核聚变专题 – 系列研究深度精选电话会议-20250908中泰机械20250908

全文摘要 可控核聚变深度分析：终极能源赛道加速落地，产业链核心环节迎来投资机遇 可控核聚变作为“人类终极能源”，具备能量密度大、燃料来源丰富、安全环保等核心优势，已成为中美等大国博弈的战略核心领域。2024年全球核聚变投资规模达71亿美元，技术指标与工程进展持续突破，商业化发电预期从2050年提前至2035年。本文将解析可控核聚变的技术路线、发展进展及产业链投资机会，挖掘具备核心竞争力的标的。 一、战略意义：终极能源属性凸显，大国博弈核心赛道 （一）核聚变的核心优势 相较于传统能源及核裂变，核聚变在安全性、环保性、资源可持续性上具备不可替代的优势，是支撑未来工业制造、AGI发展及星际探索的理想能源形式。 （二）全球竞争格局：中美主导，路线分化 1.美国：私企主导，路线多元化——以CFS（托卡马克）、HelionEnergy（FRC直线型）为代表，凭借资本灵活度布局新兴技术路线，2024年CFS与谷歌签署200兆瓦供电协议，预计2030年实现商业化发电。 2.中国：国家队主导，主攻托卡马克——以中科院EAST、环流三号为核心，采用“三步走”战略，2030年前实现实验堆发电，2050年前建成商业堆，同时鼓励民企参与新兴路线（如汉海聚能、阿里聚变）。 3.其他国家：欧盟（ITER项目）、日本（JT-60SA）等跟进，但投入规模与进展落后于中美。 二、技术路线：托卡马克为主流，FRC成潜在颠覆者 可控核聚变技术路线按约束方式可分为磁约束与惯性约束，当前产业聚焦磁约束路线，其中托卡马克为成熟主流，FRC（场反向构型）因低成本、快迭代成为新兴热点。 （一）托卡马克：技术成熟，商业化先行 1.原理：通过环形超导磁体约束高温等离子体（上亿度），实现氘氚聚变反应，是目前研究最深入、工程化程度最高的路线。 2.核心优势：技术成熟度高，全球已有EAST、ITER等大型装置验证可行性；3.发展瓶颈：装置体积大、成本高（低温超导方案单堆成本超百亿元），需突破高温超导技术以降本。 4.关键指标： 1.点火条件：劳森判据（温度×密度×约束时间）需达到1.2×10²²K・s/m³； 2.净能量输出（Q值）：商业化需Q＞10（工程Q＞1），目前最高纪录为美国NIF的Q=1.5（惯性约束）。 （二）FRC（场反向构型）：低成本快迭代，潜力巨大 1.原理：通过直线型装置产生反向磁场约束等离子体，结构简单、成本低； 2.核心优势：建设成本仅为托卡马克的1/10，能量捕获效率高（Q＞3即可商业化），迭代速度快（HelionEnergy预计2028年实现商业化发电）； 3.技术瓶颈：约束时间较短，长期稳态运行能力待验证； 4.产业进展：美国HelionEnergy已启动全球首座FRC聚变电厂建设，谷歌投资加持，2028年目标发电200兆瓦。 （三）技术路线对比与趋势 趋势判断：短期（2025-2030年）托卡马克主导实验堆建设，长期（2030年后）高温超导托卡马克与FRC路线并存，共同推动商业化落地。 三、发展进展：全球加速突破，国内项目密集落地 （一）全球进展：技术指标与工程进展双突破 1.技术指标： 1.中国EAST实现1.2亿度等离子体运行1056秒，刷新世界纪录；2.美国CFS的SPARC装置预计2025年实现Q=1.5；3.美国Helion Energy的FRC装置实现等离子体约束时间突破1秒。 2.工程进展： 1.美国CFS与谷歌签署全球首个200兆瓦核聚变供电协议，2030年交付；2.美国HelionEnergy首座FRC聚变电厂开工，2028年发电；3.欧盟ITER项目完成磁体安装，2025年启动首次等离子体实验。 （二）国内进展：国家队主导，项目密集招标 国内可控核聚变以“国家队+地方政府”为主导，托卡马克路线项目进入密集招标期，商业化进程超预期。 核心催化：2025年下半年星火一号、环流三号M等项目将启动核心设备招标，成为产业链业绩释放的关键节点。 四、产业链分析：核心环节价值凸显，龙头企业受益明确可控核聚变产业链分为上游材料、中游核心设备、下游应用三大环节，当前聚焦中游核心设备与上游关键材料，具备技术壁垒与先发优势的企业将率先受益。 （一）上游材料：高温超导带材为核心 1.高温超导带材： 1.作用：制造超导磁体，是托卡马克与FRC装置的核心材料；2.技术壁垒：制备工艺复杂，良率提升难度大；3.市场格局：国内以精达股份（上海超导）、永鼎股份为主，全球市场份额超60%；4.需求测算：单座高温超导托卡马克需带材2万公里，2025-2030年国内需求超10万公里，市场规模超200亿元。 2.其他材料： 1.钨铜复合材料（面向等离子体部件）：安泰科技领先；2.锂铅包层材料（氚增殖）：中国原子能科学研究院主导研发。 （二）中游核心设备：磁体、电源、真空室为关键 1.超导磁体系统： 1.价值占比：托卡马克装置中占30%-50%（高温超导路线占比更高）；2.核心企业：联创光电（星火一号链主，高温超导磁体龙头）、国光电气（先进智能控股，磁体系统集成）。 2.电源系统： 1.作用：等离子体加热、磁场约束，FRC装置中价值占比超50%；2.核心企业：盛弘股份（大功率电源设备）、通合科技（特种电源）。 3.面向等离子体部件： 1.作用：保护壁、偏滤器，负责热能转换与产物排放；2.核心企业：中核科技（真空室）、久立特材（耐高温合金部件）。 4.真空系统： 1.作用：提供聚变反应所需的真空环境； 2.核心企业：汉钟精机（真空泵）、鲍斯股份（真空系统集成）。 （三）下游应用：发电、工业供热为主要方向 1.核聚变电站：2035年后逐步商业化，预计2050年全球装机容量超10亿千瓦； 2.工业供热：用于钢铁、化工等高温工业场景，替代化石燃料； 3.星际探索：为深空探测提供高效能源，长期潜力巨大。 五、投资逻辑与重点标的 （一）投资逻辑：三大主线把握机遇 1.链主企业：主导大型聚变项目，具备技术话语权与订单先发优势；2.核心材料：高温超导带材等关键材料供不应求，技术壁垒高；3.通用设备：电源、真空系统等在托卡马克与FRC路线中均有应用，需求确定性强。 （二）重点标的梳理 （三）风险提示 1.技术失败风险：核聚变反应条件苛刻，若关键指标（如Q值）无法突破，可能导致项目延期； 2.成本超预期风险：装置建设成本若大幅超预期，可能延缓商业化进程； 3.政策支持不及预期：若各国投入力度下降，可能影响产业发展速度； 4.技术路线替代风险：FRC等新兴路线若快速突破，可能对传统托卡马克产业链造成冲击。 六、结论与投资建议 可控核聚变已从“科学幻想”进入“工程化落地”阶段，中美主导的全球竞争加速技术突破，国内项目密集招标为产业链带来确定性机遇。短期看，托卡马克路线的链主企业与核心材料供应商将率先受益；长期看，FRC路线的通用设备企业具备更大弹性。当前板块处于主题投资向价值投资过渡阶段，建议重点布局具备技术壁垒与订单先发优势的龙头企业。 投资建议 核心推荐：联创光电（星火一号链主，高温超导磁体龙头）、精达股份（高温超导带材龙头，供需缺口大）； 重点关注：盛弘股份（电源系统通用标的）、安泰科技（面向等离子体材料龙头）； 评级：行业整体给予“强烈推荐”评级，建议长期持有核心标的，把握项目招标催化带来的短期机会。