核电上中下游各环节梳理

核电产业链上游可以分为铀原料的开采、加工、贸易和核燃料的制造，中游主要为核电 设备的制造，下游则包括核电站的建设、运营以及燃料后处理等环节。

1.上游：我国天然铀供应体系是安全、可靠、可持续的

核燃料更换周期为 12-18 个月，核电站运营中核燃料成本占比约 1/5。核电的产生离 不开核燃料，正如化石能源燃烧产生的热能离不开化石燃料。核燃料可利用铀、钍和钚 这三种元素制造。目前，应用最多的是利用铀元素制造的核燃料。铀是从自然界的铀矿 中获得的（天然铀）。根据压水堆核电站的设计，在运机组的核反应堆运行一定时间后， 必须停堆更换核燃料。根据中国广核数据，当前所有核电机组的设计换料周期均为 12- 18 个月。据中国核电及中国广核 2023 年年报数据，核燃料大约占核电站运营成本 16%- 22%。

天然铀一般提前 3 年采购，且储备所需成本低。 ①天然铀是核能发展的物质基础。不同于石油天然气等化石能源资源的用途广泛，天然 铀除应用于反应堆作为核燃料外，其他用途几乎可以忽略。 ②天然铀能量密度极高（同体积下，即使按照热中子堆铀资源利用率不足 1%情况下， 释放的能量也比石油高约 10 万倍），储运占用空间小，且天然铀通常以氧化物等固体形 态储存运输，不属于易燃、易爆等物品，因此对储存运输条件要求不高，储备体系运营 成本也并不高，因此能够相对经济地构建安全的储备体系。 ③天然铀一般提前 3 年采购：目前核电机组通常是每 18 个月换料一次，一次装料即可 满足 1.5 年的用料需求，且天然铀均在核燃料生产过程中都是提前 3 年以上采购。 ④天然铀储备成本低，对比石油，石油需求是连续的，且储备 1 年所需的石油费用 3 万 亿，若按照核电机组 50 余台（截至 2024 年 3 月 31 日，我国运行核电机组共 56 台（不 含中国台湾地区）），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，储备 10 年的天然铀约 1500 亿元（按当前高位价格计算）。 我国已经储备 8-10 年核电站所需天然铀。考虑 100%的铀资源对外依存度，并假设所 有外部供应途径完全中断，完全依靠储备体系释放，我国可以实现 8-10 年跨度的、无需 修复外部供应渠道的安全运行。实际上，我国现有“四位一体”铀资源保障体系是已经 可以应对数年完全中断的保障能力。相比之下，我国目前石油保障供应体系为 90 天。从 这个简单的评价指标看，我国天然铀保障的安全水平相对很高。 我国仅有 3 家可从事天然铀进口贸易。目前国内获授经营许可及牌照从事天然铀进口及 贸易并提供核相关服务的实体只有三家，分别是中国广核集团下属的铀业公司、中核集 团下属的原子能公司和国家电投下属的国核铀业发展有限责任公司。中核集团是中国唯 一的核燃料生产商、供应商和服务商。

哈萨克斯坦、纳米比亚和乌兹别克斯坦为我国主要天然铀进口国。我国国内铀矿床类型 多、地质条件复杂，开采难度大，进口依赖度较高。从数据上看，截止 2021 年，全球开 采成本低于 130 美元/kgU 的铀资源为 607.85 万吨，其中我国铀资源占比为 4%。我国 主要从哈萨克斯坦、纳米比亚和乌兹别克斯坦三个国家进口天然铀及其化合物。

2.中游：设备制造为产业链中心环节

以压水堆为例对核能发电的原理进行说明：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。整个过程的能量转换是由核 能转换为热能，热能转换为机械能，机械能再转换为电能。 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。

核电站主要由核岛和常规岛组成。核裂变电站可分为两部分，一是核岛，包括反应堆厂 房、辅助厂房、核燃料厂房和应急柴油机厂房。二是常规岛，包括汽轮发电机厂房和海 水泵房。压水堆核电站主要由核岛、常规岛和电站配套设施（BOP）等组成。核岛由核反 应堆厂房和核辅助厂房构成，其中核反应堆厂房的安全壳是核电站的重要安全构筑物。 安全壳一般为带有半圆形顶的圆柱体钢筋混凝土建筑，能够承受地震、台风等各种外部 冲击，是核电站的第三道安全屏障，确保反应堆的放射性物质不释放到外部环境。

核岛设备制造是核电国产化核心，投资成本过半。核岛设备核心产品技术难度大、质量 要求高、资金投入多等原因导致核岛设备的进入壁垒极高，因此整体成本更高，占比达 58%，且盈利性更高。常规岛设备由于发电原理与火电、水电等其他发电站相似，设备 具备一定的通用性，因此常规岛设备的市场竞争程度较高，盈利性较低。辅助系统设备 市场中民营企业较多，由于无特殊的技术要求，技术壁垒低，市场参与者较多且竞争激 烈，毛利率水平偏低。

3.下游：我国具有核电运营资质牌照的公司只有四家

《核设施建造许可证》是由我国国家核安全局负责制定和批准颁发的核设施安全许可证 件之一。核设施营运单位在核设施建造前，必须向国家核安全局提交有关资料，经审核 批准获得《核设施建造许可证》后方可动工建造。 电力央企发展核电的积极性很高，但由于安全性的特殊考量，加之投资大、周期长、技 术密集程度高等原因，国家对核电行业的准入门槛要求很高，核电实行严格的持牌运营， 也可以理解为特许经营权管理。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、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。

为 了满足高昂的初期投资需求和降低核电建设周期长带来的运营风险，这四家具备资质的 公司也开始采取联营的方式，与国家能源投资集团、中国华电集团、中国大唐集团、三 峡集团等能源电力央企以及江苏国信、浙江能源集团、广东能源集团、香港中华电力等 合作投资共建核电。 中国核电站运营呈现双寡头格局，中广核、中核集团占超 90%份额。截至 2023 年年 底，55 座在运核电机组分别由中核集团、中广核、国家电投、华能集团 4 家企业负责控 股运营。其中，中广核位居第一，运营数量达到 27 座，占比 50%；其次是中核集团， 运营数量为 24 座，占比 44%；两家企业合计市场份额达到 94%。从装机容量来看，中 广核运营的核电机组装机容量最大，达到 3056 万千瓦，占比达到 54%；其次是中广核 集团，运营核电装机容量 2371 万千瓦，占比为 42%；两家企业合计市场份额达到 95%。

截止 2023 年年底，据中核战略规划研究总院统计，24 座在建核电机组同样也由上述四 家企业负责运营。其中，中核集团位居第一，运营数量达到 12 座，占比 50%；其次是 中广核，运营数量达到 7 座，占比 29.2%；两家合计市场份额达到 79.2%。