可控核聚变技术与产业发展状况分析

  • 2025年10月14日
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AI智能摘要
全球可控核聚变研发以磁约束为主,国际热核聚变实验堆(ITER)计划2034年启动氘-氚实验,美国国家点火装置(NIF)2025年能量增益系数Q值达4.13。我国东方超环(EAST)2025年实现1亿摄氏度稳态运行1066秒,中国环流三号达成“双亿度”运行,紧凑型聚变能实验装置(BEST)计划2027年建成并发电演示。2025年全球融资规模突破97亿美元,A股产业链中西部超导、安泰科技等企业在超导材料、偏滤器领域订单激增,景气度最高。可控核聚变正从原理验证迈向工程实践,我国技术积累与民企创新形成优势,但需关注技术不确定性及估值风险。
— 此摘要由AI分析文章内容生成,仅供参考。

一、全球可控核聚变技术进展与产业格局

可控核聚变技术与产业发展状况分析

1. 国际技术突破与商业化路径  

全球可控核聚变研发呈现“磁约束为主、多路线并行”的格局。磁约束领域,国际热核聚变实验堆(ITER)计划于2034年启动氘-氚实验,预计2050年前后实现商业化。美国在惯性约束和高温超导磁体领域领先:国家点火装置(NIF)2025年能量增益系数Q值达4.13,较2022年提升近3倍;麻省理工学院孵化的联邦聚变系统公司(CFS)计划2026年建成SPARC示范装置,目标实现净能量增益(Q>1)。欧洲通过Super-X偏滤器技术将热负荷降低至传统设计的1/10,为ITER排气系统提供关键参考。日本FAST项目和德国Wendelstein 7-X仿星器则在非托卡马克路线上探索突破。

2. 技术路线竞争与资本布局

- 磁约束聚变:托卡马克仍是主流,高温超导材料(REBCO)的应用推动装置小型化。CFS的SPARC装置采用高温超导磁体,体积仅为ITER的1/10,建造成本显著降低。  

- 惯性约束聚变:NIF的能量输出突破8.6兆焦,但总能耗仍高于输出,工程化验证待突破。  

- 新兴路线:美国Helion Energy的磁惯性约束技术(FRC)2025年启动全球首个商用聚变电站“猎户座”,计划2028年为微软供电,效率目标达90%以上。  

全球资本加速涌入,2025年融资规模突破97亿美元,CFS累计筹资30亿美元,谷歌、微软等科技巨头通过购电协议深度参与。

二、我国技术突破与产业生态建设

1. 国家级装置与技术里程碑

- 东方超环(EAST):2025年1月实现1亿摄氏度等离子体稳态运行1066秒,首次将高约束模运行时间提升至千秒级,验证聚变堆长时间稳定运行可行性。  

- 中国环流三号:2025年3月实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的“双亿度”运行,综合性能跃居国际前列,标志进入燃烧等离子体实验阶段。  

- 紧凑型聚变能实验装置(BEST):2025年10月杜瓦底座精准落位,标志主体工程建设进入新阶段,计划2027年建成并启动发电演示,目标2030年实现聚变发电。

2. 民营企业的技术突围 

我国民营企业在高温超导托卡马克、场反位形(FRC)等新兴路线上快速崛起:  

- 星环聚能:SUNIST-2装置的环向磁场指标达世界领先水平,2024年完成球形托卡马克重复重联技术方案的稳定运行。  

- 能量奇点:2024年建成全球首台全高温超导托卡马克装置“洪荒70”,通流实验磁场强度突破21.7特斯拉,反超美国CFS。  

- 瀚海聚能:探索场反位形技术,计划2030-2035年实现规模发电,并利用聚变中子开发癌症治疗等商业化应用。

3. 政策支持与产业链协同 

我国将核聚变纳入“十四五”能源战略,《原子能法》明确支持研发,并成立注册资本145亿元的中国聚变能源有限公司统筹工程化推进。产业链国产化率超90%,西部超导的低温超导线材、安泰科技的全钨偏滤器等关键材料实现全球领先。合肥、成都等地形成“材料-设备-工程”产业集群,BEST项目带动合锻智能、航天晨光等企业订单释放。

三、A股产业链全景与高景气细分领域

1. 核心产业链图谱

- 上游材料:超导材料(低温Nb3Sn、高温REBCO)、特种金属(钨合金、低活化钢)、诊断设备。  

- 中游设备:磁体系统、真空室、偏滤器、电源系统。  

- 下游应用:工程建设、发电系统集成、核废料处理。

2. 高景气细分领域及龙头企业

- 超导材料:  

  - 西部超导(688122):全球低温超导材料龙头,ITER级铌锡超导线材国内唯一供应商,2025年聚变订单同比增150%,营收占比预计达19%。  

  - 永鼎股份(600105):控股子公司东部超导量产第二代高温超导带材(YBCO),通过ITER认证并应用于“洪荒70”装置,2025年超导业务收入同比增120%。  

- 关键部件与设备:  

  - 安泰科技(000969):全球唯一为EAST、ITER批量提供全钨偏滤器的供应商,2025年核聚变订单达5.2亿元,毛利率68%。  

  - 合锻智能(603011):承担BEST装置真空室研制,技术精度达微米级,2025年净利润有望扭亏为盈。  

  - 英杰电气(300820):为“环流三号”提供快控电源系统,2025年聚变业务营收占比预计达19%,技术壁垒高。  

- 工程建设与系统集成:  

  - 中国核建(601611):承接CFETR主机安装总包,2025年新签聚变堆土建工程订单34亿元,市占率超60%。  

  - 上海电气(601727):国内磁约束核聚变主机系统配套最全的企业之一,承接全球首套高温超导核聚变设备,2025年三季度融资净买入额居概念股首位。  

- 政策催化与技术前沿:  

  - 兵装重组概念:长城军工(601606)受益于兵装集团核聚变装备整合预期,技术应用于特种电源领域。  

  - 氢硼聚变:新奥股份(600803)通过玄龙-50U装置实现氢硼等离子体放电突破,计划2035年建成商业示范堆。

四、投资逻辑与风险提示

1. 核心驱动因素

- 技术验证加速:BEST、CFETR等装置建设进入密集招标期,2025年产业链订单规模同比增长超100%。  

- 政策红利释放:《原子能法》明确鼓励商业化,“十五五”期间预计投入超500亿元支持实验堆建设。  

- 成本下降预期:高温超导材料价格较2020年下降60%,推动装置小型化和经济性提升。

2. 风险与挑战

- 技术不确定性:等离子体长时间约束、氚增殖效率等关键技术仍需突破,商业化时间表可能推迟至2040年后。  

- 估值分化风险:部分概念股PE超过50倍,显著高于行业平均水平,需警惕业绩证伪压力。  

- 国际竞争加剧:欧美企业在高温超导磁体、激光驱动等领域保持领先,技术封锁可能影响供应链安全。

五、结论与展望

可控核聚变已从“原理验证”迈向“工程实践”,我国在磁约束领域的技术积累和民营企业的灵活创新形成独特优势。A股产业链中,超导材料、偏滤器、电源系统等细分领域景气度最高,西部超导、安泰科技、合锻智能等企业凭借技术壁垒和订单确定性,有望成为“终极能源”赛道的核心受益者。投资者需关注实验堆建设进度、政策补贴落地及技术路线迭代风险,在高波动中把握长期价值。随着BEST装置2027年发电演示和CFETR工程推进,核聚变产业或将在“十五五”期间进入资本开支加速周期,开启能源革命新纪元。

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