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电气设备-电力设备与新能源行业研究:AI数据中心发展驱动核电复兴,模块化小堆迎来新机遇
国金证券·2025-01-24 13:40

报告行业投资评级 - 买入(维持评级) [1] 报告的核心观点 - 能源结构转型加速,AI数据中心电力需求增长为核电复苏提供新支撑,小型模块化核反应堆(SMR)因经济性、灵活性更高等优势适用于数据中心,将迎来新机遇,核电装机和新技术发展将带动中游核设备与材料产业链、上游核燃料供应链复兴,应率先布局抢占赛道,重点关注国内SMR小堆产业链以及国产设备机会 [4] 根据相关目录分别进行总结 一、AI数据中心驱动用能需求,激活核电“第二春” 1.1 能源结构调整加速,全球核电再迎大发展 - 全球能源格局变化,核电再次迈入发展大周期,自2013年初以来新增69.8吉瓦核电容量并入电网,2020年起能源清洁化和俄乌战争使全球核电迎来新发展周期,2023年全球核电发电量上升,在运核电容量为371.5吉瓦,有64座反应堆正在建设,20个新国家处于建核电站政策制定阶段 [12] - 美英法等多国联合出台《三倍核能宣言》,美国政府发布相关路线图和框架,计划到2050年部署200吉瓦核电容量,美国两党均对核电持积极态度,奠定其长期发展重要地位 [16][17] - 我国提出核能发展“三步走”战略,近20年采用热堆路线有序安全发展核电,快堆建设计划集中在本世纪中期 [22] - IAEA连续第四年上调全球核电增长预期,乐观情况下到2050年全球核电装机容量将从3.7亿千瓦增加约1.5倍达到9.5亿千瓦,悲观情况下增加40%达到5.14亿千瓦,SMR预计到2050年在乐观和悲观情景下分别占新增装机容量的24%和6% [25] 1.2 AI数据中心“激活”核电再发展,美国科技巨头下场推动 - 高速发展的AI需要庞大算力支撑,新模型耗电量激增6 - 10倍,2023年数据中心耗电量达500TWh,预计到2030年全球数据中心电力需求将增长160%,AI数据中心将成为全球和美国电力需求增长的关键驱动力 [29][33] - 中国算力规模全球第二,预计算力增长驱动数据中心用电增长,至2025年占全社会用电量比重将接近2.5% [38] - AI数据中心运行导致碳排放激增,需寻求绿色能源,且其对电能稳定性和质量要求高,核电供给的稳定高质量电能与数据中心诉求更相符 [44][50] - “核电站 + 数据中心”供能合作模式开启,科技巨头下场布局,从合作内容看小型模块化核反应堆(SMR)是大势所趋 [51] 二、小型核电(SMR)经济性、灵活性更高,适用于AI数据中心 2.1 小型化是核电发展方向之一,SMR具备经济性、灵活性、安全性更高的优势 - 核电技术发展可划分为四代,当前三代技术成熟、四代核电试点,SMR发电功率在300兆瓦以下,技术路线大多基于成熟商业化的第二代和第三代轻水反应堆或第四代反应堆技术开发设计 [55][58] - SMR具备小型化、模块化、高安全性、灵活性和可持续性等特点,与传统反应堆相比,建造更灵活,建设周期短,成本低,能适应不同能源需求和市场变化,可用于偏远地区或小型能源市场 [61][65] 2.2 SMR建设周期更短、造价更可控,满足数据中心电源稳定和高质量要求 - SMR凭借模块化设计等优势,提供有前途且具成本效益的解决方案,适用于多种场景,截至2024年3月全球规划或在建小型堆项目装机总量达22吉瓦,较2021年上涨65%,预计2024年有1760亿美元投资进入该领域,IAEA预计到2050年SMR将占新增核容量的四分之一 [66] - 与大型核电站相比,SMR建设周期更可控,目标建设时间为3到5年,大幅短于大型压水堆的10年;成本控制更优,建设资本成本和度电发电成本更低,在碳税和补贴下发电经济性相对天然气发电优势将显现;安全性和灵活性更佳,辐射应急计划区范围小,可建在离城市更近地方,还具备功率可变化等综合优势 [2][67] 三、美国积极开展SMR机组建设,国内重点把握国产设备机会 3.1 全球针对SMR政策支持力度逐渐加强,集中在欧美和中国推进 - 全球有80多个小型模块堆设计和概念,部分近期可逐步部署落地,技术发展地区主要集中在欧美和中国,NEA预计乐观情况下到2050年SMR装机容量将达375GW,占核能装机容量超50%,预计2030年起项目开始逐步示范落地 [3][77] - 全球针对SMR的核能政策支持力度逐渐加强,美国、加拿大、欧洲、中国、日本、韩国、南非等均出台相关政策补贴或提出项目建设计划 [83][84] 3.2 美国推动SMR积极性强,技术领先并且给予专项政策补贴 - 美国政府出台IRA法案以及针对SMR的专项资金补贴,通过政府资助项目支持小堆研发,IRA法案为核电提供补贴保障,美国还将提供高达9亿美元资金支持第三代 + 小型模块化反应堆(Gen III + SMR)技术的初步部署 [85][86] - 美国在SMR技术开发方面领先,研究发文和专利数量全球领先 [88] 3.3 国内明确支持小型模块化反应堆发展,陆上部署领先全球,关注国产设备 - 我国自研的“玲龙一号”设备国产化率达90%以上,是全球首个通过IAEA官方审查的三代轻水SMR,也是全球首个陆上商用SMR,将于2026年正式发电 [4] - 随着国内数据中心市场迎来新一轮成长周期,为供电设备带来爆发式需求,将带动国内小型核电站发展,应重点关注SMR国产设备机会 [4] 四、投资建议 - 能源结构转型加速,AI数据中心电力需求增长为核电复苏提供新支撑,SMR基于经济性、灵活性更高等优势适用于数据中心,将迎来新机遇,核电装机和新技术发展将带动相关产业链复兴,应率先布局抢占赛道,重点关注国内SMR小堆产业链以及国产设备机会 [4]