前言
在全球能源結構加速向低碳化轉型的背景下，核能作為清潔、穩定、高效的基荷能源，其戰略地位日益凸顯。中國作為全球最大的核電市場，核燃料元件行業作為核電產業鏈的核心環節，不僅承擔著保障能源安全的重要使命，更是推動“雙碳”目標實現的關鍵力量。2025年作為“十四五”規劃收官之年，核燃料元件行業正迎來技術迭代、政策加碼與資本涌入的三重共振。
一、宏觀環境分析
(一)國家能源戰略與“雙碳”目標的雙重驅動
中國《“十四五”現代能源體系規劃》明確提出，到2025年非化石能源消費占比需達20%左右，核電裝機容量目標設定為70吉瓦(GW)以上。據中國核能行業協會預測，若按當前在建及核準項目進度推算，到2030年全國運行核電機組有望突破120臺，總裝機容量達150GW，年發電量占比提升至8%—10%。這一增長目標直接拉動對核燃料元件的剛性需求，推動行業從“保障供應”向“高質量引領”轉型。
(二)政策體系持續完善，監管與激勵并舉
政策層面，國家通過《核安全法》《核電工程建設質量管理通知》等法規構建剛性監管框架，同時出臺財政補貼、稅收優惠及綠色信貸等組合政策支持行業升級。例如，對高溫氣冷堆燃料元件研發企業給予30%所得稅減免，對進口關鍵設備實行零關稅，并設立專項基金推動首座年處理800噸乏燃料的后處理廠落地。政策紅利窗口期(2025—2027年)為行業技術突破與產能擴張提供了確定性保障。
(三)全球能源格局變化下的供應鏈重構
國際地緣政治沖突加劇導致全球鈾市場波動，2023年現貨鈾價一度突破85美元/磅。中國通過“鈾資源雙循環”戰略強化保障能力：一方面加大新疆、內蒙古等地勘查投入，力爭新增查明資源量;另一方面深化與哈薩克斯坦、納米比亞等資源國合作，建立國家天然鈾戰略儲備體系。此外，中國正加速構建閉式燃料循環體系，快堆MOX燃料、高溫氣冷堆TRISO顆粒燃料等新型技術路線逐步成熟，降低對進口鈾資源的長期依賴。
(來源：國家統計局、中研整理)
(一)市場規模與需求結構演變
根據中研普華研究院《2025-2030年我國核燃料元件行業發展分析及投資戰略預測報告》顯示：隨著核電裝機容量持續增長，核燃料元件市場需求呈現指數級擴張。僅壓水堆燃料組件年需求量預計從2025年的1200組攀升至2030年的2000組，市場規模突破900億元。需求結構方面，高溫氣冷堆、快堆及小型模塊化反應堆(SMR)的商業化應用催生新增長點。例如，山東石島灣高溫氣冷堆示范工程實現連續安全運行，帶動球形燃料元件需求激增;玲龍一號SMR首堆建設推動專用燃料組件研發，預計2026年后形成結構性增量。
(二)競爭格局：雙寡頭主導與生態協同
中國核燃料元件市場呈現“中核集團與中廣核雙寡頭”格局，二者合計市場份額超98%。中核集團依托全產業鏈布局(鈾礦勘探、濃縮加工、元件制造及后處理)，主導資源保障與高端技術標準制定;中廣核聚焦智能燃料管理平臺(IFMP)與自主燃料研發(如ACF組件)，推動運營效率提升。民營企業通過差異化競爭切入細分領域，例如在碳化硅包殼管、鋯合金管材等環節市場占有率突破30%，形成“國企主導、民企補充”的生態協同格局。
(三)區域集聚與產業鏈協同效應
產業布局呈現“東部制造中心+西部資源基地”的協同模式：廣東陽江、浙江海鹽核燃料產業園形成“鈾轉化—濃縮—元件制造”一體化基地，貢獻全產業鏈產值;甘肅乏燃料后處理基地一期工程投產后，將填補中國商業后處理空白，支撐閉式循環體系建設。上下游企業通過戰略合作深化協同，例如中核建中與核電站運營方聯合開展燃料性能優化研究，提升核電機組運行效率與安全性。
(一)技術迭代：從材料創新到系統顛覆
未來五年，行業將呈現三大技術趨勢：
事故容錯燃料(ATF)：SiC/SiC復合材料包殼管實現工程化應用，可使嚴重事故發生概率降低一個數量級，產業化規模預計達80億元;
第四代核能技術：快堆金屬燃料制備技術突破，燃料增殖比達1.2，為閉式循環奠定基礎;釷基熔鹽堆實驗堆成功點火，搶占全球首個商業化競賽先機;
智能化制造：數字孿生技術覆蓋全產業鏈，中核建中燃料元件生產線引入AI質量追溯系統，產品不良率降至國際領先水平。
(二)商業模式創新：從產品供應到全生命周期服務
行業正從單一燃料元件制造向“核燃料全生命周期服務”轉型。典型案例包括：
核燃料租賃模式：中廣核推出“燃料組件租賃+換料服務”一體化方案，降低核電站初期投資成本;
共享經濟應用：中核集團構建區域性乏燃料共享儲運平臺，優化資源調配效率;
“核能+數字化”融合：中核集團智能燃料循環體系接入超50萬個傳感器，實現鈾礦預測準確率提升，濃縮能耗降低。
(三)綠色轉型：ESG導向下的可持續發展
環保與可持續發展成為行業新熱點。企業加速布局乏燃料后處理技術，中核集團與法國歐安諾合作的中試廠采用PUREX流程實現鈾、钚分離再利用，顯著降低高放廢物處置壓力。同時，行業強化碳足跡核算與綠色退役治理，例如中廣核發布《核燃料元件制造碳足跡白皮書》，推動全產業鏈低碳化。
(一)聚焦高壁壘環節，布局技術紅利賽道
建議優先投資以下領域：
高溫氣冷堆燃料元件：全球僅中核集團、通用電氣-日立掌握核心技術，球形燃料元件制造涉及核級石墨包覆等12道關鍵工序，技術壁壘高且應用場景多元(除發電外，還可用于核能制氫、海水淡化);
快堆金屬燃料制備：中科華龍、中核集團等少數企業具備量產能力，燃料芯塊制造需突破高溫熔煉、精密鑄造等工藝，后處理配套設備采購需求將在2028年釋放;
數字化智能工廠：引入數字孿生、AI質檢等技術的生產線改造項目，可顯著提升運營效率并降低合規成本。
(二)構建生態協同，強化資源保障能力
投資者需關注企業與上游鈾資源開發、下游核電運營的協同能力。例如，中核集團通過“海外權益礦+長期采購協議+戰略儲備”三重體系保障原料供應，其蘭州鈾濃縮基地三期工程投產后，全國離心法濃縮能力可滿足2030年前內需并具備出口潛力。
(三)融入ESG框架，規避長期風險
政策層面正推動核燃料行業納入ESG評價體系，建議優先選擇通過ISO 14064碳核查、擁有綠色退役治理方案的企業。例如，中廣核在燃料元件制造環節采用循環水冷卻系統，單條生產線年節水達萬噸，符合綠色金融支持標準。
如需了解更多核燃料元件行業報告的具體情況分析，可以點擊查看中研普華產業研究院的《2025-2030年我國核燃料元件行業發展分析及投資戰略預測報告》。
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