电力设备及新能源行业深度研究：核聚变系列（04）-太阳能量的地球复刻，产业化进程有望加速

太阳能量的地球复刻，产业化进程有望加速 2025年09月29日 ➢核聚变：人类能源问题的终极解决方案。可控核聚变是指在受控环境下，通过科学技术手段模拟太阳的核聚变原理产生能量，其核心在于使氢的同位素氘和氚结合释放能量，因此成为大众口中的“人造太阳”。实现核聚变反应，需要同时满足三个条件：足够高的温度（T）、一定的密度（n）和一定的能量约束时间（τE），三者的乘积称为聚变三乘积。近年来，中国可控核聚变逐渐开启了商业化道路，民营企业和民间资本陆续进入聚变能源这条赛道。 推荐 维持评级 ➢核聚变技术路线百花齐放。核聚变的研究，主要沿着磁约束和惯性约束两大途径进行：（1）磁约束：磁约束是利用强磁场对高温等离子体进行约束,通过构造特殊的磁容器,将聚变材料加热至数亿摄氏度并维持一定的等离子体密度,实现聚变。世界上的磁约束聚变装置主要有托卡马克、仿星器、场反位形直线形(FRC)装置三种类型。（2）惯性约束：惯性约束实际上对等离子体不加约束,而是利用粒子的惯性,在它们来不及散开之前就发生聚变反应,以取得足够的能量。惯性约束聚变的主要方式是Z箍缩、激光型。 分析师邓永康执业证书：S0100521100006邮箱：dengyongkang@glms.com.cn分析师许浚哲 执业证书：S0100525030003邮箱：xujunzhe@glms.com.cn ➢核聚变项目梳理：海外典型项目：1）ITER（国际项目）：世界首个全超导托卡马克核聚变实验堆；2）SPARC（美国CFS公司）：世界首个高温超导托卡马克实验堆；3）Orion装置（美国Helion Energy公司）：世界首座核聚变发电厂。我国典型项目：我国核聚变技术主要由两大院所牵头+民营企业共同推进。目前，我国已形成以中核集团核工业西南物理研究院（西物院）和中科院等离子体所（等离子体所）两大科研院所为主，清华大学、中国科学技术大学等高校，及相关民营企业共同参与聚变能开发的格局。1）BEST项目：紧凑型聚变实验装置；2）江西“星火”项目：聚变-裂变混合反应堆；3）成都“先觉”项目：Z-箍缩反应堆；4）上海聚变能项目（中国聚变公司）：磁约束托卡马克。 相关研究 1.电力设备及新能源周报20250928：8月用电量再破万亿，鸿蒙智行多款新车上市-2025/09/282.电力设备及新能源周报20250921：能耗新标改善多晶硅供需格局，藏粤直流工程正式开工-2025/09/213.电力设备及新能源周报20250914：工信部强调光伏行业自律，宁德时代发布神行Pro电池-2025/09/144.电新行业2025年半年报业绩总结：乘势笃行，静待花开-2025/09/105.“驭风”系列报告：风电齿轮箱行业简析-2025/09/09 ➢投资建议：核聚变产业商业化落地提速，建议持续关注核聚变产业催化。建议关注：大功率电子管+真空开关【旭光电子】、电源【英杰电气】【爱科赛博】【新风光】【四创电子】；堆内构件【国光电气】【合锻智能】【安泰科技】【派克新材】【江苏神通】；超导相关【永鼎股份】【联创光电】【西部超导】、电容【王子新材】、IGBT开关【宏微科技】【赛晶科技】等。 ➢风险提示：产业化进度不及预期；政策落地不及预期。 目录 1核聚变：人类能源问题的终极解决方案....................................................................................................................31.1可控核聚变：太阳能量的地球复刻................................................................................................................................................31.2核聚变研究历史悠久，商业化进展有望提速................................................................................................................................81.3核聚变商业化落地节奏...................................................................................................................................................................122核聚变技术路线百花齐放......................................................................................................................................172.1磁约束路线........................................................................................................................................................................................182.2惯性约束............................................................................................................................................................................................263核聚变项目梳理....................................................................................................................................................293.1国际项目梳理....................................................................................................................................................................................293.2国内项目梳理....................................................................................................................................................................................324投资建议..............................................................................................................................................................395风险提示..............................................................................................................................................................40插图目录..................................................................................................................................................................41表格目录..................................................................................................................................................................41 1核聚变：人类能源问题的终极解决方案 1.1可控核聚变：太阳能量的地球复刻 1.1.1核聚变定义 可控核聚变或将成为人类能源问题的终极解决方案。可控核聚变是指在受控环境下，通过科学技术手段模拟太阳的核聚变原理产生能量，其核心在于使氢的同位素氘和氚结合释放能量，因此成为大众口中的“人造太阳”，也是许多科学家眼里的“终极能源”。可控核聚变旨在在地球上创造稳定、可预测且安全的核聚变过程，作为能源的一种途径。 核聚变是两个轻原子核结合形成一个较重原子核，同时释放大量能量的过程。聚变反应发生在一种称为等离子体的物质状态中，等离子体是一种由正离子和自由移动电子组成的热带电气体，具有不同于固体、液体或气体的独特性质。太阳和所有其他恒星都是由这种反应提供动力的。为了在太阳中融合，原子核需要在极高的温度(大约一千万摄氏度)下相互碰撞。高温为它们提供了足够的能量来克服它们之间的电斥力。一旦原子核彼此距离非常近，它们之间的吸引力核力将超过电排斥力并使它们发生聚变。为此，原子核必须被限制在一个小空间内，以增加碰撞的机会。在太阳中，巨大的引力产生的极端压力为聚变创造了条件。 资料来源：现代物理知识杂志公众号，民生证券研究院 1.1.2核聚变原理 根据比结合能曲线图，原子核的比结合能（单位核子的结合能）随原子核质量数的变化呈抛物线形。轻核偏低、重核偏低，随着比结合能越来越高核越来越稳定，因此有两个方向的核反应可以释放能量：1、轻核通过聚变成中等质量核；2、重核 通过裂变成中等质量核。 资料来源：高考物理公众号，民生证券研究院 在极端的温度和压力条件下，轻原子核通过相互碰撞与融合，释放出巨大的能量，驱动着核聚变反应的发生。质量小的原子，在一定条件下(如超高温和高压)，能让核外电子摆脱原子核的束缚，两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，中子虽然质量比较大，但是由于中子不带电，因此也能够在这个碰撞过程中逃离原子核的束缚而释放出来，大量电子和中子的释放所表现出来的就是巨大的能量释放。在人工实现的可控核聚变研究中，常见的聚变反应有： （1）DT(氘-氚聚变)：氘-氚反应是当前可控核聚变研究中最有希望实现的反应，因为它在相对较低的温度下就能发生，且释放的能量相对于其他反应来说非常高。但这种反应产生的中子具有很高的能量，处理这些中子的辐射和材料问题是目前研究的难点之一； （2）DD(氘-氘聚变)：氘-氘反应是最基本的聚变反应之一，产生氦-3和一个中子，或者产生一个氚原子和质子。这种反应相对容易实现，但由于同位素氘的获取相对简单，它是可控核聚变研究中的一个重要反应； （3）pB11(质子-硼11聚变)：这一过程不直接释放中子，因此相比其他聚变反应，比如常见的氘-氚（D-T）聚变，它被认为是一种更为“清洁”的核聚变反应，因为它产生的放射性废物更少。pB11聚变反应对温度和压力的要求极高，远高于氘-氚聚变反应需要的条件； （4）DHe3(氘-氦3聚变)：