电力设备与新能源行业深度报告：核电行业专题报告（二）：可控核聚变曙光将近，产业链加速发展
等离子体撕裂 核电行业专题报告（二）：可控核聚变曙光将近，产业链加速发展 [Table_CoverStock] —电力设备与新能源行业深度报告 2024年3月14日 武浩 电力设备与新能源行业首席分析师 王煊林 电力设备与新能源研究助理 执业编号：S1500520090001 联系电话：17768100716 联系电话：010-83326711 邮箱：wangxuanlin@cindasc.com 邮箱：wuhao@cindasc.com 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http://www.cindasc.com 2 证券研究报告 行业研究 [Table_ReportType] 行业深度报告 [Table_StockAndRank] 电力设备与新能源 投资评级 看好 上次评级 看好 武浩 电新行业首席分析师 执业编号：S1500520090001 联系电话：010-83326711 邮 箱：wuhao@cindasc.com 王煊林 电新行业研究助理 联系电话：17768100716 邮 箱：wangxuanlin@cindasc.com 信达证券股份有限公司 CINDA SECURITIES CO.,LTD 北京市西城区闹市口大街9号院1号楼 邮编：100031 [Table_Title] 核电行业专题报告（二）：可控核聚变曙光将近，产业链加速发展 [Table_ReportDate] 2024年3月14日 报告内容摘要: [Table_Summary] 可控核聚变是人类终极清洁能源，发展前景广阔。核聚变是几个较轻的原子核结合成一个较重的原子核, 实现将质量转化为能量的过程，一般是氘、氚反应。核聚变的原料氘在海水中储量极其丰富，资源约束问题将大大缓解；聚变安全可靠，其发生条件的严苛使得其不易发生安全事故；聚变也不存在污染，氘氚聚变产物氦不存在放射性。我们认为，可控和自持将是可控聚变技术的研发方向，可控的难点在于等离子体的长时间约束和净能量增益；自持的难点在于氚材料的增殖。 核聚变技术路线主要为托卡马克，其他多种技术也处于持续探索过程中。核聚变的技术路线主要包括磁约束和惯性约束两种类型，惯性约束是利用外壳的惯性限制聚变规模，通过内爆对热核燃料进行压缩，使其达到高温高密度条件，美国NIF是代表性装置；磁约束是利用磁场限制超高温等离子体，以托卡马克为主，也有仿星器、磁镜、球形环、紧凑环、环箍缩、场反转等装置。除典型的纯聚变装置外，聚变裂变混合堆也具备发展可能性。此外，近期AI技术有所突破，有望助力托卡马克装置中的等离子体维持，可控核聚变技术在持续向前发展。 国际可控核聚变加速推进，中国可控聚变发展进入新时期。ITER是全球最大的聚变装置，截至2021年6月，ITER项目预估成本为220亿美元，其中磁体系统成本占比最高，将达到28%。该项目的目标是解决可控核聚变投资产业化运行前的各种工程化问题，该项目是全球分工制造模式，我国承担9.1%的设备制造，预计研制费和加工费达到40亿元。美国的NIF装置近年实现了能量净增益；欧洲建造了欧洲联合环面(JET)，2023年其氚氚聚变实验产生了等离子体；日本JT-60SA装置已于 2023 年 10 月 23 日首次成功产生等离子体；中国具有明确的可控核聚变发展目标和时间规划，我国参与了ITER项目，运行EAST项目、环流器一二号，并研发CFETR，筹建BEST项目等，此外民间投资能量奇点、星环聚能等多家公司也入局可控核聚变。 产业链投资额近年明显提高，产业链进入快速发展时期。2021 年后可控核聚变行业投资额快速提高，私人投资已占主体。根据 FIA和UKAEA，2021-2023年聚变企业分别共获得 18.7 亿美元、48 亿美元、62 亿美元总投资额。聚变产业链设备主要聚焦于托卡马克，上游零部件包括磁体、包层模块和偏滤器等。 投资建议：可控核聚变近年技术持续突破，产业链进入快速发展时期，未来的发展前景广阔。托卡马克零部件的制造壁垒较高，在当前阶段具备托卡马克零部件制造能力和已收获订单的公司有望在未来具备较强的竞争优势。建议关注联创光电、安泰科技、永鼎股份、合锻智能。 风险因素：产业投资放缓风险、可控核聚变技术发展不及预期风险、交付节奏不及预期风险。 请阅读最后一页免责声明及信息披露 http://www.cindasc.com 3 目 录 行业核心聚焦 ..................................................................................................................... 5 一、核聚变是人类终极清洁能源，未来发展前景广阔 ........................................................ 6 1.1核聚变原理 ...................................................................................................... 6 1.2核聚变具备资源丰富和安全可靠的优势 ........................................................... 6 1.3核聚变发电将要求可控和自持.......................................................................... 7 二、核聚变技术以托卡马克为主，其他多种技术持续探索 ................................................. 8 三、国际可控核聚变加速推进，中国可控核聚变发展进入新时期 ..................................... 11 3.1 多国合作推进ITER 项目，将建成世界最大托卡马克装置 ............................. 11 3.1.1 ITER是一个国际合作的托卡马克实验项目 .................................................. 11 3.1.2 ITER设立两阶段目标，探索可控聚变发电可能性 ....................................... 11 3.1.3 ITER建设为全球分工，中国承制多类零部件 ............................................. 12 3.1.4 ITER成本中磁体最高，目前已进入实质建设阶段 ...................................... 13 3.2 美国：NIF实现能量净增益 ........................................................................... 14 3.3欧洲：JET氚氚聚变实验产生等离子体，升级辅助ITER .............................. 15 3.4日本：JT-60SA成功产生等离子体 ................................................................ 16 3.5 中国：可控核聚变发展目标明确，政府投资和民间投资共同繁荣 ................. 16 四、产业链投资额明显增长，业内公司将进入大发展时期 ............................................... 22 4.1 产业链投资额近年明显提高，业内公司态度乐观 .......................................... 22 4.2 磁体、包层模块和偏滤器托卡马克的重要组成部件 ...................................... 23 4.3 相关公司 ....................................................................................................... 26 4.3.1联创光电：磁体为托卡马克关键设备，高温超导多应用场景处于突破前夕 . 26 4.3.2安泰科技：ITER偏滤器全钨复合部件、钨铜复合部件供应商 .................... 26 4.3.3永鼎股份：光通信主业平稳经营，高温超导带材供应商 ............................. 27 4.3.4合锻智能：高端成形机床与智能分选设备双主业发展，研制可控聚变真空室28 四、风险因素 ................................................................................................................... 28 图 表 目 录 图表1：核聚变电厂示意图 ..................................................................................................... 6 图表2：实现核聚变反应的三要素 .......................................................................................... 7 图表3：氚循环原理示意图 ..................................................................................................... 8 图表4：聚变堆基本机构剖面图 .............................................................................................. 8 图表5：惯性约束装置示意图 ................................................................................................. 8 图表6：托卡马克装置示意图 ................................................................................................. 9 图表7：仿星器示意图 .......................................................................................................... 10 图表8：场反转结构示意图 ................................................................................................... 10 图表9：ITER装置图 ............................................................................................................ 11 图表10：ITER现场准备工作 .....................................
