，2019 年中国核电审批再次重启，随后三年分别核准核电机组四台、四台、五台。2023 年通过审批的核电机组数量达到十台，分别于 7 月核准六台，以及 12 月再核准四台，与 2022 年持平，均创十余年来之最。
按照单台“华龙一号”机组约 200 亿元的总投资计算，2023 年核准的 10 台机组投资规模高达 2000 亿元。
我国核电发电量占比还有巨大的发展空间。2022 年，我国火电占总发电量的比重高达66.5%，而核电发电量占比仅4.7%，与法国（62.6%）、韩国（29.6%）、美国（18.2%）、加拿大（12.9%）等主要核电国家相比仍然较低。我国近 20 年全国核电发电量增速大体上先上升后下降，20 年 CAGR 为 11.40%，2023 年，我国核电发电量 4332.6亿千瓦时，同比增长 3.71%。
核电行业的进入壁垒包括行政壁垒、技术壁垒、人才壁垒和资金壁垒这四大壁垒。目前我国具有核电运营资质牌照的公司只有四家，即中国核工业集团公司金年会、中国广核集团、国家电力投资集团公司和中国华能集团公司。近十年来主要的核能发电企业只有中核集团和中国广核，但近几年来国家电投和中国华能也开始有小规模的装机容量。
2023 年四大集团在运机组和容量分别为：中核集团：25 台，2375 万千瓦；中国广核：27 台，3056 万千瓦；国家电投：2 台，250 万千瓦；中国华能：1 台，21 万千瓦。五大发电集团中的国家电投、华能已实现核电站控股，中国大唐、中国华电和国家能源集团在核电领域也有所渗透，通过参股的模式拥有一定的核电项目或装机权益。未来五大发电集团的发力将带来新的变量和新的动能。
国内核电发展规模和节奏有望进入新常态。预计 2030 年前，我国在运核电装机规模有望超过美国成为世界第一，在世界核电产业格局中占据更加重要的地位。综合多家机构的研究成果，预计到 2035 年，我国核能发电量在总发电量中的占比将达到 10%，相比 2022 年翻倍，核电在我国能源结构中的重要性进一步提升。
1.4 第四代核电多技术并行发展，中国 HTR、SFR 产业化进展速度快
2000 年，美国能源部发起了“第四代国际论坛”（GIF），其愿景是跨过应用中的轻水堆技术，通过与国际伙伴的合作来分享先进核能反应堆系统的研究与开发。我国于2006 年加入 GIF，与其他成员国共同开发能获得许可、建造和运行的未来一代核能反应堆系统，这种核能系统将提供具有竞争力的价格、可靠的能源产品，且能令人满意地解决核安全、核废物、防扩散和公众认知关切。
第四代核反应堆主要特征是安全可靠性高、废物产生量小、具有更好的经济性，是未来核能重要的发展方向。
经过共同努力，GIF从 130多种概念设计中遴选出气冷快堆（GFR）、铅冷快堆（LFR）、熔盐反应堆（MSR）、钠冷快堆（SFR）、超临界水冷堆（SCWR）、超高温气冷堆（VHTR）六种核能系统作为最有开发前景的第四代核能技术，并在其后发布了技术路线图，确定并规划了推动这六种核能发展所必不可少的研发工作和相关时间节点。我国对于四代堆“高温气冷堆”和“钠冷快堆”分别建设了实验堆和示范工程，是产业化进展最快的第四代核电技术。
钠冷快堆是以液态金属钠为冷却剂、主要由快中子引起核裂变的反应堆。快堆主要有两大优势：一是增殖，它可以将天然铀中占 99%以上的铀-238 转化为易裂变核素钚-239，将铀资源利用率从压水堆的不到 1%提高到 60%以上；二是嬗变，它可以将乏燃料中的长寿命高放射性核素转化为短寿命低放射性核素，从而将核废料的放射性危害降至最小。
俄罗斯：俄罗斯开展多用途钠冷快中子研究堆、BN 系列钠冷快堆以及燃料循环专项计划的研究，主要在堆设计、新燃料以及相关装置和特种同位素生产的研发，同时俄罗斯即将实现闭式燃料循环。
美国：已在 20 世纪 40 年代建成全球首座实验快堆，已经积累了有近 50 年的运行经验，并且已具备示范快堆燃料制造能力。
中国：实验快堆工程（CEFR）已具备发电能力，目前正在建设福建霞浦 CFR600 示范快堆。
VHTR 是 20 世纪 70-80 年代开发的高温反应堆的衍生物。以全陶瓷包覆颗粒燃料为特征，采用石墨作为中子减速剂，氦作为冷却剂，通过自动衰变热排除能力实现了固有安全性和工艺用热应用能力。
美国：主要开发棱柱型反应堆。美国能源部开展的“下一代核电站”（NGNP）研究项目最终选择通用公司参与的棱柱型模块式反应堆（MHTGR）作为美国超高温堆研发的目标，目前还处于研发阶段。
中国：主要开发球床型反应堆。中国已于 2021 年底建成全球首座球床模块式高温气冷示范堆核电站（石岛湾高温气冷堆核电站），实现并网发电。
SCWR 是一种高温高压水冷堆，在水的热力学临界点（374℃，22.1MPa）以上运行。
一般地说，SCWR 的概念设计可分为两大类：一类最初由日本提出、最近由欧洲原子能共同体合作提出的压力容器概念；另一类是由加拿大提出的压力管概念，一般称为加拿大超临界水堆。SCWR 的主要优点是热力效率高，且有可能简化厂房，从而提高了经济性。
加拿大：研究目前由加拿大核能实验室（CNL）牵头，多所科研机构和大学共同参与。
欧盟：研究由德国卡尔斯鲁厄研究院（KIT）牵头，其他十余个欧洲研究机构参加。
熔盐堆是以熔盐作为冷却剂的反应堆。熔盐具有高温、低压、高化学稳定性、高热容等非常理想的反应堆热量传输特性，可建成常压、紧凑、轻量化和低成本的反应堆；熔盐堆运行只需少量的水金年会，即使在干旱地区也能够高效发电；熔盐堆输出温度可达700℃以上，既可用于发电，也用于工业生产和高温制氢、吸收二氧化碳制甲醇等，缓解气候问题和环境污染，实现核能综合利用。
俄罗斯：正由国家原子能集团公司的博奇瓦尔无机材料研究所开展熔盐堆燃料及乏燃料处理技术的研发，主要包括氟化钚和次锕系元素氟化物的制备、氟化锂和氟化铍混合熔盐的制备以及氚的安全防护。
美国：在 1965 年已建成并满功率运行 8MW 熔盐实验堆（MSRE），后来停止运行；目前，美国和加拿大两国核监管机构已完成一体化熔盐堆（IMSR）的联合技术评审。
中国：我国 20 世纪就开展过熔盐堆的研究，包括“820 工程”“728 工程”，并在 1971年建成冷态熔盐堆，目前主要由上海应用物理研究所牵头开展钍基熔盐堆的研究，有机所、高研院、金属所等参与，已在甘肃武威实现了机电安装以及功率调试。
GIF 确定的 LFR 概念包括三个参考系统：一是额定功率为 600MWe 的大型系统（ELFR，欧盟）；二是额定功率为 300MWe 的中型系统（BREST-300，俄罗斯）；三是额定功率为 10-100MWe 的小型可运输系统（小型安全可运输的自主反应堆SSTAR，美国），其特征是堆芯寿命很长。
美国：已于 21 世纪初重启铅冷快堆研发计划。美国阿贡国家实验室、劳伦斯伯克利国家实验室和洛斯阿拉莫国家实验室联合开展 SSTAR 项目，主要研究小型模块化设计；在 SSTAR 基础上，美国阿贡国家实验室开展 SUPER-STAR 项目，主要研究小型自然循环铅冷快堆，并处于国际领先地位；美国西屋公司开展铅冷示范快堆（DLFR）项目研究，主要验证示范快堆技术的可行性。
俄罗斯：主要实施“突破”计划，目前已基本掌握快堆、氮化物燃料和后处理关键技术，且正在设计和建造 BREST300 铅冷快堆及燃料循环设施。
中国：我国已拥有三座启明星系列零功率装置，已分别于 2005 年、2016 年和 2019年实现临界。
GFR 的参考概念是一种堆芯出口温度达 850℃的 2400MWh 反应堆。如此高的堆芯出口温度使间接燃气－蒸汽联合循环能够由三个中间热交换器来驱动。但也需要燃料能够在为实现快堆堆芯的良好中子经济性所必需的高功率密度下持续工作。这是在开发 GFR 系统的过程中遇到的最大挑战。GFR 面临的第二大挑战是确保在所有预期的运行工况和事故工况下都能排除衰变热。
截至目前，国际上还没有建造过真正的气冷快堆，美国开展了 300MW 示范电厂和1000MW 商业电厂的初步设计；气冷快堆实验堆国际上的研究主要由法国牵头，其他四个欧洲国家参与。我国在气冷快堆方面还没有系统开展工作。
（特别说明：本文来源于公开资料，摘录内容仅供参考，不构成任何投资建议，如需使用请参阅报告原文。）
新能源汽车 储能 锂电池 燃料电池 动力电池 动力电池回收 氢能源 充电桩 互联网汽车 智能驾驶 自动驾驶 汽车后市场 石油石化 煤化工 化工产业 磷化工 基础化工 加油站 新材料 石墨烯 高分子 耐火材料 PVC 聚氯乙烯 绿色能源 清洁能源 光伏 风力发电 海上发电返回搜狐，查看更多