碳中和背景下，核能将成为未来能源结构关键一极。可控核聚变或是人类解决能源问题的终极方案，随相关技术突破及资本涌入，其商业化进程已按下加速键。展望未来，我们认为在全球范围内将有更多的聚变实验装置实现净能量增益，随基础研究和顶层设计协同发力，我国也将在可控核聚变领域长期保持领先身位。从应用角度，我们看好聚变-裂变混合堆方案以及AI和高温超导的持续发展或将在短期大幅加快聚变技术落地。核电领域，在我国核电核准节奏进入常态化加速期背景下，预计2024年国内核电行业总投资规模将接近4000亿元，核电累计发电量占比有望达到5.5%。技术端，我国四代高温气冷堆核电技术已取得重大突破，后端乏燃料处理环节也将不断完善，核能在制氢和工业等新型领域的应用加速落地，核电出海有望迎来高速增长。
▍展望一：可控核聚变承载人类能源利用终极梦想，顶层设计及基础研究进展频出，我国将持续处于核聚变领域第一梯队。
根据核工业西南物理研究院官网，2023年12月29日，由25家央企、科研院所、高校等组成的可控核聚变创新联合体正式宣布成立。联合体的成立是我国在可控核聚变领域的一次重大突破，将有力推动我国在可控核聚变领域的研究和应用，为我国乃至全球的能源结构调整和可持续发展做出贡献。
▍展望二：可控核聚变将带来能源成本的大幅下降，具有重要战略意义，将逐渐成为全球产业发展高地。
据澎湃新闻报道，2023年8月，美国NIF实验室产生比2022年12月更高的核聚变能量产出。同月我国新一代人造太阳“环流三号”在试运行中首次实现100万安培下的高约束模式运行，再次刷新我国磁约束聚变装置运行纪录。根据FIA，截至2023年7月，全球聚变公司已累计融资超过62亿美元,相较2022年的48亿美元增加约14亿美元，同比增幅27%。美国私营公司Helion Energy于2023年5月与微软签订核聚变商业化发电“首单”，其最大投资者为OpenAI CEO Sam Altman。国内联创光电于11月与中核聚变（成都）设计研究院签订全面战略合作框架协议，工程总投资公司预计超过200亿元。
▍展望三：聚变-裂变混合堆可通过混合包层放大能量，较纯聚变堆拥有多重优势。
我们预计2025年将完成堆芯物理优化及工程设计，2030年完成第一阶段主机及辅助系统的建设并开展氘氚试验，2035年或将完成超100MW的混合发电示范堆。混合堆在实操层面降低了纯聚变堆芯对高能等离子体的要求，继而降低了对等离子体控制、氚自持以及耐辐照结构材料的要求。同时更高的能量转化效率，可以在同等电功率下拥有更低的建造成本和更短的建设周期，我国核领域研究机构已开展有关混合堆的相关工作，或将在短期大幅加快聚变技术的实际应用。
▍展望四：全球超导产品市场规模已达68亿欧元，随可控核聚变产业的持续发展，料将为高温超导材料的持续发展带来机会。
对于目前可控核聚变主流的磁约束路线，形成强大的磁场是实现其反应可控的前提，而超导材料是实现该目标必不可少的一环。我国在超导强磁场应用等方面已达到国际先进水平，根据Conectus数据，2012年全球超导产品市场规模为51.9亿欧元，2020年达到64.6亿欧元，且测算2022年该数字达到68亿欧元，2012-2022年间CAGR达到2.7%。可控核聚变的商业化加速，将为相关材料带来新的投资机会。
▍展望五：“华龙一号”逐渐走向成熟，核电行业在技术和政策上获得有力驱动，产业发展换挡提速态势显著，我国核电高核准量节奏有望维持。
预计2024年我国核电机组有望维持8~10台的高核准量，未来我国核电市场规模在量价齐升的驱动下将持续高增。
▍展望六：随着前期核准的核电机组项目竣工投入商运，我国核能装机量和核电发电量占比有望持续提升。
根据中国核能行业协会，2022年全国运行核电机组装机容量5698万千瓦，占全国电力装机总量的2.2%，发电量为4177.8亿千瓦时，约占全国总发电量的4.7%，核能发电量达到世界第二。我们预计全国运行核电机组装机容量至2025年达到8500-9000万千瓦，我国核电累计发电量占全国累计发电量的比例达到5.5-6%。
▍展望七：我国四代高温气冷堆核电技术已取得重大突破，我们预计国内高温气冷堆储备项目有望于2024年启动建设。
根据商务部官网，目前中国已与沙特、阿联酋等国家和地区签订了高温气冷堆项目合作谅解备忘录，我们认为国产高温气冷堆出口指日可待，预计最快2024年将有项目落地。
▍展望八：我国核工业后端乏燃料处理环节投资有望迎高速增长。
我国核工业后端乏燃料处理能力尚不足，受益于核电站建设放量配套乏燃料处理厂，其投资额有望实现高速增长，我们预计2024年我国关于乏燃料离堆贮存的法律法规将进一步完善，2035年我国乏燃料处理能力缺口达到2400-3000吨，需对应建设3-4个乏燃料大厂，预计未来十年内我国乏燃料处理年均投资额为450-600亿元。
▍展望九：随着反应堆技术迭代和降本增效，我们预计核能在制氢和工业应用等新型领域的应用有望加速落地。
预计2035年核能综合利用规模将会达到1亿千瓦，为核能发电规模的二分之一，2050年核能综合利用规模将会超过核能发电规模。
▍展望十：我们预计到2025年，中国核电出口产值将达900-1200亿元。
“华龙一号”的技术突破意味着我国在主流三代核电技术上真正实现了自主可控，在产品、项目和技术出海上具备了更强的竞争力，同时“一带一路”战略勾勒出我国核电出海的“路线图”，由于“一带一路”沿线多为发展中国家，其核电新建市场空间广阔，我国核工业出口有望受益。
▍投资策略：
在可控核聚变领域，我们建议关注如下两个投资方向：1）极端的反应环境对聚变装置结构材料提出极高要求，我国在相关领域材料处于国际领先水平，建议关注ITER零部件配套商；2）超导材料是实现磁约束路线可控核聚变的重要一环，建议关注国内超导材料行业核聚变相关标的。
而核能作为我国实现“碳达峰碳中和”的重要手段，当前发电量在电力结构中占比仅为5%（国家农能源局），远低于全球核电大国水平。近年来，随着新机组项目核准加速，核能产业链各生产环节有望进入密集交付周期，我们看好核能行业的投资机会。同时考虑到核电机组零部件交货周期在2-3年，阀门等核心零部件有望在2023年底起进入集中交付期，释放核电零部件企业业绩弹性，建议关注受益国产化趋势的核电零部件龙头厂商，包含三条核心主线：1）核电设备和材料方面；2）核电工程建设方面，近年来核电建设市场规模维持高速增长；3）核电技术和服务方面。
本文作者：王喆（执业证书编号：S1010513110001）、李超（执业证书编号：S1010520010001）、唐川林（执业证书编号：S1010519060002）、华鹏伟（执业证书编号：S1010521010007）、敖翀（执业证书编号：S1010515020001）、拜俊飞（执业证书编号：S1010521070006），来源：中信证券研究，原文标题：《产业趋势展望｜核电及可控核聚变篇：大国重器，未来可期》