能源转型：可控核聚变发展加速，助力能源转型

目录1.为什么现在关注核聚变？2.国内外核聚变行业进展及格局如何？3.如何展望行业后续节奏？4.核聚变板块投资机会梳理附录：可控核聚变介绍 1.1短期有进展：国内外聚变项目招标/融资密集落地，商业/技术进展加快1.2中期有加速：AI/高端材料等技术创新的带动下，聚变输出功率提升超预期1.3重要性提升：全球竞赛的重要一环，能源转型的重要导向2.1国内：科研院所引领，商业公司跟进2.2国外：美国公司数量领先/技术多元，最早在2028实现聚变能源商业化3.1后续展望：核聚变商业化发电时间在2030年代、落地场景多样、存在供给侧约束问题4.1核聚变制造端产业链解析 为什么现在关注核聚变？ 1.1国内外核聚变项目的近期进展 国内聚变项目开工/招标/技术进展加速“BEST”工程总装启动（2025.5.1）•根据合肥政府网，2025年5月1日，紧凑型聚变能实验装置（BEST）工程总装启动仪式举行，此次总装工作比原计划进度提前了两个月。总装工作是BEST装置建造过程中最关键的环节之一，要将包括超导磁体系统、磁体馈线系统、杜瓦、冷屏、包层以及偏滤器等在内的聚变堆“心脏”部件精确安装至主机基坑内。BEST总装的开始，意味着BEST聚变堆各个系统部件已经具备了投入使用的条件，聚变堆建设进入到了全面攻关阶段，力争在2027年完成全部建设。项目开工建设1项目招标2①“BEST”项目陆续招标启动（2025.3）•根据中科院等离子所官网招标信息显示，BEST相关的产品招标分别为：BEST CS磁体LTS Module实验线圈制造招标公告（430万，2025.5.12）BEST CS线圈绕制生产线招标公告（500万，2025.3.25）、BEST CS LTS线圈匝间绝缘自动包绕设备招标公告（500万，2025.3.21）、BEST真空室过压保护系统泄压罐招标公告（465万，2024.3.6）。②“星火一号”项目陆续招标启动（2024.11）•根据招标网站，“星火一号”项目相关招标包括：中核二三系统事业部超导线圈研制与测试服务分包第三次采购公告（2024.11.27，联创光电中标）。中国核工业二三建设有限公司星火一号总承包项目部（2025.5.29成立）。③中国聚变能源有限公司招标•根据招标网站，中国聚变能源有限公司2025年5月发布竞争性谈判采购公告，采购项目名称为中国聚变能源有限公司重大活动服务项目。中国聚变能源有限公司上海聚变科学研究中心建设工程方案设计项目进入公开招标阶段。 国内聚变项目开工/招标/技术进展加速技术突破3“玄龙-50U”装置的关键工程技术指标再突破（2025年5月）•根据北极星电力网，2025年5月，新奥“玄龙-50U”实验装置再获关键工程技术突破：环向场（TF）线圈成功实现150kA电流、平顶1.6s的稳定通流，对应装置大半径0.6米处的磁场强度达1.2T，同步验证了磁体线圈达到工程满负荷运行参数。标志“玄龙-50U”装置的所有工程设计指标全部实现。“中国环流三号”聚变三乘积创新高，达到10的20次方量级（2025年5月）•根据央视新闻，2025年5月，环流三号实验装置同时实现等离子体电流100万安培、离子温度1亿度、高约束模式运行，综合参数聚变三乘积达到10的20次方量级。是继今年3月实现离子温度、电子温度均突破1亿度之后，中国聚变研究实现的又一重要里程碑。 国外聚变项目商业化/技术进展加速美国核聚变领先企业TAE Technologies完成1.5亿美元融资（2025年6月2日）•美国核聚变领先企业TAE Technologies（简称“TAE”）宣布其在最新一轮融资中筹集了超过1.5亿美元的资金，超额完成本轮初始融资目标，公司累计融资规模达到13.5亿美元。老股东Chevron（石油巨头雪佛龙）、Google（谷歌）和NEA等机构也参与投资。谷歌不仅为TAE提供资金，谷歌工程师驻场TAE设施，共同开发先进的等离子体重构算法。投资/融资日本宣布向国内三大核聚变科研机构追加100亿日元投资，目标在2030年代实现商业化（2025年5月）•日本文部科学省和内阁府宣布计划向国内三大核聚变研究机构投入100亿日元（约合6900万美元），这三家机构涵盖了托卡马克、仿星器与激光聚变三条技术线路：托卡马克技术路线代表—QST（日本量子科学技术研究开发机构）、仿星器技术路线代表—NIFS（日本国立核融合科学研究所）、激光聚变技术路线代表—ILE（大阪大学激光工程研究所）。1英国政府计划未来五年内向核聚变领域投资25亿英镑，用以推进原型电厂——STEP计划（2025年6月）•英国政府也在进行创纪录的聚变能研发投资，5年内投资超过25亿英镑，包括推进位于诺丁汉郡的聚变厂STEP计划（用于能源生产的球形托卡马克），创造数千个新工作岗位，释放清洁能源。 1.2技术创新或将持续推动核聚变行业进展超预期 创新的磁场结构创新的磁场结构（如球形托卡马克）可以获得更好的约束性能，即可以更加高效地利用磁场的约束能力，使得聚变堆在更小的体积内有可能获得相当的聚变功率输出创新的磁场结构 约束性能x磁场强度x尺寸→聚变功率球形托卡马克托卡马克仿星器 高温超导带材的应用高温超导的性能远超传统超导，这意味着更细的导体可以带更高的电流，从而提升聚变输出功率•高温超导体现出来的性能远超过传统超导，特别是在电流密度、临界磁场以及耐辐照性能方面，高温超导表现出明显优势，有些性能甚至超过传统超导2-3个数量级。•这意味着可以用更细的导体携带更高的电流，从而产生更强的磁场，磁场提高后可以明显提高聚变输出功率。这样也可以以更加紧凑的尺寸获得相当的聚变输出功率。约束性能x磁场强度x尺寸→聚变功率 高温超导的突破 AI/超级计算机的发展助推核聚变技术突破AI/超级计算机通过分析实验和模拟数据，实现对等离子体行为的实时预测和控制。显著减少研发过程中的试错次数，节省大量的时间和资源1.提升等离子体控制方法•物理过程的精确刻画：核聚变等离子体涉及复杂的物理现象，如湍流、磁流体动力学（MHD）不稳定性、高能粒子输运等。超级计算机借助高保真模拟，能够精确描述等离子体的温度、密度、速度场等参数的时空演化，为深入理解等离子体物理机制提供关键依据。•磁场配置优化：在托卡马克和仿星器装置中，磁场配置对等离子体的约束和稳定性起着决定性作用。通过大规模数值模拟，超级计算机可以评估不同磁场配置方案的优劣，寻找能够实现高约束模式、降低等离子体不稳定性风险的最优设计。2.提升材料筛选效率•极端条件下的材料性能预测：核聚变反应堆内部环境极端严苛，材料需承受高温、高能中子辐照和强烈的电磁力。超级计算机通过模拟材料在这些极端条件下的微观结构演变和性能变化，提前预测材料的使用寿命和可靠性。•高通量材料筛选：借助高通量计算方法，超级计算机能够快速筛选出具有潜在应用价值的候选材料。通过建立材料基因库，结合机器学习算法，实现对材料性能的快速评估和优化，加速核聚变材料的研发进程。AI/超级计算机在核聚变科研方面有三大作用：模拟等离子体行为（等离子体涉及的物理过程的精确刻画）、优化核聚变反应堆设计（磁场配置优化、部件设计优化）、材料研发支持（高通量材料筛选） 1.3重要性提升：全球竞赛的重要一环，能源转型的重要导向 全球核聚变竞赛开启美国和中国是全球核聚变投资最大的两个国家，近两年中国对聚变的投资速度快于美国资料来源：Fusion Energy Base, FIA《The global fusion industry in 2024》，华安证券研究所2024年中国核聚变投资加速，总投资仅次于美国•截至2024年10月25日，美国累计对核聚变投资金额56.3亿美元（约405亿人民币），中国累计投资金额24.9亿美元（约179亿人民币），加拿大、英国、德国、日本等分别投入3.2亿、2.0亿、1.4亿、1.1亿美元。预计2025年中国对核聚变投资再提升。•从核聚变商业化公司分布来看，截至2024年，美国本土有25家聚变公司，中国地区仅3家。 全球核聚变公司分布（截至2024年） 能源转型的重要导向：核聚变是满足全球能源需求的可持续途径核聚变能源具有高能量密度、零碳、高稳定性电源、安全等其他能源不具备的明显优势资料来源：《Fusion energy: a sustainable pathway to meeting future global energy demands》, 2025；华安证券研究所•国际能源署（IEA）预测，到2040年，全球能源使用量将增加30%。化石燃料的消耗，主要能源是煤炭、石油和天然气的燃烧，占世界二氧化碳排放量的70%，为了实现全球能源和气候目标，尤其是《巴黎协定》中规定的1.5℃目标，向低碳和可再生能源的转变非常重要。•从能源的稳定性来看：太阳能、风能和水能作为可再生能源领域的关键组成部分正在迅速扩张。然而，它们面临着扩展的阻碍，包括间歇可用性和地理限制。此外，虽然风能和太阳能的来源是可持续的，但它们固有的不可预测性阻碍了它们在许多地方作为主要能源的能力。•从能源的能量密度来看：聚变技术可以比化石燃料和可再生能源节省更多的能源。1克氘-氚燃料可以产生相当于10吨煤的能量。 能源转型的重要导向：核聚变是满足全球能源需求的可持续途径电力系统中核聚变部署的规模，在很大程度上取决于其他低碳技术的可用性和成本，以及未来碳排放的限制程度资料来源：《The Role Of Fusion Energy In A Decarbonized Electricity System》, MIT；华安证券研究所根据MIT的研究，在《巴黎协定》设定的1.5℃长期气候目标假设下（本世纪全球平均气温较工业化时期上升的幅度，努力控制在1.5摄氏度之内），2100年全球电力系统中，核聚变的渗透率在10%-约50%不等（基于不同核聚变发电建设成本假设）。（备注：报告认为2035年核聚变建设成本为11000美元/kw，2021年核裂变为7030美元/kw）在1.5℃气候目标假设下，不同核聚变发电成本下全球电力系统中核聚变渗透率 国内外核聚变行业进展及格局如何？ 2.1国内核聚变项目主要参与者 中国核聚变项目的主要参与者国内核聚变项目的建设方主要包括科研院所，以及致力于聚变技术商业化、产业化的公司中科院中科院等离子体物理研究所CRAFTHT-6BHT-6MHT-7BESTEAST核工业西南物理研究院环流一号环流二号环流三号中核系建成时间1984年2002年2020年资料来源：中科院等离子体物理研究所官网，核工业西南物理研究院官网，华安证券研究所建成时间2027年E2006年2025年E科研院所 聚变新能（安徽）“中科院系”成果转化平台致力于聚变技术商业化产业化的公司先觉聚能（四川）国光电气+科研院所或将布局混合堆江西聚变新能联创光电+科研院所“星火一号”混合堆将建新奥科技（新奥能源研究院）隶属新奥集团“和龙-2”将建能量奇点创业公司工程样机“洪荒170”将建星环聚能创业公司清华系CTRFR-1将建上海未来聚变能源国企上海国资实控中国聚变能源中核集团牵头成立0102030405060708商业化公司瀚海聚能、星能玄光等…… 中国核聚变项目的主要参与者国内核聚变项目的建设方主要包括科研院所，以及致力于聚变技术商业化、产业化的公司聚变新能（安徽）“中科院系”成果转化平台BEST•成立于2023年5月•由安徽省、合肥市和社会资本共同发起组建。•公司是中国科学院合肥物质院（等离子体物理研究所）磁约束核聚变领域的成果转化平台。•公司是BEST项目的直接建设单位，负责项目整体规划、资金筹措及工程管理。•2025年5月1日，BEST工程总装启动01先觉聚能（四川）国光电气+科研院所布局混合堆02致力于聚变技术商业化、产业化的公司资料来源：企查查，华安证券研究所•成立于2025年3月•由国光电气与天府创新能源研究院等股东共同出资成立。•公司定位为支撑天府创新能源研究院发展的市场化机构。•标志着国光电气在聚变裂变