可控核聚变展望:
进入关键导入期;
报告摘要
可控核聚变开启能源革命新征程。
作为人类终极能源解决方案,可控核聚变具备能源丰富、零排放、安全性高等显著优势,1g氘氚聚变释放能量相当于11.2吨标准煤,远超核裂变与化石燃料,是实现“双碳”目标的战略选择。
多技术路线并行突破,磁约束与惯性约束成主流。磁约束以托卡马克、仿星器为代表;惯性约束以美国NIF为代表,国内“神光”计划持续推进激光驱动技术。两类技术均进入工程验证阶段,磁约束聚焦稳态运行,惯性约束发力点火效率,共同推动聚变能从实验室走向工程化。
产业链协同发展,材料与设备成攻关核心。上游超导材料、耐辐照钨合金突破技术壁垒;中游设备进入ITER及国内实验堆供应链;下游以中核集团、中国核电为代表,推进“星火一号”混合堆(Q30)、BEST紧凑型装置等示范项目。
政策与资本双重助力,商业化进程加速。我国“十四五”规划明确支持核聚变研发,中核集团牵头成立创新联合体,25家央企与科研机构协同攻关;美国DOE、英国UKAEA等国际力量加大投入,全球私营企业融资超62亿美元。
产业链相关公司:
1)上游核心材料与关键部件:精达股份、永鼎股份、西部超导、安泰科技、广大特材、久立特材等。
2)中游核心设备与系统集成:爱科赛博、联创光电、上海电气、国光电气、合锻智能等。
3)下游工程应用与商业化:中国核电等。
风险提示:核聚变项目研发进度不及预期、政策不及预期、行业竞争格局恶化、下游需求减弱导致核聚变项目需求不及预期、安全性和环境影响仍需进一步验证等。;;;
磁约束途径;;;;
我们需要重点分析全球可控核聚变的研发与工程投资进展,目前看美
国、欧洲等海外地区已通过私营企业融资与政府项目加速推进,国内未来五年将进入投资密集期,中核集团是典型代表:中核集团宣布未来五年将投入超500亿元用于可控核聚变关键技术攻关与实验堆建设,重点布局磁约束聚变工程、惯性约束点火技术及聚变-裂变混合堆研发,其核心规划包括:
加速磁约束聚变工程堆建设投入:未来五年投入超200亿元推进CFETR建设,2025年完成CRAFT综合研究设施验收,2030年前建成百兆瓦级工程堆,重点突破高温超导磁体等核心部件国产化,预计2035年实现氘氚燃烧实验。
强化惯性约束点火技术研发:设立150亿元专项基金用于“神光”系列激光装置升级,2027年建成神光-Ⅳ原型装置(攻关靶丸均匀性制备、快点火技术,目标2030年实现能量增益Q5,为惯性约束商业化奠定技术基础。
推进聚变-裂变混合堆示范项目:联合联创光电等企业投资150亿元建设
“星火一号”混合堆,2025年完成50兆安Z箍缩驱动器技术验证,2029年实现首台100MW实验堆并网发电,探索聚变中子驱动裂变的高效能源模式,预计2040年进入商业堆设计阶段。;
企业名称;;;
材料耐久性:第一壁材料寿命不足和氚自持循环未闭
合是主要瓶颈。
成本控制:ITER单堆成本超200亿美元,需通过规
模化生产(如中国规划2050年每年建10座)降低
至300亿元/座以下。
国际竞争格局:
中国:在高温超导、紧凑型托卡马克领域领先,2030
年或建成全球首座示范堆。
美国:私营企业主导技术创新,2028年或实现首个
商用堆并网。
欧洲:依赖ITER项目,2040年后进入商业化。资料来源:中国知网、太平洋证券 ;;;
攻关领域;;
联创光电成立于1999年,总部位于江西南昌,是国内光电及高端装备领域的龙头企业,业务涵盖激光装备、超导装备、智能控制器三大核心板块。公司在高温超导、激光反制、智能控制等领域形成技术壁垒。
技术突破:高温超导集束缆线,D型超导线圈,混合堆技术。
重大项目参与:
“星火一号”项目:2024年中标中核集团首个订单(4180万元),为该全球首个聚变-裂变混合示范堆提供高温超导磁体系统,计划2029年完成交付。;
图表23:永鼎股份第一根高温超导直流电缆通电导体高温超导带材:采用IBAD+MOCVD技术路线,通过稀土掺杂和磁通钉扎工艺,将超导带材的临界电流密度提升至传统低温超导材料的3倍以上,同时成本降低60%。
ITER国际热核聚变实验堆:提供高温超导带材,支撑其磁约束系统建设。中国
环流器二号M(HL-2M):产品通过性能测试,进入EAST装置升级及CFETR原型设计供应链。BEST项目:为全球首个紧凑型聚变能实验装