中信证券:中美核聚变投资加速 从实验堆向商业化前进



核聚变技术发展现状 - 核聚变技术是能源领域重大技术革命,中美等核能强国均重点发力可控核聚变 [1] - 全球共13家聚变企业设定了2030年前反应堆Q>1的目标,2020年以来全球聚变公司累计投资加速提升 [1] - 托卡马克运行稳定性较高,制造难度相对较低,成为目前最主流路线,全球聚变反应堆中托卡马克占比最高(79台) [1][2] 核聚变技术路线与挑战 - DT反应为最容易实现的聚变过程,反应温度达上亿度,需磁体约束或惯性约束方式容纳等离子体 [2] - 当前托卡马克装置存在三大问题:运行时长不足(EAST装置最高实现超千秒运行)、中子辐射损伤材料、氚燃料短缺 [3] - 解决方案包括:应用高温超导材料提升磁体性能、采用钨材料替代铍、通过Li-6增殖实现氚循环利用 [3] 核聚变投资与产业链 - 聚变实验堆投资规模达百亿量级,反应堆投资占比约40%,磁体和堆内构件占反应堆成本分别为28%和17% [1] - 2024年全球聚变领域股权投资规模达17.4亿美元,2021-2024年投资规模显著提升,主要投入来自中美 [4] - 美国能源部为聚变创新研究提供1.07亿美元资金,BEST系统将于2027年完成建设并首次演示聚变发电 [4][5] 国际核聚变项目进展 - ITER项目由多国共同参与,计划产生500MW聚变功率,但进度低于预期(全功率运行时间从2035年推迟到2039年) [4] - 中国押注托卡马克进入第一梯队,美国技术路线多元,中美聚变研发节奏加快 [4] - 紧凑型燃烧等离子体聚变能综合研究系统(BEST)将在2027年完成建设,推动核聚变从实验室向工程应用跨越 [5]