研报总结
产业专题:BEST园区交付启用,进入“四环套装”攻坚阶段
国家重大工程项目——紧凑型聚变能实验装置(BEST)迎来重要节点,项目园区正式交付使用,装置主机建设进入“四环套装”关键攻坚阶段。目前,四段真空主机组件已顺利落位安装,首套环向场磁体各项测试全部完成。“四环套装”指真空室、冷屏、环向场磁体与内部部件等核心部件由内向外依次套装的组合安装工作。BEST装置由中国科学院等离子体物理研究所主导设计,聚变新能(安徽)有限公司承建,项目位于合肥未来大科学城,是我国自主研制的新一代聚变能燃烧实验装置。其核心使命是填补“实验堆”至“示范堆”的工程化空白。按照计划,BEST装置将力争在2027年底完成整体建造,2030年前后开展氘氚聚变发电演示,验证可控核聚变商用发电的可行性。
系列专题:基本原理与实现路径
技术原理:核子如何释放能量
原子核由质子和中子组成,质子和中子统称为核子。核能释放与原子核质量差有关,质量亏损转换为能量。通过平均结合能曲线可知,中等质量原子核的平均结合能较大。重核裂变、轻核聚变释放能量。聚变反应克服库仑斥力需要高温,量子隧穿允许部分粒子进入强核力作用范围。氘-氚(D-T)聚变反应释放17.6MeV能量,其中80%由中子携带。
实现方式:从聚变发生到净发电
劳森判据的“三乘积”(nTτE)是衡量核聚变反应能否持续的核心指标,需超过特定阈值。氘-氚(D-T)反应所需的三乘积最低。能量增益因子Q衡量核聚变反应输出能量与输入能量的比值,Q=1称为科学盈亏平衡。净发电,即发电量扣除全厂自用电后仍有剩余,才是核聚变领域的最终“净利润”。
主流路线:两条主线和若干中间方案
地面聚变主要有磁约束和惯性约束两条主线。磁约束用磁场限制带电粒子运动,装置主要包括托卡马克、仿星器、磁镜等;惯性约束用激光、粒子束或脉冲功率快速压缩微小燃料靶。磁化惯性、Z箍缩、FRC和磁镜等路线位于两条主线之间或另有取舍。托卡马克以轴对称的环形磁约束位型,取得最高的三乘积,因其优越的约束和稳定性而迅速发展。球形托卡马克有利于获得较高β,意味着在给定磁场下可以约束更高压力。仿星器主要依靠外部三维线圈产生扭转磁场,更适合连续运行。激光惯性约束选择“极高密度、极短约束时间”。磁镜在线性装置两端设置更强磁场,利用磁镜效应把一部分带电粒子反射回中央区域。FRC形成由等离子体电流维持的闭合反向磁场结构。Z箍缩让大电流沿等离子体或金属内衬轴向流动,电流自身产生环向磁场。路线选择最终会改变设备需求、资本开支结构和融资节奏。根据IAEA数据,截至今年8月,全球共有约174个聚变装置,其中托卡马克78个,仿星器28个,激光惯性约束20个,其他路线48个。托卡马克装置数量最多,工程经验最厚,也最接近商用。在国内,国家队托卡马克与民企的氢硼、场反位形、仿星器、氦三等多元路线并行推进。
本月行业新闻
国际前瞻
- 英国和美国签署聚变与人工智能协议,深化双边在人工智能和聚变发电领域的合作。
- 德国卫星初创公司ProximaFusion与下萨克森州已签署谅解备忘录,将建设欧洲首个用于高温超导(HTS)磁体的大型工厂。
- 以色列聚变企业nT-Tao与美国Orion签署战略合作谅解备忘录,共同探索nT-Tao紧凑型聚变系统在美国市场的部署机会。
- 美国两党提出《聚变领导力法案》,若获通过,法案将提供100亿美元直接投资,用于高优先级活动,以加速聚变商业化。
国内动态
- 新奥聚变“玄龙-50U”装置实现氢硼聚变反应,这是全球商业化聚变公司在自有装置上首次实现氢硼聚变反应,也是我国磁约束聚变装置首次实现加注先进燃料的清洁无中子聚变反应。
- 国家标准《等离子体参数测试方法》正式发布,重点是对不同参数的测试条件、设备要求、操作流程和数据处理方法进行统一。
- 《中国科学院“十五五”发展规划》发布,聚焦可控核聚变等科技创新领域。
- 蔚蓝恒星完成磁体低温综合测试平台建设,首轮磁体测试已启动。
- 束研聚创自主研制的中性束注入系统(NBI)样机建成,并完成首次等离子体放电验证,为国内首套由聚变上游商业化公司研制的NBI样机。
安徽近况
- 合肥BEST实验装置园区正式交付,主机建造进入最关键的“四层嵌套”装配。
- 能源研究院在EAST托卡马克紧凑环注入瞬态输运研究中取得新进展。
- 安徽省2026年首批首台套重大技术装备名单公布,五家聚变产业链企业入选。
- EAST建成运行20周年,等离子体运行次数超过16万次。
本月投融资事件
本月投融资事件汇总
据不完全统计,9月共有17件可控核聚变行业投融资事件发生,投融资对象多为华东地区企业平台,其中7家在安徽合肥,5家在上海市,2家在四川成都;事件多为初始轮次融资,其中天使轮7件,A轮5件,A轮以上4件。产业链方面,投资标的中共有11家位于产业链中游,其中主机厂商2家,分别聚焦球形托卡马克(星环聚能)和仿星器(鸿鹄未来能源)技术路线;主机系统领域5家,主要研发制造产品为磁线圈、真空室等;关键支撑系统(加热、电源)和配套系统(监控、操作)各2家。除此之外,标的企业位于上游的有3家(超导材料等),下游1家(医疗)。
本月重大投融资事件
- 中科离子:完成6亿首轮融资,本轮融资由招银国际、皖能资本、前海方舟、中信建投资本、中比基金、中芯聚源、东方嘉富、西高投、银杏谷资本、锦聚投资、沃赋创投和华安嘉业共同参与。
- 星环聚能:获3家A股公司入股,杭氧股份、汽轮科技两家A股上市公司同步发布对外投资公告,共同参投可控核聚变企业星环聚能。
- 鸿鹄未来能源:完成数亿元融资,由上海未来产业基金、社保基金中关村自主创新专项基金(君联资本担任管理人)、光合创投、交大母基金、上海孚腾资本、闵金投公司、耀途资本、芯联资本、云启资本、德同资本、鸿富资产、启高资本、仁智资本、奇绩创坛等机构共同参与。
风险提示
行业趋势发生变化;产业政策调整;技术路线调整等。