超超临界发电+可控核聚变+核电:深度布局的6家公司

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兰板套利
 · 江苏  

能源困境与技术曙光

随着全球经济的不断发展和人口的持续增长,能源需求正以前所未有的速度攀升。国际能源署发布的《全球能源评估》报告显示,2024 年全球能源需求同比增长 2.2% ,电力消耗增长近 1100 太瓦时,同比增长 4.3%。传统化石能源的大量使用,不仅带来了资源短缺的隐忧,其对环境造成的污染和碳排放问题也愈发严峻。在此背景下,寻找高效、清洁、可持续的能源解决方案成为了全人类的共同使命。

在这场能源变革的浪潮中,超超临界发电、可控核聚变和核电技术脱颖而出,成为了引领未来能源发展的希望之光。

超超临界发电技术是火电领域的重大突破。我们熟知的火力发电,是通过燃烧煤炭等燃料,将水加热成高温高压水蒸气,推动汽轮机旋转,进而带动发电机发电。而超超临界发电,是在超临界状态基础上,进一步提升蒸汽的温度和压力,从而大幅提高发电效率。我国 “863 计划” 将超超临界参数设置为压强≥25 兆帕,温度≥580℃。采用这一技术的机组供电煤耗更低,能有效减少煤炭消耗和污染物排放,对我国这样一个富煤国家来说,是实现煤炭清洁高效利用、保障能源安全稳定供应的关键技术。

可控核聚变,被视为人类能源的终极解决方案。核聚变是轻原子核(如氘和氚)在极端高温高压条件下聚合成重原子核(如氦),并释放出巨大能量的过程。与传统能源相比,它具有原料来源丰富(氘可从海水中提取,氚可通过中子轰击锂制造)、能量释放巨大、几乎不产生放射性废物且安全性更高等诸多优势。一旦实现商业化应用,将彻底改变全球能源格局,为人类提供取之不尽、用之不竭的清洁能源。目前,虽然该技术仍面临着高温等离子体约束、材料工程等难题,但全球范围内的研究进展令人鼓舞,我国的 “东方超环”(EAST)、“中国环流三号” 等装置不断取得突破,让我们离这一梦想又近了一步。

核电,则是目前已经相对成熟且广泛应用的清洁能源。它利用核反应堆中核燃料(主要是铀、钚等)的核裂变反应释放的能量来发电。核电具有能量密度高、稳定可靠、低碳环保等优点,能在减少温室气体排放的同时,满足大规模的电力需求。不过,核电发展也面临着公众对核安全的担忧以及核废料处理等挑战。随着技术的不断进步,新一代核电技术在安全性和可靠性上有了显著提升,正逐步克服这些障碍,在全球能源结构中占据越来越重要的地位。

在这三项前沿能源技术的研发与应用进程中,有六家公司表现亮眼,它们凭借自身的技术实力、创新能力和产业布局,在超超临界发电、可控核聚变和核电领域深耕细作,成为了行业发展的引领者,接下来让我们一同走进这六家公司,探寻它们的发展脉络与独特优势。

上海电气:全产业链领航者

上海电气,作为国内装备制造的龙头企业之一,在能源装备领域展现出了强大的技术实力和深厚的产业积淀,是当之无愧的国际领先工业绿色智能系统方案商。

在超超临界发电领域,上海电气成绩卓著。公司拥有超超临界 660MW 等级汽轮机、超超临界 1000MW 等级汽轮机等多种机型,这些机型的能效水平处于行业领先地位 。2024 年,由上海电气电站集团与二重(德阳)重型装备有限公司联合自主研发的 660MW 超超临界机组实现首根国产 FB2 中压转子材料产成,这一成果填补了我国超超临界火电机组产业空白,充分证明我国已完全掌握中压转子 FB2 材料制造工艺,也进一步巩固了上海电气在超超临界发电设备制造领域的优势。其先进的技术不仅提高了发电效率,降低了供电煤耗,还减少了污染物排放,为我国煤炭清洁高效利用和能源结构优化做出了重要贡献。

可控核聚变是上海电气重点布局的另一个关键领域。公司聚焦托卡马克核聚变技术,在技术研发和项目实践上均取得了重大突破。上海电气成功攻克了低磁材料锻件、大型件焊接变形控制、多孔真空容器制造等一系列关键工艺难题,为核聚变装置的制造奠定了坚实的技术基础。在项目承接方面,公司表现同样出色,承接了如上海能量奇点的 “洪荒 70”(HH-70)全高温超导托卡马克装置主机系统和河北新奥的 “玄龙 50”(EXL-50U)紧凑型聚变装置真空室等全球首套项目,这些项目的成功交付,充分彰显了上海电气在可控核聚变领域的技术实力和市场地位。值得一提的是,上海电气是国内磁约束核聚变主机系统配套最全的设备制造商,能够提供包括磁体、真空室、冷屏在内的全套核心装备,这使得公司在核聚变设备的制造和集成方面具备强大的竞争力。此外,公司还积极开展国际合作,与美国 CFS 公司携手推进高温超导托卡马克装置的研发,进一步提升了其在全球核聚变领域的影响力。

核电领域,上海电气同样是行业的佼佼者。经过 50 余年的深耕细作,公司已形成了从核岛设备(反应堆压力容器、蒸汽发生器、稳压器等)到常规岛设备(汽轮机、汽轮发电机、辅机等)以及大型铸锻件、核级风机、配套电机、备品备件等完整的核能装备制造产业链。公司的技术路线全面覆盖二代及二代加、三代压水堆(包括华龙一号、国和一号、AP1000 及 CAP1000、EPR 等)、四代核电技术(包括高温气冷堆、钠冷快堆、钍基熔盐堆、铅基快堆),以及核聚变大科学装置,承接的主设备订单覆盖国内所有在建核电厂,国内综合市场占有率持续居于领先地位 。特别是在控制棒驱动机构及堆内构件制造方面,上海电气的市场占有率遥遥领先,其生产的相关产品质量可靠、性能稳定,为核电站的安全稳定运行提供了有力保障。

凭借在超超临界发电、可控核聚变和核电领域的全面布局和卓越表现,上海电气不仅在国内市场占据重要地位,在国际市场上也具有较强的竞争力。随着全球能源转型的加速推进,上海电气有望凭借其技术、产业和市场优势,在未来能源变革中发挥更大的作用,引领行业发展新潮流。

融发核电:核岛装备先锋

融发核电,在核电装备制造领域占据着举足轻重的地位,是当之无愧的行业先锋。

公司在核岛主设备及关键材料领域成就卓著,拥有小型堆核岛主设备关键装备制造技术,能够实现压力容器、稳压器、蒸发器和主管道等的模块化制造 。在核岛一回路主管道主设备、核一级主泵流体机械部件、压力容器等设备及铸锻件的生产上,融发核电技术成熟、工艺精湛,产品质量可靠,在国内核岛主管道市场占有率超 70%,三代核电主泵泵壳实现 100% 国产化,订单覆盖全球 12 个在建核电站 。其生产的相关产品不仅供应国内众多核电站,还远销海外,为全球核电事业的发展贡献了 “中国力量”。

在超超临界发电领域,融发核电也取得了技术突破,掌握了超超临界汽轮机转子材料制造技术,填补了国内空白,推动了火电参数的提升 。这一技术的突破,有助于提高超超临界机组的性能和效率,降低发电成本,为我国火电行业的技术升级提供了有力支持。公司积极参与相关领域设备的采购招标,凭借其技术优势和产品质量,在超超临界发电设备市场中逐步崭露头角,有望获得更多的市场份额和项目订单。

可控核聚变领域,融发核电同样积极布局,深度参与相关部件的制造与紧凑型聚变装置的研发 。公司参与了 ITER 项目部件制造,研制出核聚变反应堆用 X - 750 超大环件,还为 EAST 装置升级提供关键部件 。这些成果充分展示了融发核电在核聚变装备制造领域的技术实力和创新能力。通过参与国际合作项目和国内重要科研装置的建设,融发核电不断积累技术经验,提升自身在可控核聚变领域的竞争力,为未来该技术的商业化应用奠定了坚实基础。

大西洋:焊接材料隐形冠军

大西洋,作为国内焊接材料行业的领军企业,在超超临界发电、可控核聚变和核电领域发挥着不可或缺的作用,是当之无愧的焊接材料隐形冠军。

公司在焊接材料研发生产方面实力雄厚,拥有行业内第一个国家级企业技术中心,是行业内规模较大、技术水平较高、配套能力较强和产销多点布局的专业化、集团化企业 。凭借强大的技术研发能力,大西洋成功研发出一系列高性能焊接材料,涵盖碳钢低合金钢、不锈钢、镍基等多种类型,产品广泛应用于多个关键领域。

在超超临界发电领域,大西洋的焊接材料发挥着关键作用。超超临界机组运行时,蒸汽温度和压力极高,对设备材料的耐高温、高压性能要求极为严苛,焊接部位更是承受着巨大的应力和热冲击。大西洋针对这一需求,研发出的耐高温、高压焊接材料,具有优异的高温强度、抗氧化性和抗热疲劳性能,能够确保超超临界机组设备焊接部位在极端工况下长期稳定运行。这些焊接材料被广泛应用于超超临界机组的锅炉、汽轮机等核心设备的制造与维修,为提高机组的发电效率和运行可靠性提供了重要保障。公司还积极参与超超临界电站材料产业联盟,与国内 33 家上下游龙头骨干企业和科研机构携手,共同推动超超临界电站材料的技术创新和自主可控,为实现我国能源领域的技术突破贡献力量。

可控核聚变领域,大西洋同样表现出色。核聚变装置运行环境极端复杂,对材料的性能要求极高,焊接材料需要具备在高温、高压、强辐射等恶劣条件下保持稳定性能的能力。大西洋研发的核级焊接材料,部分已应用于核聚变装置部件制造 。这些焊接材料能够满足核聚变装置极端环境下的焊接需求,为核聚变装置的建造提供了关键的材料保障,助力我国在可控核聚变技术研究方面不断取得进展。公司与国内三大核电公司(中核、国核、广核)紧密合作,充分发挥自身技术优势,持续提升核级焊接材料的性能和质量,以更好地适应核聚变技术发展的需求。

核电领域,大西洋的产品已实现批量化应用 。公司研发的低合金钢焊接材料、不锈钢焊接材料等,被广泛应用于核电设备制造,如核电钢制安全壳(CV)、压力容器等关键部件 。在核电 CAP1000 钢制安全壳(CV)焊接中,大西洋生产的埋弧横焊 CHW - S62HRF 焊丝匹配 CHF102HRF 焊剂成功应用,实现了埋弧自动横焊焊材在百万千瓦级核电核二级压力容器焊接中的首次应用,标志着大西洋成为对核电钢制安全壳(CV)不同焊接方式实现全覆盖的焊材供应商 。这一成果充分展示了大西洋在核电焊接材料领域的技术实力和创新能力,也为我国核电事业的发展提供了有力支持。通过与核电企业的深度合作,大西洋不断优化产品性能,提高产品质量,为核电站的安全稳定运行保驾护航。

久立特材:管材专家的能源布局

久立特材,作为国内工业用不锈钢管行业的领军企业,在能源领域的管材供应方面发挥着关键作用,其产品广泛应用于超超临界发电、可控核聚变和核电等多个前沿能源领域。

在超超临界发电领域,久立特材的超超临界产品主要包括换热管、锅炉关键耐温耐压件等 ,这些产品已在相关项目中投入使用多年,凭借其卓越的性能,为超超临界机组的高效稳定运行提供了坚实保障。超超临界机组在高温、高压的极端工况下运行,对管材的耐高温、高压、耐腐蚀性能要求极高。久立特材通过持续的技术创新和工艺优化,成功研发出满足这些严苛要求的管材产品。其生产的换热管具有高效的热传递性能,能够在高温环境下稳定工作,确保热量的快速传递和转换,提高机组的能源利用效率;锅炉关键耐温耐压件则具备出色的强度和韧性,能够承受巨大的压力和热应力,有效保障锅炉的安全运行。凭借这些优质产品,久立特材成为三大动力锅炉厂(哈锅、上锅、东锅)的主要供应商,在超超临界发电管材市场中占据重要地位 。

可控核聚变领域,久立特材同样成绩斐然。公司自主研发的 PF 导管是核聚变的关键部件,已多年稳定供货 。核聚变反应需要在极高的温度和压力下进行,对设备材料的性能提出了近乎苛刻的要求。PF 导管在核聚变装置中承担着关键的功能,其质量和性能直接影响到核聚变反应的稳定性和效率。久立特材研发的 PF 导管,在材料选择、制造工艺等方面进行了大量的创新和优化,具备优异的性能和可靠性,能够满足核聚变装置的特殊需求。多年来的稳定供货,不仅证明了久立特材在 PF 导管制造技术上的成熟,也彰显了公司在可控核聚变领域的技术实力和市场地位,为我国可控核聚变技术的研究和发展提供了重要的材料支持。

核电领域,久立特材是国内核电典型产品的主要供应商之一,核电产品丰富 。公司在核电管材技术上取得了重大突破,拥有蒸汽发生器 U 形管资质 。蒸汽发生器 U 形管是核电站的关键部件之一,其制造工艺复杂,技术难度高。久立特材通过多年的技术积累和研发投入,成功掌握了蒸汽发生器 U 形管的制造技术,产品质量达到国际先进水平。公司的核电产品覆盖了核电站的多个关键系统,能够满足不同类型核电站的需求。在手核电订单中大多数核电传统品类产品可由通用产线生产,这体现了公司生产的灵活性和高效性,能够快速响应市场需求,及时为核电站建设提供优质的管材产品。凭借其在核电领域的技术优势和产品质量,久立特材在核电管材市场中拥有较高的市场份额,为我国核电事业的发展做出了重要贡献。

东方电气:能源装备巨擘

东方电气,作为全球能源装备领域的龙头企业,业务广泛,涵盖火电、核电、水电、风电、气电、光伏 “六电并举”,并积极拓展至氢能、储能、电力电子等新兴领域 ,构建了完整而多元的能源装备产业生态。

在超超临界发电领域,东方电气成果丰硕。公司自主研制的世界首台 700 兆瓦超超临界循环流化床锅炉于 2024 年在云能红河电厂正式投运 。该项目采用了东方电气自主研制的锅炉、汽轮机、发电机三大主机设备,其中锅炉采用了当前最先进的超超临界循环流化床发电技术,具有单机容量大、发电技术先进、机组效率高、节能环保综合效益优等特点。机组通过多项国际首创技术的协同应用,主蒸汽压力 29.3 兆帕,主蒸汽温度和再热蒸汽温度分别为 605℃和 623℃,全厂热效率高达 46.34%,每年可节约标煤约 17.5 万吨,减少碳排放约 50 万吨 ,为我国乃至全球燃煤发电企业在节能环保领域提供了可复制、可推广的宝贵经验。这一成果不仅展示了东方电气在超超临界循环流化床发电技术方面的领先地位,也为我国煤炭清洁高效利用和能源结构优化做出了重要贡献。

可控核聚变领域,东方电气同样成绩斐然。公司深度参与国际热核聚变实验堆(ITER)项目,承担了包层屏蔽模块、磁体支撑、第一壁等关键设备制造任务 。其中,包层屏蔽模块作为堆芯核心部件,可屏蔽中子辐射并导出高热负荷,保障反应堆稳定运行,首批 48 件模块已于 2024 年 11 月发往法国,剩余 172 件计划 2027 年交付 。此外,公司还完成 ITER 极向场线圈悬挂梁等磁约束系统部件的交付,为等离子体稳定运行提供支撑 。在国内,东方电气为中国环流器二号 M(HL - 2M)装置制造了主机磁体线圈中心柱,成为国内首家具备大型磁体线圈制造能力的企业 。其子公司在高温超导材料领域也取得突破,成功完成 D 型超导线圈的低温实验,验证了集束缆线设计与制造的可行性,为磁约束聚变装置提供技术储备 。通过在关键设备制造和技术研发方面的不断突破,东方电气在可控核聚变领域已形成 “设备制造 - 技术研发 - 国际合作” 的立体布局,为未来商业化应用奠定了坚实基础。

核电领域,东方电气是行业的重要参与者,在国内核电设备市场占有率超 40% 。公司拥有先进的核电技术和丰富的项目经验,能够提供从核电设备研发、设计、制造到安装、调试、运维的全生命周期服务 。公司参与了众多国内外核电项目的建设,如巴基斯坦卡拉奇核电站、阿根廷阿图查核电站等海外项目,以及国内多个核电站的建设。在技术路线上,公司全面覆盖二代及二代加、三代压水堆(包括华龙一号、国和一号、AP1000 及 CAP1000、EPR 等)、四代核电技术(包括高温气冷堆、钠冷快堆、钍基熔盐堆、铅基快堆)等 。公司还积极布局模块式小型核反应堆(SMR)领域,为 “玲龙一号” 全球首堆独家供应压力容器,设备国产化率超 90% ,并在 2023 年完成关键主设备(如非能动余热排出冷却器、堆内构件)的制造与发运 。凭借其强大的技术实力和丰富的项目经验,东方电气在核电领域不断推动技术创新和产业发展,为全球核电事业的发展贡献力量。

兰石重装:能源装备创新者

兰石重装,作为国内能源装备领域的重要企业,在传统能源化工装备(炼油化工、煤化工、化工新材料等领域)、新能源装备(核能、氢能、光伏光热、储能等领域)、工业智能装备(快速锻造液压机组、工业机器人等)以及节能环保装备等多个领域均有布局,业务范围广泛,技术实力雄厚。

在超超临界发电领域,兰石重装涉足较早,主要从事前端设备制造,可为超超临界发电项目提供管式换热器 。超超临界发电技术对设备的耐高温、高压性能要求极高,管式换热器作为关键设备之一,其性能直接影响到发电效率和机组的稳定运行。兰石重装凭借自身的技术研发能力和制造工艺,生产的管式换热器能够满足超超临界发电项目的严苛要求,为提高发电效率、降低能源消耗提供了有力支持。公司还积极参与相关项目的建设,已为中科衡发动力装备有限公司兆瓦级超临界二氧化碳发电系统、中国科学院工程热物理研究所全温全压超临界二氧化碳换热器综合测试平台、上海电气超临界二氧化碳发电系统试验项目提供多台套相关产品 ,在超超临界发电设备市场中积累了良好的口碑和丰富的经验。

可控核聚变领域,兰石重装同样成绩显著。公司为核工业西南物理研究院 “中国聚变工程试验堆氦冷固态包层热工测试平台” 提供 2 台新型高效紧凑型焊接式热交换器,国产化率 100% 。中国聚变工程试验堆是我国未来建造聚变示范堆的关键一步,兰石重装提供的热交换器在其中发挥着重要作用,其国产化率达到 100%,不仅体现了公司在核聚变装备制造领域的技术实力,也标志着我国在核聚变关键设备国产化方面取得了重要突破。公司还参与了中国环流三号项目,在氦冷包层热交换器技术上实现突破 。中国环流三号在核聚变研究中具有重要地位,兰石重装在该项目中的技术突破,为我国核聚变商业化进程提供了有力支撑,有助于推动我国在可控核聚变领域的研究和发展,提升我国在全球核聚变领域的竞争力。

核电领域,兰石重装构建起从核燃料加工、核电站装备到核乏燃料循环的全产业链布局,成为少数具备核能装备全生命周期服务能力的企业之一 。公司下属青岛公司、换热公司、中核嘉华 3 家子公司拥有多个核能领域相关设计、制造资质证书 ,具备从设计到制造的全方位能力。在业务布局上,公司利用中核嘉华区位优势,统筹兰州、青岛核能装备制造资源,聚焦中核甘肃核技术产业园项目合作、核化工装置检维修、核化工装置运行、新装备研制、新技术研究、新材料研发、新能源项目合作,深化与核能领域核心客户、行业龙头企业全面合作 。在产品方面,公司的产品涵盖核电站压力容器、储罐(核安全 2、3 级)、板式换热器(核安全 3 级)、微通道换热器、高温气冷堆核电站乏燃料现场贮存系统、装卸系统及新燃料运输系统相关设备、HTL 电加热器等 ,能够满足核电站不同系统和环节的需求,为核电站的安全稳定运行提供了全面的装备支持。凭借其全产业链布局和丰富的产品种类,兰石重装在核电领域的市场份额不断扩大,影响力持续提升。

未来展望与投资启示

上海电气融发核电、大西洋、久立特材东方电气兰石重装这六家公司,在超超临界发电、可控核聚变和核电这三个对全球能源格局有着深远影响的领域,进行了深度且全面的布局,它们的发展动态和技术突破,犹如风向标,引领着能源行业的发展方向。

从行业发展前景来看,随着全球对清洁能源的需求持续增长以及对环境保护的日益重视,超超临界发电作为现阶段提高火电效率、降低污染排放的重要技术,将在未来一段时间内继续在能源结构中发挥关键作用,尤其是在煤炭资源丰富的国家和地区,其市场需求有望进一步扩大。核电凭借其稳定、高效、低碳的特性,在全球能源转型的进程中,装机容量预计将稳步增长,特别是新一代核电技术的应用,将进一步提升核电的安全性和经济性,为其大规模发展提供有力支撑。而可控核聚变,作为人类能源的终极梦想,虽然目前仍处于技术研发和实验阶段,但国际上众多国家和企业的大力投入,预示着其商业化应用的前景日益明朗,一旦取得关键技术突破,将彻底改写全球能源版图,开启能源领域的新纪元。

对于投资者而言,这六家公司展现出了不同程度的投资价值和潜力。上海电气东方电气,作为能源装备领域的巨头,凭借其全产业链布局、强大的技术研发能力和丰富的项目经验,在行业中具有显著的竞争优势,是稳健型投资者关注的重点。它们不仅在国内市场占据主导地位,还积极拓展国际市场,有望在全球能源变革的浪潮中获得更多的市场份额和发展机遇。融发核电兰石重装,在核电和核聚变装备制造领域具有独特的技术和产品优势,随着核电建设的加速和核聚变研究的推进,订单量有望持续增长,其业绩增长的弹性较大,适合追求成长性的投资者。大西洋和久立特材,作为细分领域的龙头企业,专注于焊接材料和管材的研发与生产,产品质量可靠,市场认可度高,在各自的细分市场中具有较强的定价权,能够在行业发展中保持稳定的业绩表现,为投资者提供稳定的收益。

当然,投资能源领域也并非毫无风险。技术研发的不确定性、政策法规的变化、市场竞争的加剧以及原材料价格的波动等因素,都可能对企业的业绩和发展产生影响。投资者在关注这些公司的同时,需要密切关注行业动态和企业的基本面变化,进行充分的风险评估和投资分析,制定合理的投资策略,以实现投资收益的最大化。