可控核聚变行业分析报告总结
1. 可控核聚变概述
- 定义与优势：可控核聚变是通过控制核聚变反应释放能量的技术，具有资源无限性、能量密度大、高安全性和清洁性等特点，被视为人类能源的终极解决方案。
- 聚变反应条件：实现聚变需要满足劳逊判据，即高温、高密度和长约束时间三重积的条件。目前最易实现的聚变反应是氘氚（D-T）反应。
- 技术路径：主要分为磁约束聚变和惯性约束聚变两种，其中磁约束聚变被认为是最有希望实现大规模受控核聚变的途径。
2. 磁约束聚变：托卡马克是主流路径，ITER完成多项工程化攻关
- 托卡马克装置：通过超导磁场约束高温等离子体，实现核聚变反应。ITER是目前世界上规模最大的实验性托卡马克聚变反应堆。
- 核心构成与价值量：磁体系统、内部容器件、真空室等环节占比超50%，其中磁体系统是价值量最高的环节。
- 超导磁体系统：正经历低温超导到高温超导的演变过程，高温超导材料在承载电流和抵抗磁场方面表现优异。
- 真空室：对工程化要求极高，ITER真空室体积达1400立方米，重约5200吨，对制造精度要求极高。
- 包层系统：面向等离子体材料（PFMs）是核心部件，钨基材料被认为是未来托卡马克最有希望的PFMs。
- 偏滤器：钨基材料是最有希望的PFMs，用于排出能流和粒子流，并屏蔽杂质。
- 低温恒温器：为真空室与超导磁体提供高真空及超低温环境，是托卡马克装置的“安全屏障”。
- 中国在ITER中的参与情况：中国承担了约9%的采购包研制任务，覆盖正场线圈制造、托卡马克核心安装、磁体变流器电源系统等关键系统研制。
3. 惯性约束：激光约束进展迅速，Z箍缩优势亮眼
- 激光惯性约束：通过高能激光或粒子束将燃料加热和压缩为等离子体，实现核聚变反应。NIF项目已实现靶丸能量增益（Q>1）。
- Z箍缩聚变：利用脉冲功率技术产生大电流，将电流馈入同轴柱形负载，实现聚变反应。Z箍缩聚变裂变混合堆（Z-FFR）是距离商业化最近的技术路线。
4. 全球核聚变商业化进程加速，有望2040年之前实现并网
- 国际进展：除ITER、NIF之外，全球各国依托国家级聚变装置在多技术路线下实现里程碑突破，如DIII-D、Wendelstein7-X、JT-60SA等。
- 产业融资：截至2025年，聚变产业累计融资总额达97.66亿美元，2024至2025年度新增融资26.44亿美元。
- 头部企业进展：CFS与谷歌签署全球最大聚变售电协议，HelionEnergy启动全球首座聚变电厂建设。
- 区域化产业集群：美国太平洋西北部、五大湖区及英国牛津集群已初具规模。
5. 国内发展情况
- “国家队”推动：以中国科学院合肥物质院等离子体物理研究所和中核集团核工业西南物理研究院为主，目标是建造大型“人造太阳”。
- 民营企业加速商业化：聚焦开发小型、模块化聚变反应堆，如能量奇点、星环聚能、聚变新能等。
- 政策支持：中国聚变能源有限公司成立，可控核聚变被写入政府工作报告，有望启动新一轮国家科技重大专项。
6. 投资建议
- 短期：关注材料、设备制造获得大科学装置验证或订单的企业。
- 中期：关注工程化能力。
- 长期：关注运营。
- 建议关注公司：西部超导、上海超导、联创光电、国光电气、久立特材、安泰科技、应流股份、浙富控股、合康新能、西子洁能、今创集团、合锻智能、皖仪科技、中泰股份、杭氧股份、雪人集团、锡装股份、上海电气、东方电气、中国核电、中国广核。
7. 风险提示
- 技术研发不及预期风险
- 核心企业业绩兑现的时滞性风险
- 政策推进不及预期风险
- 可控核聚变项目建设、招标不及预期风险
