我国核电建设在2008-2010年迎来一波高峰,近年来相应机组完工并网,带动核电在运装机容量快速增长。根据中国核能行业协会相关统计,2014-2016年间国内共有18 台机组投入商业运行,装机容量合计为18.80GW,占2016年底总装机容量55.9%,近年来核电机组投入商业运营的节奏较之前明显加快。

  我们预计,国内2016-2022年核能发电量复合增速仍能维持在14%左右。主要理由包括:

  其一,2017-2022年国内在建机组投产情况可预计,在建项目进度符合预期,后续将按计划投入商运;

  其二,国内核电占比仍低,未来长期仍将维持基荷电源地位。

2016-2022年国内核能发电量预测

数据来源:公开资料整理

2016-2022年国内核能发电量与上网电量预测

类别
2016E
2017E
2018E
2019E
2020E
2021E
2022E
新增商运机组数量
7
5
6
2
2
3
2
新增装机容量(MW)
7204.79
6586
6512
2212
2204
3354
2300
总装机容量(MW)
33632.16
40218.16
46730.16
48942.16
51146.16
54500.16
56800.16
装机容量增速
27.26%
19.58%
16.19%
4.73%
4.50%
6.56%
4.22%
有效装机容量(MW)
30665.70
36571.66
43337.66
48107.66
48942.16
52815.16
55937.66
年平均可利用小时数(h)
7085.08
7157.62
7264.37
7349.33
7573.36
7617.37
7669.29
发电量(亿kWh)
2172.69
2617.66
3148.21
3535.59
3706.57
4023.13
4290.02
发电量增速
28.57%
20.48%
20.27%
12.30%
4.84%
8.54%
6.63%
厂用电率
6.97%
6.82%
6.67%
6.59%
6.59%
6.53%
6.47%
上网电量(亿kWh)
2021.25
2439.01
2938.19
3302.61
3462.29
3760.31
4012.42
平均上网电价(元/kWh)
0.4331
0.4287
0.4334
0.4448
0.4434
0.4411
0.4424
发电收入(亿元)
740.68
903.51
1116.96
1251.71
1305.34
1421.71
1529.22
发电收入增速
26.40%
21.98%
23.62%
12.06%
4.28%
8.91%
7.56%

数据来源:公开资料整理

  我们预计,在核电上网政策保持不变的情况下,2016-2018 国内核电运营行业收入复合增速为24%。受2011年福岛核事故影响,国内在2011-2014年之间新开工核电机组较少,将致2019-2022年投运核电机组数量降低,但2016-2022的7年间核电运营行业收入复合增速仍能高达15%,显著高于国内社会用电量增速。

  核燃料成本与电站的固定资产折旧,是核能发电成本中最为主要的两部分。根据中国核电2015年报显示,核燃料成本占比大致为25%、电站折旧占比为37%、人员费用占比11%、运维费用占比14%,如图41 所示;我们预计, 乏燃料处理准备占比为7%。另根据中广核电力2015年财报显示,中广核电力核燃料成本占比大致为28%,而电站折旧成本占比为25%,乏燃料管理计提准备为7%。

中国核电成本构成情况(2015年度)

数据来源:公开资料整理

中广核电力成本构成情况(2015年度)

数据来源:公开资料整理

  相较于其他类型电源,核电能够维持平稳盈利能力,可以称得上是未来数年国内盈利能力最为优质的发电资产。近年来国内两大主要核电运营商的毛利率水平均能够维持在35%以上,净利率水平亦能够维持在25% 以上,盈利水平较火电运营商具有显著优势,如表36、表37 所示。此外核能发电不受地理资源约束,国内在建以及筹建当中核电装机容量为目前在运行核电装机容量的3 倍以上,长期成长性较水电行业更优。

国内主流核电、火电、水电等运营商毛利率水平对比

公司
电源类型
2016Q3
2015
2014
2013
2012
2011
平均值
中广核电力
核电
51.00%
48.67%
49.24%
47.63%
47.16%
49.00%
48.78%
中国核电
核电
43.38%
44.18%
39.51%
35.73%
40.23%
40.89%
40.65%
浙能电力
火电
26.10%
26.08%
19.85%
18.92%
15.06%
10.98%
19.50%
华电国际
火电
26.20%
33.52%
27.88%
23.39%
16.01%
9.22%
22.70%
华能国际
火电
26.89%
29.00%
25.04%
23.14%
16.30%
8.70%
21.51%
长江电力
水电
62.45%
59.58%
63.10%
57.99%
63.70%
59.31%
61.02%
桂冠电力
水电
60.09%
58.67%
40.65%
30.43%
29.13%
29.07%
41.34%
国投电力
水电
52.83%
52.21%
50.72%
40.51%
25.29%
17.05%
39.77%
节能风电
风电
45.20%
48.10%
51.76%
54.69%
54.46%
56.45%
51.78%

数据来源:公开资料整理

国内主流核电、火电、水电等运营商净利率水平对比

公司
电源类型
2016Q3
2015
2014
2013
2012
2011
平均值
中广核电力
核电
30.48%
35.29%
33.55%
29.63%
28.71%
34.42%
31.85%
中国核电
核电
30.83%
27.13%
27.43%
28.32%
25.76%
28.23%
27.95%
华能国际
火电
13.83%
13.61%
10.66%
9.79%
5.12%
1.02%
9.00%
华电国际
火电
11.22%
14.76%
10.90%
8.49%
3.22%
0.27%
8.14%
浙能电力
火电+核电
23.45%
21.18%
16.02%
14.28%
9.83%
6.44%
15.20%
长江电力
水电
43.85%
47.53%
43.98%
39.97%
40.15%
37.20%
42.11%
国投电力
水电
30.59%
32.30%
30.83%
20.74%
8.45%
3.10%
21.00%
桂冠电力
水电
39.46%
38.86%
16.67%
6.96%
8.31%
8.09%
19.73%
节能风电
风电
17.82%
19.58%
19.20%
23.36%
26.57%
23.68%
21.70%

数据来源:公开资料整理

  国际原子能机构(IAEA)将额定功率小于300MW 的机组定义为小型反应堆,300MW-600MW 的机组定义为中型反应堆,将600MW 以上的反应堆定义为大型反应堆。小型反应堆的历史可以追溯到人类首次实现临界链式核反应。近年来受降低总体造价及为远离大型电网的偏远地区供电的愿景驱使,国际社会又重新燃起了对小型堆的兴趣。小型堆技术路线众多,主流仍以压水堆为主。从目前全球小型反应堆发展的情况来看,其采用的技术路线也非常之多,大的技术路线包括压水堆、沸水堆、高温气冷堆、快中子堆、熔盐堆等,基本涵盖了目前核反应堆的主流技术路线。目前涉足海上浮动核电站建设的国家仅有中国和俄罗斯,所采用的技术路线均为压水堆,如果考虑以往核潜艇以及核动力航母的情况,压水堆几乎垄断了已建成的海上核动力装置。

国际主流的小型反应堆

名称
反应堆类型
功率
设计机构
ACP100
压水堆
100MWe
中核集团
ACPR50S
压水堆
50MWe
中广核集团
Nuscale
压水堆
45MWe
美国纽斯凯尔电力公司(Nuscale Power)
SMART
压水堆
90MWe
韩国原子能研究所
KLT-40S
压水堆
35MWe
俄罗斯联邦机械制造试验设计局(OKBM)
CAREM
压水堆
27MWe
阿根廷国家原子能委员会
NP-300
压水堆
100-300MWe
法国的原子能技术公司
HTR-PM
高温气冷堆
105MWe
清华大学
PBMR
高温气冷堆
165MWe
南非国家电力公司(Eskom)
HTTR
高温气冷堆
30MWt
日本原子能研究所
SVBR
铅铋快堆
100MWe
俄罗斯国家原子能集团(Rosatom)
4S
钠冷快堆
10MWe
东芝公司&日本中央电力研究所(CRIEPI)
STAR
铅冷快堆
400MWt
阿贡国家实验室

数据来源:公开资料整理

  小型堆相对于大型堆在设计方面存在多项改进使其固有安全性能超过大型堆,包括:简化系统管道设计,优化压力容器设计与冷却剂余热排出设计,提高堆芯材料选择要求等,以提升小型堆的固有安全性能。表40 为ACP100 安全性方面所具有的技术特点。

ACP100 安全性方面所具有的技术特点

技术特点
可达到的安全性目的
取消主冷却剂系统管道
消除大破口事故(LOCA)的发生
压力容器底部无开口
冷却剂丧失情况下,堆芯仍能在一段时间内处于淹没状态
乏燃料池布置在地面标高以下
保证极端情况下,不出现乏燃料裸露情况
核岛全部埋于地下
避免外部事件冲击
主冷却剂系统采用自然循环原理
停堆时产生的衰变余热可通过非能动方式排出;反应堆亦可以采用自然循环模式运行
增大单位装机容量对应压力容器尺寸
降低堆芯内中子注量率,从而降低运行期间裂变中子和射线对压力容器材料的辐照脆化效应
采用改进的耐高温燃料和结构材料
增加反应堆安全裕量,使堆芯在无保护的瞬态超负荷过程中不受损坏
减少不必要的阀门和管道
降低能动设备故障引发事故概率
采用先进的自动化控制系统
降低人因引发事故概率

数据来源:公开资料整理