核電及可控核聚變：大國重器，未來可期
碳中和背景下，核能將成爲未來能源結構關鍵一極。可控核聚變或是人類解決能源問題的終極方案，隨相關技術突破及資本湧入，其商業化進程已按下加速鍵。展望未來，我們認爲在全球範圍內將有更多的聚變實驗裝置實現淨能量增益，隨基礎研究和頂層設計協同發力，我國也將在可控核聚變領域長期保持領先身位。從應用角度，我們看好聚變-裂變混合堆方案以及AI和高溫超導的持續發展或將在短期大幅加快聚變技術落地。核電領域，在我國核電核准節奏進入常態化加速期背景下，預計2024年國內核電行業總投資規模將接近4000億元，核電累計發電量佔比有望達到5.5%。技術端，我國四代高溫氣冷堆核電技術已取得重大突破，後端乏燃料處理環節也將不斷完善，核能在制氫和工業等新型領域的應用加速落地，核電出海有望迎來高速增長。
▍展望一：可控核聚變承載人類能源利用終極夢想，頂層設計及基礎研究進展頻出，我國將持續處於核聚變領域第一梯隊。
根據核工業西南物理研究院官網，2023年12月29日，由25家央企、科研院所、高校等組成的可控核聚變創新聯合體正式宣布成立。聯合體的成立是我國在可控核聚變領域的一次重大突破，將有力推動我國在可控核聚變領域的研究和應用，爲我國乃至全球的能源結構調整和可持續發展做出貢獻。
▍展望二：可控核聚變將帶來能源成本的大幅下降，具有重要战略意義，將逐漸成爲全球產業發展高地。
據澎湃新聞報道，2023年8月，美國NIF實驗室產生比2022年12月更高的核聚變能量產出。同月我國新一代人造太陽“環流三號”在試運行中首次實現100萬安培下的高約束模式運行，再次刷新我國磁約束聚變裝置運行紀錄。根據FIA，截至2023年7月，全球聚變公司已累計融資超過62億美元,相較2022年的48億美元增加約14億美元，同比增幅27%。美國私營公司Helion Energy於2023年5月與微軟籤訂核聚變商業化發電“首單”，其最大投資者爲OpenAI CEO Sam Altman。國內聯創光電於11月與中核聚變（成都）設計研究院籤訂全面战略合作框架協議，工程總投資公司預計超過200億元。
▍展望三：聚變-裂變混合堆可通過混合包層放大能量，較純聚變堆擁有多重優勢。
我們預計2025年將完成堆芯物理優化及工程設計，2030年完成第一階段主機及輔助系統的建設並开展氘氚試驗，2035年或將完成超100MW的混合發電示範堆。混合堆在實操層面降低了純聚變堆芯對高能等離子體的要求，繼而降低了對等離子體控制、氚自持以及耐輻照結構材料的要求。同時更高的能量轉化效率，可以在同等電功率下擁有更低的建造成本和更短的建設周期，我國核領域研究機構已开展有關混合堆的相關工作，或將在短期大幅加快聚變技術的實際應用。
▍展望四：全球超導產品市場規模已達68億歐元，隨可控核聚變產業的持續發展，料將爲高溫超導材料的持續發展帶來機會。
對於目前可控核聚變主流的磁約束路线，形成強大的磁場是實現其反應可控的前提，而超導材料是實現該目標必不可少的一環。我國在超導強磁場應用等方面已達到國際先進水平，根據Conectus數據，2012年全球超導產品市場規模爲51.9億歐元，2020年達到64.6億歐元，且測算2022年該數字達到68億歐元，2012-2022年間CAGR達到2.7%。可控核聚變的商業化加速，將爲相關材料帶來新的投資機會。
▍展望五：“華龍一號”逐漸走向成熟，核電行業在技術和政策上獲得有力驅動，產業發展換擋提速態勢顯著，我國核電高核准量節奏有望維持。
預計2024年我國核電機組有望維持8~10台的高核准量，未來我國核電市場規模在量價齊升的驅動下將持續高增。
▍展望六：隨着前期核准的核電機組項目竣工投入商運，我國核能裝機量和核電發電量佔比有望持續提升。
根據中國核能行業協會，2022年全國運行核電機組裝機容量5698萬千瓦，佔全國電力裝機總量的2.2%，發電量爲4177.8億千瓦時，約佔全國總發電量的4.7%，核能發電量達到世界第二。我們預計全國運行核電機組裝機容量至2025年達到8500-9000萬千瓦，我國核電累計發電量佔全國累計發電量的比例達到5.5-6%。
▍展望七：我國四代高溫氣冷堆核電技術已取得重大突破，我們預計國內高溫氣冷堆儲備項目有望於2024年啓動建設。
根據商務部官網，目前中國已與沙特、阿聯酋等國家和地區籤訂了高溫氣冷堆項目合作諒解備忘錄，我們認爲國產高溫氣冷堆出口指日可待，預計最快2024年將有項目落地。
▍展望八：我國核工業後端乏燃料處理環節投資有望迎高速增長。
我國核工業後端乏燃料處理能力尚不足，受益於核電站建設放量配套乏燃料處理廠，其投資額有望實現高速增長，我們預計2024年我國關於乏燃料離堆貯存的法律法規將進一步完善，2035年我國乏燃料處理能力缺口達到2400-3000噸，需對應建設3-4個乏燃料大廠，預計未來十年內我國乏燃料處理年均投資額爲450-600億元。
▍展望九：隨着反應堆技術迭代和降本增效，我們預計核能在制氫和工業應用等新型領域的應用有望加速落地。
預計2035年核能綜合利用規模將會達到1億千瓦，爲核能發電規模的二分之一，2050年核能綜合利用規模將會超過核能發電規模。
▍展望十：我們預計到2025年，中國核電出口產值將達900-1200億元。
“華龍一號”的技術突破意味着我國在主流三代核電技術上真正實現了自主可控，在產品、項目和技術出海上具備了更強的競爭力，同時“一帶一路”战略勾勒出我國核電出海的“路线圖”，由於“一帶一路”沿线多爲發展中國家，其核電新建市場空間廣闊，我國核工業出口有望受益。
▍風險因素：
可控核聚變研究進展不及預期，可控核聚變商業化不及預期，國際ITER項目推進不及預期，相關政策推進不及預期，商業資本後續投入不及預期、核能項目審批不及預期、交付周期延遲、行業回款資金不及預期、技術开發不及預期、核能在其他綜合利用領域推進不及預期等風險。
▍投資策略：
在可控核聚變領域，我們建議關注如下兩個投資方向：1）極端的反應環境對聚變裝置結構材料提出極高要求，我國在相關領域材料處於國際領先水平，建議關注ITER零部件配套商；2）超導材料是實現磁約束路线可控核聚變的重要一環，建議關注國內超導材料行業核聚變相關標的。
而核能作爲我國實現“碳達峰碳中和”的重要手段，當前發電量在電力結構中佔比僅爲5%（國家農能源局），遠低於全球核電大國水平。近年來，隨着新機組項目核准加速，核能產業鏈各生產環節有望進入密集交付周期，我們看好核能行業的投資機會。同時考慮到核電機組零部件交貨周期在2-3年，閥門等核心零部件有望在2023年底起進入集中交付期，釋放核電零部件企業業績彈性，建議關注受益國產化趨勢的核電零部件龍頭廠商，包含三條核心主线：1）核電設備和材料方面；2）核電工程建設方面，近年來核電建設市場規模維持高速增長；3）核電技術和服務方面。
注：本文節選自中信證券研究部已於2024年1月3日發布的《產業趨勢展望系列之核電及可控核聚變篇—大國重器，未來可期》報告，分析師：王喆S1010513110001、李超S1010520010001、唐川林S1010519060002、華鵬偉S1010521010007、敖翀S1010515020001、拜俊飛S1010521070006
標題：核電及可控核聚變：大國重器，未來可期
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