核聚变政策与监管背景
- “十五”规划将核聚变列为国家重点扶持的未来产业,目标未来10年新增相当于再造一个中国高科技产业的经济增长点。
- 新的原子能法将氚从核材料中删除,仅保留铀235、铀233和钚239作为核材料,对核聚变行业形成放松管制的积极影响。
- 核聚变领域建立分级分类监管制度,监管态势更趋放松,区别于传统核电的严格监管。
国内主要核聚变装置进展
- 中核集团:分为四川585所(技术衍生)和上海(与中电公司合作,建设环流4号装置),获科技部十亿级项目支持。
- 环流3改造预计2027年完成,环流4注册资本145亿,目标30年建成,目前总体设计阶段。
- 合肥BEST堆:2027年实现长时放电目标,成立聚变新能公司协同建设,近期招标活动密集。
- 联创星火一号:物理设计由成都585所进行,目前设计中,招标和资金情况暂不明确。
- 融资情况:全球50多家聚变公司融资,CFS已融20亿美元以上;国内星环智能、能量基点等完成多轮融资。
- 地方政府支持:上海科创集团旗下基金围绕聚变做产业链布局,北京引入新药集团布局核聚变。
马斯克观点反驳与产业总结
- 马斯克观点反驳:
- 氚半衰期仅12.3年,反应后产生氦和高能中子,无半衰期数百年的废料。
- 电转化率并非5%,核电站热电转化效率约33%,布雷顿循环可超50%,托卡马克装置无明显理论下限。
- 政策与装置进展总结:
- 国家及地方均支持核聚变,吸引市场投资,中美呈竞争态势(美国天然气成本低,中国依托电网优势)。
- 国内依托环硫酸改造推动环流4进展(十五五期间可见),合肥BES堆进展明显,争取塞得堆落地。
- 国外Helen或CFS计划2028年或2030年签订购电协议,国内一级公司按2030年推进,实控人多为行业院士或大佬。
- 产业投入规模测算:
- BEST堆2025年注册资本145亿,ByteDance至少投90亿,中核募得150亿,星火拟投100亿,一级市场拟投100亿,合计约五六百亿。
- 下一步需关注三五年内千亿级投入的落地情况。
核聚变产业链与供应商
- 合肥BEST堆供应链:
- 核心供应商:西部超导(低温超导磁体)、安泰科技(偏滤器第一壁)、西核超导(绕制)。
- 产业联盟成员:一重、二重、上海电气、西部超导、久立特材等,安徽本地英流股份,合锻智能。
- 中核集团供应链:
- 初始联盟以高校、中字头研究院及央企为主,核心供应商:国光电器(泵阀)、旭光电子(电容)。
- 供应链竞争格局较好,订单相对固定,关注供应商间渗透率提升。
核聚变装置成本测算
- 研发与商用成本分析:
- 合肥BEST堆研发造价约百亿级。
- 10兆瓦商用堆造价约千亿级,远高于三代堆(华龙一号每千瓦造价1.6万元)。
- 全球ITER装置投入超200亿美元仍未成型,中国转向自主研发。
- 成本测算结论:
- 聚变堆成本距商用化仍有较大差距,仍以科研投入思路推进,成本尚未确定。
技术路线与核心部件
- 中核与合肥路线差异:
- 中核环流3采用铜导线,聚焦短脉冲实验;合肥BEST堆为全超导路线,具备1000秒长时放电能力。
- 合肥堆的超导路线更贴近工程化核心思路,被认为更接近商用方向。
- 合肥堆核心部件分析:
- 超导磁体(28%):西部超导(低温)、上海超导(高温,即将申报IPO)。
- 构件(17%):上海电气、合锻智能、航天晨光、英流股份。
- 建筑与真空室(12%):中国核电、上海电气、合锻智能等。
- 电源与辅助系统(14%):埃克赛博、光莆新材、旭光电子等。
- 低温装置与冷却水系统:中科氢能、中科富海、雪人股份。
商业化判断与目标
- 商业化标准与目标:
- 劳森判据简化为Q值:Q>1为点火,Q≥10为真正商用。
- 全球当前最高Q值:托卡马克类1.25,惯性约束Q=4。
- 国内装置目标:
- 合肥BEST等堆型2027年要达到Q≥1,目前全球托卡马克已接近该值,后续向Q≥10推进难度将显著降低。