可控核聚變終極能源的資本狂潮

孤城

2023年年末，新能源領(lǐng)域又迎來(lái)重磅新聞。

12月29日，由中核集團(tuán)牽頭，25家央企、科研院所和高校組成了可控核聚變創(chuàng)新聯(lián)合體，正式揭牌中國(guó)聚變能原有限公司（籌）。

此前，國(guó)資委啟動(dòng)實(shí)施未來(lái)產(chǎn)業(yè)啟航行動(dòng)，可控核聚變被視為未來(lái)能源的唯一方向。加上年內(nèi)“中國(guó)人造太陽(yáng)”刷新運(yùn)行記錄，年末4臺(tái)電核機(jī)組核準(zhǔn)，資本市場(chǎng)聞風(fēng)而動(dòng)，核電產(chǎn)業(yè)鏈再度成為資本風(fēng)口。

核電重啟

2011年3月，彼時(shí)全球最大的在役核電站福島核電站受地震海嘯影響，導(dǎo)致核泄漏。日本將此次事故定為7級(jí)（特大事故），與切爾諾貝利核事故同級(jí)。

一時(shí)間，全球駭然，“談核色變”。各國(guó)均收緊了核電機(jī)組的審核節(jié)奏。

福島核事故后，我國(guó)開展了一年半的核電安全檢查，雖然得出安全有保障的結(jié)論，但決定不上馬新的核電項(xiàng)目。當(dāng)年出臺(tái)的《核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》指出，新建核電項(xiàng)目必須符合三代核電安全標(biāo)準(zhǔn)。

在核事故陰影、輿論壓力，以及三代技術(shù)尚未完全成熟的背景下，2011-2018年，我國(guó)核電核準(zhǔn)整體呈現(xiàn)收縮狀態(tài)，很多年份都沒有進(jìn)行審批。

2015年較為特殊，當(dāng)年是“十二五”收官之年，核準(zhǔn)了8臺(tái)機(jī)組，一部分是前期已經(jīng)投入大量資源的二代+機(jī)組；另一類就是三代核電華龍一號(hào)，中核獲核準(zhǔn)2臺(tái)華龍一號(hào)，中廣核也是2臺(tái)華龍一號(hào)，均為兩大核電集團(tuán)首臺(tái)華龍一號(hào)。

隨著三代技術(shù)的日益成熟，以及雙碳戰(zhàn)略的深度實(shí)施，我國(guó)核電于2019年重啟，2019-2023年核準(zhǔn)新機(jī)組分別為4臺(tái)、4臺(tái)、5臺(tái)、10臺(tái)、10臺(tái)，核準(zhǔn)節(jié)奏明顯加快。

尤其是2021年的《政府工作報(bào)告》中指出，在確保安全的前提下積極有序發(fā)展核電，這是政府報(bào)告中首次采用“積極”一詞，“十四五”規(guī)劃也中明確提出積極有序發(fā)展沿海三代核電建設(shè)。

業(yè)內(nèi)普遍預(yù)測(cè)，在雙碳目標(biāo)的大背景下，結(jié)合近年來(lái)多次出現(xiàn)電力供應(yīng)緊張的問題，核電審核將持續(xù)向好，預(yù)期未來(lái)幾年有望每年核準(zhǔn)8～10臺(tái)。

國(guó)內(nèi)在運(yùn)、在建核電機(jī)組數(shù)

資料來(lái)源： 中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)，國(guó)信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理

歷年國(guó)內(nèi)新核準(zhǔn)核電機(jī)組數(shù)

資料來(lái)源： 中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)、國(guó)際原子能機(jī)構(gòu) IAEA、核安全局，國(guó)信證券經(jīng)濟(jì)研究所整理

三代技術(shù)中，CAP1000國(guó)產(chǎn)化率已經(jīng)超過85%，而華龍一號(hào)國(guó)產(chǎn)化率高達(dá)90%以上，按照單臺(tái)核電機(jī)組投資約180億～200億元，新核準(zhǔn)10臺(tái)機(jī)組將創(chuàng)造約1，800億～2，000億元的市場(chǎng)“蛋糕”。

除了核電建設(shè)、核電運(yùn)營(yíng)，核電設(shè)備價(jià)值占比達(dá)到一半，設(shè)備市場(chǎng)增量約900億～1，000億元。

當(dāng)前，幾大核電大國(guó)均在競(jìng)逐四代核電技術(shù)，我國(guó)的高溫氣冷堆處于世界先進(jìn)水平。2023年12月6日，全球首座第四代核電站——山東榮成石島灣高溫氣冷堆核電站已經(jīng)正式投入商業(yè)運(yùn)行，標(biāo)志著我國(guó)領(lǐng)跑四代核電技術(shù)。

在核電領(lǐng)域，國(guó)有企業(yè)占據(jù)大頭，但民營(yíng)企業(yè)在細(xì)分市場(chǎng)擁有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。因此，從二級(jí)市場(chǎng)投資角度看，除了幾大核電集團(tuán)，民營(yíng)細(xì)分龍頭也值得關(guān)注。

核電重啟帶來(lái)的巨大增量蛋糕，是核電股增厚業(yè)績(jī)，股價(jià)上漲的核心基礎(chǔ)。

終極能源

在化石能源面臨日益枯竭的挑戰(zhàn)時(shí)，光伏、風(fēng)電、鋰電等新能源紛紛崛起，但仔細(xì)分析，這些能源并非終極能源，也并非嚴(yán)格意義上的全產(chǎn)業(yè)鏈的清潔能源。

比如，光伏硅料屬于高耗能產(chǎn)業(yè)，電價(jià)成本占據(jù)硅料生產(chǎn)的大頭。2022年夏天，水電大省四川宣布限電，通威等企業(yè)就受到影響。而鋰礦開采、鋰電池制造乃至下游的回收環(huán)節(jié)稍有不慎就有可能造成環(huán)境污染。

而核聚變擁有燃料豐富、清潔、安全性高、能量密度大等優(yōu)點(diǎn)，被視為終極能源。相對(duì)于核裂變，核聚變是一種原子核在變?yōu)榱硪环N原子核時(shí)，所釋放的能量。

太陽(yáng)就是通過核聚變的原理進(jìn)行發(fā)光發(fā)熱。而聚變的主要原料是氫的同位素，即“氘和氚”。這些材料在地球上不僅廉價(jià)而且豐富，在海水中就有超過45萬(wàn)億噸的氚，可供人類使用上億年。

而且相比核電站利用的“核裂變”，核聚變是核裂變反應(yīng)產(chǎn)生能量的四倍，每升海水中的聚變，就能產(chǎn)生相當(dāng)于300升汽油。

此外，由于核聚變產(chǎn)生的環(huán)境非常嚴(yán)苛，不存在失控反應(yīng)和熔毀的風(fēng)險(xiǎn)，不會(huì)排放二氧化碳或其他溫室氣體。因此，本質(zhì)上是安全高效和清潔的。

目前，核聚變的最大難點(diǎn)在于“可控”。一是要有足夠的高溫，使燃料變成超過1億攝氏度的等離子體；二是一定的密度；三是一定的能量約束時(shí)間。

我國(guó)磁約束聚變能發(fā)展路線

資料來(lái)源： 中國(guó)物理學(xué)會(huì)期刊網(wǎng)，民生證券研究院

因此，核聚變對(duì)材料要求極高，必須具備能耐高溫、耐高壓、耐磨損，以及其他嚴(yán)苛的條件。

經(jīng)過多年探索，磁約束核聚變被看做較為可行的路徑，而其實(shí)現(xiàn)方式包括托卡馬克和仿星器。托卡馬克是目前全球各國(guó)投入最大、最接近核聚變條件、技術(shù)發(fā)展最成熟的途徑。我國(guó)也是其中之一。

我國(guó)核能的發(fā)展規(guī)劃，目前是優(yōu)化自主第三代技術(shù)，中長(zhǎng)期則是開發(fā)第四代核能技術(shù)，長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)就是聚變技術(shù)。上世紀(jì)90年代開始，我國(guó)先后建成運(yùn)行合肥超環(huán)（HT-7）、中國(guó)環(huán)流器二號(hào)（HL-2A）及東方超環(huán)（EAST）等裝置。

去年8月25日，中國(guó)新一代人造太陽(yáng)“環(huán)流三號(hào)”首次實(shí)現(xiàn)100萬(wàn)安培等離子體電流下的高約束運(yùn)行，再次刷新運(yùn)行紀(jì)錄，標(biāo)志著我國(guó)磁約束核聚變引領(lǐng)世界。

在商業(yè)化層面，早在1983年，我國(guó)就提出核能“熱堆-快堆-聚變堆”的三步走發(fā)展戰(zhàn)略。目前仍以“熱堆”為主，這也是未來(lái)多年的核能發(fā)展路徑。

但放眼未來(lái)，核聚變是搶占終極能源制高點(diǎn)的關(guān)鍵。按照規(guī)劃，我國(guó)計(jì)劃于2030年，實(shí)現(xiàn)可控核聚變，再經(jīng)過20的努力，最早于2050年建成聚變商用堆。

對(duì)于二級(jí)市場(chǎng)的企業(yè)來(lái)說，目前核電仍然是主要的業(yè)績(jī)來(lái)源，而核聚變則是未來(lái)潛在的巨大增量。

誰(shuí)最受益？

核聚變產(chǎn)業(yè)鏈可大致分為，上游原料-中游設(shè)備、裝置材料，及下游核電建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。

下游總體建設(shè)和運(yùn)營(yíng)基本由大型國(guó)企承包，上中游則分著許多民營(yíng)上市企業(yè)。這其中高溫超導(dǎo)材料最為值得關(guān)注。

“超導(dǎo)磁體+偏濾器”是托卡馬克關(guān)鍵組成部分，其中，超導(dǎo)磁體幾乎占總成本的一半?？煽睾司圩儗?shí)驗(yàn)-示范-商用化的推，將帶動(dòng)超導(dǎo)磁體需求的增加。

國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆（ITER）是目前世界上僅次于國(guó)際空間站的又一個(gè)國(guó)際大聯(lián)合的重大科學(xué)工程。

我國(guó)承擔(dān)其中69%的NbTi超導(dǎo)線和7%的Nb3Sn超導(dǎo)線生產(chǎn)任務(wù)，全部由西部超導(dǎo)提供，西部超導(dǎo)于2019年完成交付。公司核聚變用高性能Nb3Sn超導(dǎo)線打破國(guó)外壟。

公司是國(guó)內(nèi)唯一低溫超導(dǎo)線材商業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)，在國(guó)內(nèi)沒有競(jìng)爭(zhēng)者，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手均來(lái)自國(guó)外，西部超導(dǎo)也是全球唯一的鈮鈦錠棒、超導(dǎo)線材、超導(dǎo)磁體的全流程生產(chǎn)企業(yè)。

在ITER項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，我國(guó)提出中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆（CFETR）項(xiàng)目，計(jì)劃2035年建成，2050年建成商用堆，作為國(guó)內(nèi)幾乎沒有對(duì)手的核聚變超導(dǎo)線材供應(yīng)商，將持續(xù)受益。

國(guó)光電氣研制的偏濾器已應(yīng)用于部分托卡馬克裝置，并且是全球第一家研制出滿足ITER要求的熱氦檢漏設(shè)備企業(yè)。還承擔(dān)了中核集團(tuán)“先進(jìn)偏濾器”項(xiàng)目研制任務(wù)，需要完成60套偏濾器的生產(chǎn)制造任務(wù)，合同經(jīng)費(fèi)達(dá)1，400萬(wàn)元。

聯(lián)創(chuàng)光電旗下聯(lián)創(chuàng)超導(dǎo)負(fù)責(zé)提供核聚變主機(jī)裝置中的高溫超導(dǎo)磁體系統(tǒng)和低溫制冷系統(tǒng)部分，也是世界上為數(shù)不多的可提供高溫超導(dǎo)磁體的綜合提供商。2023年9月，聯(lián)創(chuàng)超導(dǎo)突破了核聚變超導(dǎo)磁體應(yīng)用百米級(jí)集束線纜的研發(fā)和制造，體現(xiàn)出公司在該領(lǐng)域的實(shí)力。

精達(dá)股份持有上海超導(dǎo)18.29%的股份，為后者第一大股東，上海超導(dǎo)為美國(guó)CFS公司、英國(guó)TE公司的可控核聚變項(xiàng)目提供高性能高溫超導(dǎo)帶材;此外還有第二代高溫超導(dǎo)帶材及其應(yīng)用設(shè)備的永鼎股份，國(guó)家慣性約束可控核聚變項(xiàng)目的半導(dǎo)體激光元器件提供者炬光科技等。

需要指出的是，可控核聚變的成功和商用還需要很長(zhǎng)的時(shí)間，對(duì)上述企業(yè)的業(yè)績(jī)貢獻(xiàn)需要做一番甄別。

目前核準(zhǔn)的核電機(jī)組，才真正能帶來(lái)業(yè)績(jī)貢獻(xiàn)。

比如主要從事特種專用閥門的江蘇神通，以及核心設(shè)備主氦風(fēng)機(jī)領(lǐng)域的佳電股份。

以佳電股份為例，其在核電特種電機(jī)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，近年來(lái)每年都有中標(biāo)。2021年11月，公司宣布投資2.73億元建設(shè)主氦風(fēng)機(jī)成套項(xiàng)目，建成后可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)6套主氦風(fēng)機(jī)。當(dāng)年12月就交付2臺(tái)主氦風(fēng)機(jī)給石島灣核電站。

業(yè)績(jī)上也有所體現(xiàn)，佳電股份在2023年前三季度實(shí)現(xiàn)營(yíng)收30.37億元，同比增長(zhǎng)13%；凈利潤(rùn)2.83億元，同比增長(zhǎng)18.11%。

在探索終極能源的道路上，我國(guó)已經(jīng)處于領(lǐng)先地位。但面對(duì)時(shí)下較為低迷的資本市場(chǎng)，核電股的爆發(fā)還需要投資者進(jìn)行多方面的思考和甄別。