202104 电力行业日本拟排放福岛核废水专题：以代际优势摆脱福岛阴霾，发展核电助力碳中和

证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责条款 以代际优势摆脱福岛阴霾，发展核电助力碳中和 电力 行业 日本拟排放福岛核废水专题 ｜ 2021.4.27 中信证券研究部 核心观点 李想 首席公用环保分析 师 S1010515080002 武云泽 公用环保分析师 S1010519100003 日本拟将福岛核废水排入海洋，虽承诺达标排放，但信任危机和复杂核废水排 放使其存在大量争议，可能对全球生态带来未知风险，体现了其技术、监管落 后的持续影响。我国核电长期强调规范运行和技术升级，通过二代 +与三代技 术的代际优势， 2019 年以来成功摆脱福岛阴霾重启新机组审批，并有望在碳中 和背景下加速成长。看好龙头核电运营商中广核电力（ A&H）与中国核电 。 ▍ 日本拟海洋排放福岛核废水，招致较大争议。 4 月 13 日，日本政府正式决定以 海洋排放方式处置福岛核电站事故核废水，该废水源于事故后注入熔融损毁堆芯 的冷却水以及渗入反应堆的地下水和雨水，包含熔融堆芯中存在的超 60 种放射 性核素。福岛现于储罐中就地存储 125 万吨核废水并正以 140 吨 /日速度增长， 储罐中废水浓度严重超标而储存能力即将在 2022 年接近极限，日本方面在综合 考量成本、技术可行性、时间后，选择海洋排放方案。核废水可能于 2 年后经 二次处理开始达标排放，预计完全排放或需 91 个月。尽管日本承诺严格达标排 放，但由于 东京电力在历史上存在失信瞒报先例 ，存在信任危机且开启复杂 核废 水的海洋排放先河，且可能对全球生态带来未知影响，故其面临较大争议。 ▍ 我国核电曾受福岛影响长期停滞，凭借新技术代际优势顺利重启。 2011 年福岛 核事故之后，出于对核电安全性的担忧，我国核电发展曾长期停滞。福岛所用技 术路线是 20 世纪 60 年代的沸水堆，设计存在缺陷，在我国从未使用，故与我 国产业现状缺乏可比性。我国在二代 +以及自主融合研发的三代技术中进一步改 善了安全设计裕度，可从源头上避免出现类似事故，故在 2018 年全球三代机组 首堆顺利投运后，于 2019 年陆续重启了新机组审批建设。我们认为，本次日本 拟排放核废水事 件是其前期落后技术、监管体系的进一步体现，料与我国核电产 业缺乏可比性，不会对我国核电发展带来新增不利影响。 ▍ 碳中和推升战略价值，我国核电料加速发展。 核电作为出力稳定、清洁低碳的 优质电源，有望在沿海省份成为替代煤电的省内主力基荷电源，因此在碳中和背 景下具备广阔发展空间。 2021 年度政府工作报告在多年来首次提出在 “确保安全 前提下积极有序发展核电 ”，料吹响核电加速发展的号角。我们预计 “ 十四五 ” 期间我国每年新增核准开工 6~8 台核电机组，并在碳达峰与碳中和阶段享受持 续的体量增长，其中主要份额料由中广核电力与中国核电取得，而国家电投集团、 大唐集团等也有望获得增量项目资源，料促进相关公司核电装机、业绩、现金流 持续增长。 ▍ 风险因素： 日本排放 核废水带来全球生态环境未知风险；我国核电行业装机增长 不达预期、利用小时数低于预期、造价高于预期、综合上网电价不达预期。 ▍ 投资策略。 日本拟对福岛核废水进行海洋排放，体现了其技术、监管体系的劣势； 反观我国核电，由于技术路线与运营管理水平存在代际优势，随着自主三代技术 的成熟与碳中和政策的激励，我国核电产业 有望摆脱福岛阴霾、持续稳健成长， 看好中广核电力（ A&H）、中国核电等龙头核电运营商 。 重点公司盈利预测、估值及投资评级 简称 收盘价（元） EPS（元） PE 评级 20A 21E 22E 20A 21E 22E 长江电力 20.16 1.14 1.08 1.11 18 19 18 买入 川投能源 11.40 0.72 0.75 0.95 16 15 12 买入 华电国际 3.40 0.33 0.46 0.50 10 7 7 买入 中广核电力 1.82 0.19 0.21 0.22 8 7 7 买入 资料来源： Wind，中信证券研究部预测 注：股价为 2021 年 4 月 26 日 收盘价 电力 行业 评级 强于大市（维持） 下载日志已记录，仅供内部参考，请勿外传 电力 行业 日本拟排放福岛核废水专题 ｜ 2021.4.27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 目录 日本拟通过海洋排放核废水，信任危机等招致争议 1 回顾 2011 年福岛核事件，安全性设计裕度不足导致核泄漏灾难 1 福岛持续引入海水冷却堆芯，由此产生大量高浓度核废水，储存能力告急 1 福岛 厂址储罐中现存的核废水含有 64 种放射性元素，综合浓度严重超标 . 3 东京电力选择了最经济便捷的海洋排放方案，拟稀释后达标排放 . 4 东京电力承诺严格处理并达标排放核废水 . 5 海洋排放招致较大争议 6 我国核电建立技术代际优势，摆脱福岛阴霾全面重启 8 我国核电产业在福岛核 事件后曾遭遇长期停滞， 2019 年以后重启 . 8 我国所有核电机组均较福岛核电站具备代际优势，设计安全裕度显著 . 8 运营管理：我国核电 WANO 指标在世界领先 . 11 碳中和进程中核电战略价值提升，发展有望提速 12 核电高度契合碳中和战略 12 预计我国用电需求持续稳健增长，煤电机组退役释放核电装机空间 . 13 核电运营商商业模式稳定，有望持续受益于装机增长预期 . 15 风险因素 . 17 投资建议 . 17 下载日志已记录，仅供内部参考，请勿外传 电力 行业 日本拟排放福岛核废水专题 ｜ 2021.4.27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 插图目录 图 1：福岛核事件序列图 . 1 图 2：福岛核电站现状示意图（上方紫色模块代表发电机组，右侧密集灰绿色圆点代表核 废水储罐） 2 图 3：截至 2021 年 3 月的福岛核废水储罐构成 . 3 图 4：截至 2021 年 3 月 的福岛核废水储罐储量构成 3 图 5：福岛核废水预计于 2022 年夏季前后注满全部储罐 . 3 图 6：福岛各类储罐内核废水浓度分布 . 4 图 7：福岛各类储罐内核废水浓度分布百分比 4 图 8：福岛排放核废水 855 天后的放射性物质分布情景 . 6 图 9：氚的放射性 危害 7 图 10：我国核电在福岛核事件后新机组审批台数及技术路线 8 图 11：我国核电在福岛核事件后在运装机容量及同比增速 8 图 12：华龙一号的能动与非能动系统示意图 10 图 13：国和一号安全壳冷却补水系统示意图 11 图 14：中广核电力历年 WANO 指标在全球核电行业排名分位 12 图 15： 2010~2060 年国内火电装机容量 14 图 16： 2010~2060 年国内火电装机容量变动趋势 14 图 17： 2019-2020 年国内核电装机容量 . 15 图 18： 2019-2020 年国内核电发电量 . 15 图 19：中广核电力旗下核 电装机容量预测 . 16 图 20：中国核电旗下核电装机容量预测 . 16 图 21：中广核电力与中国核电历年 ROE 16 图 22：中广核电力近年来营业成本构成 . 16 图 23：中国核电与中广核电力 历年经营现金流净额 . 17 图 24：中国核电与中广核电力历年自由现金流 17 表格目录 表 1：福岛核废水的 5 种处理方案对比 . 5 表 2：福岛核废水中主要放射性元素的危害 7 表 3：典型煤电机组与核电机组环境影响对比 12 表 4： 2021~2025 年我国电力需求预 测 13 表 5：重点公司盈利预测及估值 18 下载日志已记录，仅供内部参考，请勿外传 电力 行业 日本拟排放福岛核废水专题 ｜ 2021.4.27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 1 ▍ 日本拟通过海洋排放核废水，信任危机等招致争议 回顾 2011 年福岛核事件，安全性设计裕度不足导致核泄漏灾难 福岛核电站为沸水堆，缺乏非能动系统。 福岛核电站共拥有 6 台机组，其中 5#6#机 组与 1~4#机组的位置有一定间隔。福岛核电站采用第 2 代核电技术（ BWR-沸水堆），缺 乏非能动系统（即无需消耗能源即可自动运转的系统），遇紧急情况停机后，需启用备用 电源带动冷却水循环散热。 地震发生后，机组进入自动冷却状态。 2011 年 3 月 11 日 13 时 46 分，日本本州岛附 近海域发生里氏 9.0 级特大地震，并引发特大海啸。地震初期，福岛 1#、 2#、 3#共 3 台 机组自动安全停堆， 4#机组本身处于停机检修状态，上述机组并由应急柴油机启动自动冷 却系统，防止堆芯过热。至此，福岛核电站正常发挥其设计的应急机能。 海啸导致冷却系统失灵，导致灾难性核泄漏。 地震发生 1 小时后，高达 14 米的海啸 抵达核电站，导致全厂断电和应急柴油机停止运行，自动冷却系统的能源供应转为依赖仅 可持续 8 小时的蓄电池。 13 小时后，移动发电机到达福岛，但因核电站底部的配电系统被 淹而无法安装。随着能源供给的耗尽，堆芯冷却手段长时间丧失，反应堆压力容器内衰变 热继续产生蒸汽，使反应堆压力容器内压力升高，超过设计压力，触发蒸汽释放阀并散逸 蒸汽，导致反应堆内堆芯裸露熔毁，包壳破损，包壳的锆在高温下 与水发生化学反应，放 出大量氢气，达到一定浓度后发生氢气爆炸。地震后第二天的 3 月 12 日 /14 日 /15 日，福 岛全部 4 台机组先后发生氢气爆炸，大量放射性气体与液体被直接排入环境。 图 1：福岛核事件序列图 资料来源：《从 “福岛第一核电站事故 ”看我国核能利用的 核安全》 （ 叶奇蓁 ） ，中信证券研究部 福岛持续引入海水冷却堆芯，由此产生大量高浓度核废水，储存能力告急 持续引入海水冷却熔毁堆芯产生大量核废水。 在福岛核事件中，福岛核电站的 1#、 2#、 3#机组中的核燃料发生熔毁与固化，形成核废料。由于这些核燃料仍在不断发生核反 应，东京电力引入海水用于冷却核燃料，这些海水在直接接触核燃料后即具备高度放射性。 下载日志已记录，仅供内部参考，请勿外传 电力 行业 日本拟排放福岛核废水专题 ｜ 2021.4.27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 同时，由于核电站外壳在地震中破损，当地的雨水、地表水、地下水均可以接触到受核污 染的废水，进一步加大核废水体量。为了减少核废水规模，东京电力在福岛核电站对破损 的设施及地面进行一定修复，并环绕 1~4#机组设立地下冷冻屏障，此外控制核电站区域 内外的地下水水位，减少雨水与地下水对熔融堆芯的接触，在一定程度上减少核废水产生 体量、并避免核废水外溢至厂区以外。尽管采 取一定措施，但福岛核电站每天仍有大量冷 却海水以及受污染的地表、地下水等受到污染。 东京电力此后投运了以多核素废液处理装置（ ALPS）为主，铯 /锶处理装置以及反渗 透膜处理装置为辅的核废水处理装置，对高浓度的放射性废水进行初步处理后储存在核电 站周边的储罐中。 ALPS 系统有三个并列子系统，每个子系统由一台预处理装置和 14 台多 核素吸收塔串联组成，总共具有 750 吨 /日的处理能力。经过 ALPS 系统处理，铯 -134、 铯 -137、废液总 β放射性可降至小于 1Bq/L。 在通过 ALPS 等系统的初步处理后，福岛核废水被转移至就地建立的储罐当中。 截至 2021 年 3 月，福岛核电站合计建设了 1,061 座核废水储罐，其中 1,020 座用于存放 ALPS 系统处理过的核废水， 27 座用于存放专门处理过高浓度铯 /锶元素的核废水， 12 座用于存 放通过反渗透膜处理的核废水，另有 2 座用于存放浓缩后的含辐射海水。 图 2：福岛核电站现状示意图（上方紫色模块代表发电机组，右侧密集灰绿色圆点代表核废水储罐） 资料来源：东京电力官网 目前福岛核废水储罐的上限设计能力大约仅为 137 万吨，且未来难有新增加容量空间。 根据东京电力规划，福岛核废水储罐主要在核事故区域内就地建立，目前核事故区域内的 储罐建设已经较为饱和，事故区内已几乎没有富余土地用于建设储罐，且未来可能需要拆 除一批储罐，从而腾出土地用于建设后续拆除核反应堆所需的一系列设施。考虑到防止污 染扩散、其他非核事故区域对新储罐的接受度以及政府审批的操作难度，预计东京电力也 难以在核电站以外区域新增建设储罐。因此，福岛核废水储罐的上限设计能力大约仅为 137 万吨，其中包括 134 万吨 ALPS 废水储罐 以及 2.5 万吨处理铯 /锶元素后的废水储罐。 下载日志已记录，仅供内部参考，请勿外传 电力 行业 日本拟排放福岛核废水专题 ｜ 2021.4.27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 3 图 3：截至 2021 年 3 月的福岛核废水储罐构成（单位：个） 图 4：截至 2021 年 3 月的福岛核废水储罐储量构成 资料来源：东京电力官网，中信证券研究部 资料来源：东京电力官网，中信证券研究部 预计福岛核废水储罐可能将于 2022 年夏季达到储存上限。 尽管日核废水产量规模有 所下降，但当前福岛核废水日新增产量约 140 吨，预计到 2025 年仍有 100 吨 /日的规模。 截至 2020 年底， ALPS 废水储罐的实际注入量为 115.68 万吨，占 ALPS 设计处理能力的 86.3%；截至 2021 年 3 月 18 日，全部储罐中存放的核废水体量达到 125.08 万吨，占合 计处理能力的 91.3%；其中 ALPS废水储罐的实际注入量已经上升至 122.92万吨，占 ALPS 设计处理能力的 91.7%。 按照东京电力测算，福岛当前平均有 140 吨 /日的新增注入储罐。 考虑到公司采取一系列措施解决问题，预计福岛日均新增产量可能逐步下降，到 2025 年 新增日产量仍有 100 吨 /日的水平。 即使按照此产生规模推算，预计到 2022 年夏季，福岛 厂址内规划设计的全部储罐仍将被注满。 因此，存量核废水问题急需尽快解决。 图 5：福岛核废水预计于 2022 年夏季前后注满全部储罐 资料来源：东京电力官网 福岛厂址储罐中现存的核废水含有 64 种放射性元素，综合浓度严重超标 未经过处理的福岛核废水中含有 64 种放射性元素。 在未经过处理的福岛核废水中， 潜在辐射影响最大的 7 种关键元素为铯 -134，铯 -137，锶 -90，钴 -60，锑 -125，钌 -106， 碘 -129，此外有大幅超出日本标准的氚（氢的同位素），以及符合日本标准的碳 -14（浓度 ALPS处 理 , 1020 铯 -锶处 理 , 27 反渗透膜 处理 , 12 浓缩海 水 , 2 ALPS处理 90% ALPS富余 容量 8% 铯 -锶处 理 1% 其余富余 容量 1% 下载日志已记录，仅供内部参考，请勿外传 电力 行业 日本拟排放福岛核废水专题 ｜ 2021.4.27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 4 最高的样本为 215 Bq/L，相当于日本标准上限的 10%），此外还有 55 种浓度略低的放射 性元素。 即使在保守计量下，储罐内的福岛核废水浓度依然严重超标。 东京电力设立的 ALPS 系统能够对其中除氚与碳 -14 以外的 62 种放射性元素进行处理。在衡量福岛核废水的辐射 效应时，东京电力将 ALPS 能够处理的上述 7 种关键元素的实际浓度除以其各自对应的日 本排放标准浓度，并将得出的 7 种元素的比例值进行加总，得到这 7 种 元素的累计辐射浓 度系数（ sum of the ratios of concentration）。在此基础上，东京电力将 ALPS 可以处理的 其他 55种元素的辐射浓度系数保守预估为 0.30，并将碳 -14的辐射浓度系数预估为 0.11， 因此在 7 种关键元素的浓度系数基础上额外加上 0.30+0.11，得出福岛核废水中除去氚以 外的 63 种放射性元素的整体浓度系数。在此计量方法下，当前福岛核废水储罐中有 71% 的废水放射性浓度超标，其中 20%的废水超标倍数高于 10 倍， 6%的废水超标倍数高于 100 倍。此外，由于 ALPS 系统无法去除 氚，因此在储罐内的核废水依然拥有大规模超出 浓度标准的氚。 图 6：福岛各类储罐内核废水浓度分布（立方米） 图 7：福岛各类储罐内核废水浓度分布百分比 资料来源：东京电力官网，中信证券研究部 资料来源：东京电力官网，中信证券研究部 东京电力选择了最经济便捷的海洋排放方案，拟稀释后达标排放 核废水的海洋排放是最经济便捷的处理方案。 福岛核废水的潜在处理方案有 5 种，分 别包括地层注入、海洋排放、蒸汽排放、氢气排放、地下掩埋等。在综合考虑技术可行性、 经济可行性、处理时间尺度以及相应的核废水处理量后，东京电力将可行的处理方案收窄 至海洋排放与蒸汽排放两个方案，并最终决定采取海洋排放的处理方式。促使东京电力选 择 选择海洋排放方案，我们认为主要原因有以下几点： 首先，东京电力认为现在已经有将含氚的核废水排入海洋的案例。这主要指的是各国 常规的沿海核电站，普遍会引入海水进入冷却水循环系统，在不直接接触反应堆内部堆芯 的情况下导出余热。在此过程中，海水可能存 在少量的含氚废水，但其浓度远低于福岛核 废水的水平，且废水中也不包含类似福岛的其他大量复杂放射性元素。但我们认为，这一 针对技术可行性的类比事实上并不可比。福岛核事故废水来自于事故后注入熔融损毁堆芯 的冷却水以及渗入反应堆的地下水和雨水，包含熔融堆芯中存在的各种放射性核素，而核 0 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 300,000 350,000 400,000 1倍左右 29% 1~5倍 33% 5~10倍 18% 10~100倍 14% 100~1990 9倍 6% 下载日志已记录，仅供内部参考，请勿外传 电力 行业 日本拟排放福岛核废水专题 ｜ 2021.4.27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 5 电厂正常运行产生的废水主要来源于工艺排水、地面排水等，排放总量规模较小，仅含有 少量裂变核素且是在采用可行技术处理、经严格监测达标后的有组织排放。 其次，海洋排放的成本仅为 34 亿日元，远低于其他处理方案的 349~2,431 亿日元的 处理成本， 较 其他方案的成本节省额超过 90%。 这主要是由于海洋排放仅需对储罐内的核 废水进行二次处理，而不需要涉及到其他重资产的资本开支，例如地质勘探、建设处置场、 建设锅炉和制氢设备等。 再次，在时间尺度上，海洋排放仅需 91 个月即可完成，低于其他方案的 98~120 个 月。 最后，海洋排放方案的占地面积更小，可以腾出更多面积用于建设拆除后续核反应堆 所需的一系列设施。 福岛核废水暂计划于大约 2 年后开始排放，全部排放周期约 91 个月。 根据《参考消 息》 2021 年 4 月报道，日本方面可能于大约 2 年后开始对福岛储罐内的核废水进行二次 处理与稀 释，并在达标后启动排放。按照海洋排放 91 个月的处理周期，预计福岛储罐内 的核废水全部处理完毕或要到 2030 年以后。 表 1：福岛核废水的 5 种处理方案对比 方案 地层注入 海洋排放 蒸汽排放 氢气排放 地下掩埋 技术可行 性 需要合适的地层；尚未 建立适当的监测方法 现已有将含氚的放射性 废水排入海洋的案例 现已有锅炉蒸发的 TMI-2 案例 需要进行预处理和更 大规模的技术升级 有混凝土坑处置和封闭 式处置场的案例 法律可行 性 根据排放浓度，需要制 定新的法规和标准 已制定 已制定 已制定 需要制定新的监管标准 时间期限 104 + 20n 个月 912 个月（监测） 91 个月 120 个月 106 个月 98 个月 912 个月（监测） 成本 180 + 6.5 亿日元 +监测 34 亿日元 349 亿日元 1,000 亿日元 2,431 亿日元 占地规模 380 ㎡ 400 ㎡ 2,000 ㎡ 2,000 ㎡ 285,000 ㎡ 副产物 无 无 可能会产生焚烧炉灰烬 残留物可能会导致二次污染 无 人员暴露 无 无 没有预防措施确保排气烟囱有足够的高度 没有预防措施确保排气烟囱有足够的高度 需要通过遮盖避免作业人员暴露 其他 可能需要更多的调查 团队寻找合适的土地 从而增加成本 当用码头等分隔进水口 和出水口时，成本增加 可能受降雨影响而延 长排放时间 可能受降雨影响而延 长排放时间 需要大量的混凝土和膨 润土且会产生剩余土壤 资料来源：东京电力官网，中信证券研究部，注：关于时间，成本和规模，表格中显示的是当处理浓度为 420 万 Bq / L 和 50 万 Bq / L 的 ALPS 处理过的水 400,000m³（总计 800,000m³）时的数字。另外，地层注入方案中的 “n”表示进行地质调查的次数。 东京电力承诺严格处理并达标排放核废水 在未来制定对福岛核废水的海洋排放方案时，东京电力承诺控制两个指标。首先是上 述除了氚以外的 63 种放射性元素的整体浓度系数需小于 1。 为此，当前浓度系数远大于 1 的占比 71%的核废水将需要进行二次处理。 东京电力承诺遵循的第二个指标是，将通过高比例海水稀释核废水，使得氚的浓度下 降至约 1,500 Bq/L，从而使其浓度大幅低于日本对氚限定的 60,000 Bq/L 排放浓度标准。 下载日志已记录，仅供内部参考，请勿外传 电力 行业 日本拟排放福岛核废水专题 ｜ 2021.4.27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 6 根据国际辐射防护委员会的规定，人类每年从环境本底辐射以及核电站辐射中摄入的辐射 值 不能超过 1 mSv。日本对氚的排放浓度标准较国际标准更为严格，其制定标准是，假定 一个人在 70 年的寿命中每天摄入 2L 含氚的水分，要求其整个寿命中的摄入辐射不能超过 1 mSv。在此假设下，日本将氚的排放浓度限定为 60,000 Bq/L。东京电力承诺的氚的排 放浓度为日本标准的 2.5%。 海洋排放招致较大争议 洋流将使得福岛核废水在排放的 855 天后扩散至整个太平洋。 根据下图所示相关研究 人员的模拟分析，在福岛核废水排放初期，我国沿海地区暂时不是洋流影响下核废水的主 要传播方向。然而，在 855 天之后，福岛核废水将可以在洋 流的复杂作用下扩散至整个太 平洋，并抵达中国以及美国的沿海地区。 图 8：福岛排放核废水 855 天后的放射性物质分布情景 资料来源： Erik Behrens, Franziska U. Schwarzkopf, Joke F. Lubbecke, Claus W. Boning 在福岛核废水所含的各类放射性元素中，氚的危害相对较小，但其他元素普遍对生态 环境与人体健康具有长期、近乎永续的危害 。 氚释放的贝塔射线较弱，只能在空气中传播 5 毫米，可以被一张纸所阻碍，因此在浓度达标的情况下，其对人体危害相对较小。如果 氚存在于水中并被人饮用，由于氚与普通水的性质类似，其将不会被人体的器官直接吸收。 大约 50%的氚会在摄入人体 10 天后得到排泄，剩余的氚可能会与人体内的蛋白质等发生 结合，但其中绝大多数也可以在摄入 40 天内得到排泄 （ 来源：东京电力官网 ） 。除氚外， 福岛核废水中含有的其他重点反射性元素的半衰期最高可达上百至 数万年，且可能对生态 环境与人体健康具有长期、近乎永续的危害。 下载日志已记录，仅供内部参考，请勿外传 电力 行业 日本拟排放福岛核废水专题 ｜ 2021.4.27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 7 图 9：氚的放射性危害 资料来源：东京电力官网 表 2：福岛核废水中主要放射性元素的危害 元素 衰变 衰变能量（ MeV） 半衰期 影响 氚 β 0.01859 12.43 年 β衰变只会放出高速移动的电子，不会穿透人体，只有大量吸入氚才会对人体有害。 碳 -14 β 0.156476 5730±40年 具有潜在毒性，容易进入海洋沉积物被海洋生物吸收，可进入一切生物体内，可能损害人类 DNA。 钴 -60 β、 γ 2.824 5.27 年 具有极强的辐射性，能导致脱发，会严重损害人体血液内的细胞组织，造成白血球减少，引 起血液系统疾病，严重的会致癌，甚至死亡。 锶 -90 β 0.546 29.1 年 属高毒性核素 , 主要累积在骨骼内并很难排出，可诱发骨癌。 铯 -134 β 2.0648 年 放射性较强，大量吸入会导致人体血系统、神经系统损伤，非正常生育乃至绝育，严重会致 人死亡。 铯 -137 β 30.17 年 放射性较强，进入人体会积聚在肌肉组织，增加患癌症风险。 碘 -129 β 1570 万年 活度较低，进入人体后选择性蓄积在甲状腺中。 碘 -131 β、 γ 8 天 辐射穿透能力强，人体过度曝露可能增加多年后罹患甲状腺癌几率。 钌 -106 β 0.039 373.59 天 主要滞留在肾脏和骨骼，对机体产生急性损伤效应。 锑 -125 β 0.767 2.7582 年 锑和它的许多化合物有毒，作用机理为抑制酶的活性。 资料来源： Encyclopedia Britannica, NIST, IAEA, US EPA，中信证券研究部 日本方面研究认为排放核废水不会带来重大影响。 根据东京电力联合美国罗格斯大学 基于海洋模型所作的模拟分析，在排放福岛核废水之后，只有福岛核电站附近的海域将呈 现出高于海洋本底辐射值（ 0.1~1 Bq/L）的放射性，对全球海洋的总体放射性不会带来显 著变化；即使在福岛核电站附近的海域，排放核废水之后的辐射值也将远低于世界卫生组 织对饮用水所规定的 10,000 Bq/L 的辐射上限标准。 尽管日本方面承诺核废水将严格达标排放，但由于东京电力在历史上存在失信瞒报先 例，国际社会对于是否真实达标排放存在信任危机，且通过海洋排放开启复杂核废水的海 洋排放先河，可能对全球生态带 来未知影响，故其面临较大争议。 根据人民网报道，东京 电力在核电安全运行方面屡有不良记录，在福岛核事故发生前后均有隐瞒、虚报和篡改信 息的前科，包括核污染水处理问题。例如， 2013 年 8 月，在公众质疑下，东电承认大约 下载日志已记录，仅供内部参考，请勿外传 电力 行业 日本拟排放福岛核废水专题 ｜ 2021.4.27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 8 有 300 吨高浓度核污染水从钢槽中漏出，部分可能已流入太平洋。 福岛核废水问题的解决需要国际多方努力。 长期尺度下，福岛可能需要国际各方进一 步参与到监督与评估流程，并对现有方案进行审慎讨论与充分研究，方可真正实现包括核 废水以及反应堆的真正妥善处理。例如， 4 月 26 日，外交部发言人汪文斌表示，中方（ 就 福岛核事故 ）同国际原子能机构保持着密切沟通协调。 国际原子能 机构正积极筹建相关技 术工作组，日前已向中方确认将邀请中国专家加入工作组。中方将全力支持机构后续工作。 ▍ 我国核电建立技术代际优势，摆脱福岛阴霾全面重启 我国核电产业在福岛核事件后曾遭遇长期停滞， 2019 年以后重启 我国核电曾在 “十五 ”规划期间迎来核准高峰，但随着 2011 年 3 月福岛核事件的发生， 出于对核安全的考虑，我国核电新机组审批遭遇了长期停滞。其中， 2013/2014/2016/2017/ 2018 年，我国均为全年无任何新机组获批。随着早年核准的新机组陆续投运 ，我国核电 的在运装机增长面临断档态势，增速一再下滑。 图 10：我国核电在福岛核事件后新机组审批台数及技术路线 图 11：我国核电在福岛核事件后在运装机容量及同比增速 资料来源：国务院，中信证券研究部 资料来源：中国核能行业协会，中信证券研究部 随着二代 +与三代机组的安全性得到陆续验证， 2019 年我国核电审批全面重启。 2012~2014 年更多是福岛核事故所直接带来的审批冷却期，尽管我国二代 +压水堆机组理 论上本就较福岛核电站的二代沸水堆更为安全，但审批依然趋于停滞，且二代 +与三代机 组的设计方案在此期间经历了进一步优化，安全裕度持续增长。到 2016~2018 年，我国 新机组审批的停滞更大程度上源于等待更为安全高效的三代机组全球首堆投运，但是全球 AP1000 首堆三门与全球 EPR 首堆台山均面临了一定的技术挑战，直到 2018 年 9 月及 12 月方分别完成商运。此后， 2019 年上半年，福建漳州、惠州太平岭、山东荣成 3 个三代 项目合计 6 台机组即获得开闸核准，这也 是 2015 年以来的首次核准。 2020 年下半年，海 南昌江二期与浙江苍南三澳一期合计 4 台三代机组也同时获得核准。 我国所有核电机组均较福岛核电站具备代际优势，设计安全裕度显著 我们认为，本次日本拟排放核废水事件是其落后技术、监管体系的进一步体现，料与 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 二代 +机组 三代机组 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 0 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 在运装机 -MW 同比 -右轴 下载日志已记录，仅供内部参考，请勿外传 电力 行业 日本拟排放福岛核废水专题 ｜ 2021.4.27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 9 我国核电产业可比性不高，不会对我国核电发展带来新增不利影响。 福岛所用技术路线是 20 世纪 60 年代的沸水堆，设计存在缺陷，在我国从未使用，故与我国产业现状缺乏可比 性。我国除了秦山三期为 2 台重水堆之外，其余全部机组均采取压水堆路线，可以确保在 非能动情况下对反应堆的自动控制 。此外，我国在二代 +以及自主融合研发的三代技术中 进一步改善了安全设计裕度，可从源头上避免出现类似事故。 二代 +压水堆机组相比福岛沸水堆机组具备多项优势。 福岛核电站采用的是 20 世纪 60 年代的沸水堆技术，而我国大部分的核电站都采用压水堆核电技术。压水堆和沸水堆都 是成功的堆型，但在福岛事故的特殊情况下，压水堆具备更强的抗事故能力。压水堆技术 相比沸水堆技术的安全优势体现在： ① 压水堆拥有燃料组件、主环路压力边界、安全壳等三道屏障，可以确保放射性物质 全部包容在内部，在类似福岛的压力状态特殊变化下仍难以发生蒸汽外泄。 ② 压水堆设置多个卸压阀和卸压箱，且具备更大的容积，有足够的设计冗余以承受更 为严苛的超压环境。 ③ 设置多套非能动装置以及压水堆的多套注水冷却回路，确保即使在失去动力的情况 下，依然可以实现堆芯冷却，反应堆次临界，以及安全壳完整。其中尤其关键的区别在于， 用于阻止堆芯反应的控制棒，在沸水堆中是自下而上插入堆芯，需要借助外部能源；而在 压水堆中，控制棒是自上而下插入，即使外部能源断供也可以完成非能动插入操作。 ④ 我国核电站设置了更为大量的余热导出系统与应急电源，进一步避免类似福岛核事 故的极端情况发生。 ⑤ 机组在安全壳的 不同位置设置了氢浓度检测装置，一旦浓度超标则可启动氢复合装 置，使氢气自动与氧化合成为水。 我国自主融合研发的华龙一号相比二代 +机组实现进一步设计优化。 华龙一号是由中 核集团推出的 ACP1000 核电技术和中广核推出 ACPR1000+核电技术融合而成的第三代 核电技术，这两种技术本质上均由法国二代核电技术 M310 改进而成，而我国对华龙一号 拥有自主知识产权。相比同为三代技术的 AP1000，华龙一号进一步将堆芯燃料组件数量 从 157 组增加到 177 组，在提高堆芯额定功率的同时降低平均线功率密度，从而使其线 功率密度下降 为 173.8 W/cm，小于二代加核电站的 186.0 W/cm 与 AP1000 的 187.7 W/cm；华龙一号的慢化剂温度系数及多普勒温度系数均为负值，提高了停堆裕量，并将 堆芯功率分布设计得更为平坦，从而进一步提升了机型的安全性。 下载日志已记录，仅供内部参考，请勿外传 电力 行业 日本拟排放福岛核废水专题 ｜ 2021.4.27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 10 图 12：华龙一号的能动与非能动系统示意图 资料来源：《 “华龙一号 ”反应堆堆芯与安全设计研究 》 (余红星，周金满，冷贵君，邓坚，刘余，吴清，刘伟 )，中 信 证券研究部 我国自主研发的 CAP1400“国和一号 ”技术安全性进一步提升。 在国和一号技术中， 我国设计方案通过采用增设早期火灾监测系统等改进方案，使得安全性较 AP1000 提高了 10％以上。其具体改进措施包括： ① CAP1400 自主设计反应堆冷却剂管道（简称主管道），主管道冷段内径增加了约 16%，热段内径增加约 14%，反应堆冷却剂系统装量有所增加，提高了非能动安全系统容 量和能力。 ② 自主设计钢制安全壳，合理考虑系统布置需求和高径比要求，内径相比 AP1000 增 加了约 8％，高度相比 AP1000 增加了约 12%，增加安全壳容积以更好地满足设计基准事 故下安全壳内质能释放的相关要求。 ③ 自主设计钢板混凝土结构屏蔽厂房，屏蔽厂房被辅助厂房包围保护的圆柱形截面部 分厚度为 1100mm 的钢筋混凝土，设计采用的安全停堆地震峰值加速度值远高于现有核电 厂址的地震安全分析值。设计标高 10.0 米，距离厂址设计基准洪水位为 6.87 米，距离有 较大的裕量（大于 3 米），可保证核电厂不受洪水影响，并在此基础上增加防内部水淹设 计。 下载日志已记录，仅供内部参考，请勿外传 电力 行业 日本拟排放福岛核废水专题 ｜ 2021.4.27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 11 ④ 基于非能动的安全系统，包括堆芯冷却系统和安全壳冷却系统，不依赖交流电源， 能够在 72h 内维持电厂的安全， 72h 后到 7 天内，可使用厂内非安全级的纵深防御措施提 供冷却， 7 天后仅需少量的外部支援，并在设计中考虑了有效的接口和管理措施，如 72h 后的长期电源和水源保障等。 图 13：国和一号安全壳冷却补水系统示意图 资料来源：《 CAP1400 核电技术特点和工程进 展》 （ 汪映荣 ） ，中信证券研究部 运营管理：我国核电 WANO 指标在世界领先 WANO 是国际权威的核电运营商运营管理能力效率的衡量指标体系。 世界核电运营 者协会（ WANO）定期对全球核电机组的 12 项关键指标进行量化考察，考察角度包括机 组能力因子、非计划能力损失因子、强迫损失率、集体辐照剂量、 7,000 小时非计划紧急 停堆次数、 7000 小时非计划自动停堆次数、安全系统性能、燃料可靠性、化学指标、电 网相关损失率、员工工业安全事故率、承包商工业安全事故率，涵盖运营管理效率、发电 效率、安全性、员工人身保障、电力营销等多个维度，是国际权威的核电运营商运营管理 能力效率的衡量标尺。 我国主要的核电运营商中国核电与中广核电力在历年的 WANO 指标评选中始终表现 优异。 中国核电 2019 年 WANO 综合指数平均值稳步上升， 9 台 机组获得 WANO 综合指 数满分，排名并列世界第一。公司 1H2020 共计 10 台机组获 WANO 综合指数满分值， 21 台机组平均值为 97.29，达到历史最高水平。中广核电力 2020年管理的在运机组有 72.57% 的指标处于世界前 1/4 水平（先进水平），有 69.79%的指标处于世界前 1/10 水平（卓越 水平）。 下载日志已记录，仅供内部参考，请勿外传 电力 行业 日本拟排放福岛核废水专题 ｜ 2021.4.27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 12 图 14：中广核电力