电力行业投资策略：可控核聚变技术百花齐放，终极能源梦想照进现实

电力 2025年08月26日 ——行业投资策略 投资评级：看好（维持） 黄懿轩（联系人）huangyixuan1@kysec.cn证书编号：S0790125070014 周磊（分析师）zhoulei1@kysec.cn证书编号：S0790524090002 可控核聚变技术路线多元化发展，公共资金和私营资本踊跃入局 核聚变反应指轻核碰撞融合形成重核并释放大量能量的过程。可控核聚变技术路线百花齐放，磁约束、Z箍缩、FRC等技术路线均迎来重要变化。当前全球在运/在建的核聚变项目主要由公共资金主导，多采用磁约束技术路线；规划中的核聚变项目主要由私营资本主导，技术路线趋于多元化；全球聚变竞赛已拉开帷幕，各国聚变公司融资活动频繁，美国科技巨头谷歌、亚马逊、微软等踊跃入局核聚变公司投资。参考当前国内裂变堆每年10GW级的核准建设节奏，若核聚变电站顺利实现商业化，未来批量建设情景下年投资额或将达数千亿元。 托卡马克装置有望受益于高温超导带材量产率先突破，2030s实现并网发电 相关研究报告 托卡马克装置聚变功率与环形磁场强度的四次方成正比；即理论上，每当环形磁场强度提升1.8倍，装置聚变功率就能够提升一个数量级。低温超导材料NbTi和Nb3Sn分别在10T和20T磁场强度下载流能力大幅下降；而二代高温超导材料REBCO在40T磁场强度下仍保持较强的载流能力。近年来，随着高温超导材料实现工业化量产，采用高温超导方案的装置理论上限大幅提升，新一代聚变公司涌现，CFS、Tokamak Energy、星环聚能、能量奇点等均采取高温超导方案。 《火电商业模式迎来拐点，盈利稳定性 有 望 提 高—行 业 投 资 策 略 》-2025.7.21 《绿电消纳考核范围拓宽，有望持续提升绿电环境溢价—行业投资策略》-2025.7.14 国内Z箍缩混合堆有望加速落地，FRC装置获私营资本青睐 2008年，彭先觉院士提出Z箍缩驱动聚变-裂变混合堆（Z-FFR）；2025年3月，先觉聚能成立，国内Z箍缩混合堆建设有望提速。2008-2020年，Helion团队累计获奖金/融资约0.74亿美元，完成场反位形（FRC）装置原型机的六次迭代，并成功实现1亿度等离子体温度。FRC装置有望成为聚变领域的黑马，私营资本加速布局。2021-2025H1，Helion累计完成9.6亿美元融资，国内瀚海聚能、星能玄光、诺瓦聚变相继成立；2025年8月，诺瓦聚变完成5亿元天使轮融资。 《水电商业模式稳定，低利率时代价值凸显—行业投资策略》-2025.5.31 可控核聚变行业进入快速孵化阶段，有望逐渐迈向商业化阶段 技术进步和资金投入共同推动行业进入快速孵化阶段，建议关注聚变项目资本开支加速带来的上游装备、材料等环节投资机会。受益标的：（1）磁体：西部超导（低温超导线材）、永鼎股份（高温超导带材）、上海超导（高温超导带材）、联创光电（高温超导磁体服务）等；（2）真空室和堆内构件：合锻智能（真空室、第一壁、包层和偏滤器）、国光电气（第一壁、包层和偏滤器）、安泰科技（第一壁、包层和偏滤器）等；（3）电源总成：英杰电气（磁体电源和PSM电源）、爱科赛博（磁体电源和PSM电源）、四创电子（PSM电源）、新风光（磁体电源）、赛晶科技H（脉冲电源）等；（4）微波和电源器件：旭光电子（真空脉冲功率器件等）、国力股份（氢闸流管、回旋管、速调管）、宏微科技（IGBT）、王子新材（电容）等；（5）燃料增殖和循环：国光电气（氚工厂）等；（6）检测设备：皖仪科技（氦检漏、真空检漏）等。 风险提示：商业化进度不及预期、资金投入不及预期、技术路线变化风险。 目录 1、可控核聚变技术路线多元化发展，公共资金和私营资本踊跃入局.....................................................................................51.1、可控核聚变技术路线多样，商业化落地渐行渐近......................................................................................................51.2、全球核聚变竞赛已拉开帷幕，私营资本和科技巨头踊跃入局................................................................................102、托卡马克：受益于高温超导量产，2030s有望并网发电....................................................................................................132.1、基本原理：磁场约束下持续发生的聚变反应，类似燃煤锅炉................................................................................132.2、核心催化：高温超导材料实现工业量产，装置理论上限大幅提升........................................................................142.3、工程进度：国内外重点项目建设有序推进，2030s有望并网发电.........................................................................162.4、主要部件：托卡马克装置总投资额较高，零部件价值量较分散............................................................................182.4.1、磁体系统：托卡马克装置核心，实现等离子体初步加热和约束.................................................................192.4.2、真空室与堆内构件：提供和维护聚变反应环境，并实现燃料增殖.............................................................202.4.3、加热和电源系统：托卡马克装置的心脏，能量输入的核心环节.................................................................213、Z箍缩：先觉聚能成立，Z箍缩混合堆有望加速落地........................................................................................................253.1、Z箍缩：美国Zap Energy力争2030年代初期交付聚变发电模块..........................................................................253.2、Z箍缩聚变-裂变混合堆：先觉聚能成立，项目有望加速落地...............................................................................263.3、主要部件：驱动器在Z箍缩聚变装置中价值量占比约50%...................................................................................284、场反位形：技术路线得到初步验证，私营资本加速布局...................................................................................................304.1、基本原理：磁化靶FRC装置脉冲式发生聚变反应，类似柴油发动机..................................................................304.2、核心催化：Helion初步验证技术路线可行性，FRC获私营资本青睐...................................................................334.3、主要部件：高频脉冲电源价值量占比或超50%.......................................................................................................355、受益标的：重视主流技术路线装置核心环节的投资机会...................................................................................................396、风险提示..................................................................................................................................................................................42 图表目录 图1：核聚变反应中，轻核碰撞融合生成重核并释放能量........................................................................................................5图2：温度、密度、约束时间三者的乘积称为聚变三乘积........................................................................................................5图3：QEng与能量输入输出过程中的电能转换效率ηE、ηelec以及QSci成正比......................................................................8图4：磁约束聚变装置实现Qeng=1大约需要Qsci=6....................................................................................................................8图5：更高的装置效率能够在更低的Qsci实现Qeng=1................................................................................................................8图6：当前在运的聚变装置中，较高的Q值和三乘积记录基本由托卡马克和惯性约束聚变装置实现...............................9图7：SPARC装置和ITER装置分别计划在2028年、2040年前后实现Q=10.......................................................................9图8：四代钠冷快堆使用没有中子减速作用的钠（Sodium）为导热剂.................................................................................10图9：聚变-裂变混合堆整体能量倍增系数M较高