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机械设备行业:可控核聚变产业数据跟踪(一):优先布局磁体系统供应商,把握CFEDR中长期机遇

机械设备2025-09-28爱建证券喜***
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机械设备行业:可控核聚变产业数据跟踪(一):优先布局磁体系统供应商,把握CFEDR中长期机遇

优先布局磁体系统供应商,把握CFEDR中长期机遇——可控核聚变产业数据跟踪(一) 证券分析师:王凯S0820524120002021-32229888-25522wangkai526@ajzq.com 核心摘要:优先布局磁体系统供应商,把握CFEDR中长期机遇 我们统计了2025年初至9月1日中科院等离子体物理研究所和安徽聚变新能有限公司所有可控核聚变招中标项目数据。 n从产业链环节看,资金投入高度分化。磁体、电源、超导带材等环节单体金额大、技术壁垒较高,是核聚变产业核心价值区;真空室、包层第一壁及其他附属设备则以批量化、分散化招标为主。从预算额看,磁体系统(2.87亿元,占总投资额42.34%)占比最高,是核聚变装置资金投入核心。整体上,资金集中于核心约束与供能环节,而包层、真空等能量回收与运行保障系统则更具“长周期、持续化”的订单释放特征。 n从招标节奏看,订单集中释放在工程建设的中段(约20%–50%进度),此阶段以设备安装和子系统集成为主,核心涉及磁体系统、真空室和电源系统。磁体系统投资额大、周期长,从导体制造到线圈交付再到低温集成,往往在中段形成设备安装与部件采购的峰值;从市场空间看,后续看点在CFEDR工程招标推进(我们判断CFEDR投资额在1200亿元量级,对应设备额720亿元,预计在2030–2033年产业链有望释放显著增量价值空间)。当前CFEDR仍处于预研与示范工程阶段,核心环节的市场份额尚未完全固化,国内厂商在磁体、电源、真空等高价值领域仍存在较大不确定性。 n投资建议:结合预算分布与工程进度,我们认为当下核聚变产业链的投资机会主要有两条逻辑:①业绩兑现节奏明确,可见度较高的环节:磁体系统累计预算额达3.7亿元,电源系统累计预算额超过1亿元,单项金额大、兑现周期长,为相关厂商提供了较强业绩锁定性。建议关注在磁体与电源环节具备竞争优势的【西部超导】【英杰电气】【上海超导(未上市)】。②在BEST阶段已形成良好验证和客户对接的厂商,有望在CFEDR预研与后续建设中延续优势。随着BEST主机总装启动,相关环节已进入实质施工(杜瓦底座工装完成,基准靶座通过测试并将开展安装),具备技术积累的厂商有望在核聚变产业持续受益,建议关注【合锻智能】【国机重装】【久立特材】。 n风险提示:技术验证不确定性,产业化进度与商业化落地不及预期,资金投入与财政支持收紧风险。 目录 1立足当下核聚变产业进度,后续有两条投资逻辑 2国内聚变产业进入工程化探索期,CFEDR仍处项目初期 3核聚变装置磁体系统价值占比高,超导带材为成本核心 4CFEDR预研推进,反应堆关键组件供应商有望受益 1.立足当下核聚变产业进度,后续有两条投资逻辑 1.1可控核聚变:“人造太阳”,解决人类能源和碳排放的终极方案 可控核聚变是人类在地球上重现太阳能量产生机制的前沿探索,其核心是让氘、氚等氢同位素在极端高温高压条件下发生聚变反应,并通过工程手段实现过程的安全与可控。相比化学反应,单次聚变释放的能量高出百万至千万倍,具备远超燃烧的功率密度。若技术实现并产业化,将提供几乎无限的清洁能源,有望成为全球能源结构与碳减排难题的终极路径。 全球可控核聚变产业目前主要采用磁约束,而托卡马克是目前研究最为广泛的磁约束聚变装置。托卡马克装置主要由磁体系统、真空室、包层系统、偏滤器和其他辅助设施组成。磁体系统是托卡马克装置最核心的部件,主要由纵场线圈(TF线圈)、极向场线圈(PF线圈)、中心螺线管线圈(CS线圈)和矫正场线圈(CC线圈)组成,磁体系统产生的磁场与环向等离子体电流产生的极向磁场叠加形成螺旋形磁场,从而实现对高温等离子体的约束。 资料来源:《EAST超导托卡马克》万宝年、徐国盛,爱建证券研究所 资料来源:《超导磁体在磁约束托卡马克中的应用与展望》秦经刚等,爱建证券研究所 1.2可控核聚变装置八大系统贯穿发电全链条 聚变装置的能量转化过程是一个高度系统化的链条:首先,通过等离子体加热系统将氘氚燃料加热至上亿度,形成可发生聚变反应的高温等离子体。在磁体系统与真空系统的共同作用下,等离子体被稳定约束于真空腔体内部,维持持续反应。聚变过程中释放的高能中子轰击包层,包层不仅实现氚增殖和燃料循环,同时将中子能量转化为热能,并通过冷却剂导出。随后,热交换机将这一部分热能传递至二回路,驱动汽轮发电机组运行,最终实现电能输出并并网输送。在这一流程中,低温系统确保超导磁体的长期稳定运行,电源与控制系统实现对各环节的精确调节与保护,诊断与CODAC信息化平台则提供实时监测和数据支撑,共同构成聚变能量从反应到电力输出的完整闭环。 1.3中国可控核聚变演进路径清晰,价值量逐级放大 我国可控核聚变已形成清晰的梯次演进:EAST→BEST→CRAFT→CFEDR,对应“物理验证—发电演示—工程验证—示范堆”。EAST确立了聚变发电的物理可行性,BEST将完成首次发电演示,CRAFT侧重关键部件与系统的工程化验证,最终由CFEDR实现氚增殖与大功率稳定运行。国内聚变产业链正实验装置驱动逐步过渡到工程化项目驱动。在国内聚变装置中,EAST属于典型实验堆,侧重等离子体物理研究;CRAFT和BEST是系统或部件级实验平台,前者验证磁体、电源等关键系统,预计2025年底全面建成,后者聚焦主机部件工程化,本质是实验验证;而CFEDR定位为工程堆,目标是在工程层面实现聚变能量稳定输出,是从科研走向应用的关键节点。 资料来源:PEAKNANO,Nuclear Engineering,中国科学院,中国日报,中国科学院等离子体物理研究所,聚变产业联合会,人民日报,安徽日报,爱建证券研究所 1.4核聚变千亿美元市场:长产业链布局,各部件环节分工明确 n根据Precedence Research,全球核聚变产业将保持稳健扩张,到2040年市场规模有望达到约8434.6亿美元,2030至2040年间复合增速约6%,该领域在商业化落地后具备长期成长性。中国市场增长势头更为积极,预计到2040年规模将达到约536.8亿美元,CAGR达6.4%,增速略高于全球水平。 n核聚变产业链可分为上游的原材料、中游的设备以及下游核聚变项目三个部分。上游原材料包括超导带材、第一壁材料、特种钢材合金材料等;中游为超导磁体、第一壁、偏滤器、真空室其他部件、电源系统等各类设备;下游主要为EAST、BEST等国家主导项目和民营企业。图表:中国核聚变产业链及对应主要公司 1.5 BEST、CFEDR工程招标仍有空间,其他项目看点在组件更新优化环节 n我们判断BEST和CFEDR仍有较大招标空间,其他项目已进入组件更新优化阶段。EAST已进入成熟阶段,核心部件招标基本完备,后续仅为组件更新优化;BEST处于中期建设,磁体、真空室及偏滤器等关键部件招标均正在进行,预计2026年底完成交付;CFEDR仍在预研阶段,我们预计2027年-2029年进入集中招标期;CRAFT作为实验平台,部分设备已完成招标,正推进磁体、电源及测试诊断相关系统。 1.6我们判断CFEDR投资额在1200亿元量级,对应设备额720亿元 我们判断CFEDR总投资额在1200亿元量级。依据聚变汇公众号,BEST的聚变功率区间为50–200 MW,投资额约150亿元。我们在测算中保守取125 MW/150亿元作为基准。根据可控核聚变公众号,CFEDR规划分两阶段推进:一期目标200 MW,二期提升至1 GW以上。在该假设下,等比例线性放大对应投资额在1200亿元左右。参考ISSUES对ITER成本结构的口径:约60%用于核心设备和组件。由此推算,CFEDR的设备投资规模约720亿元。 1.7建议关注公司在核聚变产业进展 结合预算分布与工程进度,我们认为当下核聚变产业链的投资机会主要有两条逻辑:①业绩兑现节奏明确,可见度较高的环节,建议关注在磁体与电源环节具备竞争优势的【西部超导】【英杰电气】【上海超导(未上市)】。②在BEST阶段已形成良好验证和客户对接的厂商,有望在CFEDR预研与后续建设中延续优势。随着BEST主机总装启动,相关环节已进入实质施工,具备技术积累的厂商有望在核聚变产业持续受益,建议关注【合锻智能】【国机重装】【久立特材】。 2.国内核聚变产业进入工程化探索期,CFEDR仍处项目初期 2.1中国核聚变产业处于工程化探索期,关键部件与维保环节持续受益 仍处项目早期:CFEDR:处于预研与筹备阶段,预计2026年启动超导带材、磁体、真空室等核心招标。 n处于工程建设中后期:①BEST:进入中期建设期,其中磁体、真空室、偏滤器等关键部件已开标,2025–26H1迎来订单集中释放,我们预计BEST在2026年底完成交付。②CRAFT:2025年订单将集中在真空室、总体安装平台及系统集成环节。近期中心螺管测试、“赤霄”装置运行及1/8真空室验收完成,项目已进入密集落地期。③EAST:核心部件升级与高频耗材需求稳定,维保企业将持续获得订单流。 2.2中国核聚变项目进度各异,2025年主要看点在BEST招标 BEST进入关键部件集中建设期,EAST维持长期升级运行,CRAFT与ITER仍以研发验证为主。我们统计了2025年初至9月1日中科院等离子体物理研究所和安徽聚变新能有限公司所有可控核聚变招中标项目数据。BEST以3.86亿元的预算和34个项目量位居当下招标预算额首位,关键部件集中招标拉动整体投资需求;EAST预算0.73亿元、项目数17个,已处于长期运行升级阶段;CRAFT与ITER的预算相对较小(分别为0.21亿元/0.17亿元),项目数量有限(7个/4个),更多为研发与验证平台。 投资层面,我们判断在2025年关键部件制造与装置集成企业将直接受益于BEST的集中招标。2025年关键部件制造与装置集成企业将直接受益于BEST的集中招标;耗材、升级与服务类企业依托EAST的长期运行可获得持续订单流;核心零部件与系统验证供应商可借CRAFT与ITER率先进入技术门槛高的环节,形成先发积累,为后续更大规模的CFEDR放量打基础。 3.核聚变装置磁体系统价值占比高,超导带材为成本核心 3.1分系统看:磁体系统资金占比高,超导带材为核心 磁体系统兼具高金额与高市场集中度双重属性,业绩贡献率高,是聚变产业确定性较强的环节。一方面,其涵盖导体制造、线圈集成等多个子环节,需分阶段推进招标,凭借项目密度优势以42.34%的投资额占比成为最大资金流向领域;另一方面,该系统技术壁垒极高,涉及复杂的制造工艺,市场格局相对集中。 进一步拆解成本结构可以发现,磁体系统的核心价值实际上集中在超导带材。据《ITER Project Cost Estimate》,超导带材在磁体系统中约占47%的成本,其原因在于:第一,带材制造工艺复杂,涉及高难度的冶金与涂层工艺(如Nb₃Sn、REBCO二代高温超导带材);第二,单个装置对带材需求量巨大,往往达到数百至上千公里;第三,原材料(如铌、稀土)价格昂贵,且加工良率直接决定单位成本。 3.2磁体系统是托卡马克装置最核心部件 n托卡马克装置主要由磁体系统、真空室、包层系统、偏滤器和其他辅助设施组成。磁体系统主要由环向线圈(TF线圈)、极向场线圈(PF线圈)、欧姆加热线圈(OH线圈)、磁感线(FL)和矫正场线圈(CC线圈)组成,磁体系统产生的磁场与环向等离子体电流产生的极向磁场叠加形成螺旋形磁场,从而实现对高温等离子体的约束。 资料来源:《磁约束核聚变托卡马克装置研究进展与展望》钟武律,爱建证券研究所 资料来源:《超导磁体技术与磁约束核聚变》王腾,爱建证券研究所 4. CFEDR预研推进,反应堆关键组件供应商有望受益 4.1国内聚变产业进入工程化探索期,CFEDR仍处设备需求初期 n随着BEST主要部件交付完成,我们判断CFEDR有望加速进入设备招标与安装启动期,其招标占比预计将持续提升。截至2025年9月,可控核聚变相关项目累计招标83项。其中BEST