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2025可控核聚变全球商业化项目进展、技术拆解及产业链布局分析报告
搜狐财经·2025-11-08 10:07

全球可控核聚变竞赛态势 - 2025年可控核聚变领域迎来里程碑式突破,全球竞速“人造太阳”,中国已成为这场竞赛中不可忽视的关键力量 [1] - 可控核聚变核心目标是实现“稳定、可控、可发电”的能量输出,需突破“聚变三乘积”门槛(等离子体温度、密度与约束时间的乘积达到10²¹m⁻³・s・keV)[2] - 国际热核聚变实验堆(ITER)由35国参与、造价超200亿欧元,2025年完成核心线圈系统安装,其18个环形场线圈能产生11.8特斯拉强磁场,约束1.5亿度等离子体,计划2034年开展氘氚聚变实验,目标能量增益因子Q=10 [2] - 美国私企商业化冲刺具突破性,CFS聚焦高温超导技术,其SPARC装置计划2026年验证Q>1,2030年推出200兆瓦级商业堆ARC;Helion Energy采用场反位形技术,与微软签下全球首个聚变电力购买协议,承诺2028年前建成50兆瓦电厂 [3] 中国可控核聚变技术突破 - 中国全超导托卡马克装置“东方超环”(EAST)在2025年1月成功实现1亿度等离子体稳态运行1066秒,创下全球最长纪录,标志着人类首次掌握长时间约束上亿度等离子体的技术 [4] - EAST采用全超导磁体技术及零下269℃与1亿度共存的系统,背后是68项自主创新核心技术积累,团队正推进升级,计划2035年前实现更高参数稳态运行 [4] - 企业主导的新兴路线取得进展,新奥集团研发的“玄龙-50U”球形环装置在2025年创下两项全球纪录:实现百万安培级氢硼等离子体放电,以及以1.2特斯拉中心磁场稳定运行1.6秒,是全球首个在氢硼聚变路线上突破关键参数的装置 [5] - 氢硼聚变燃料来源广泛,反应产物只有氦,无高能中子辐射,发电效率可达90%以上,被视为下一代聚变的理想路径,尽管需要10亿度以上等离子体温度,新奥通过“阶梯加热”技术正逐步攻克 [5] - 中国聚变工程实验堆(CFEDR)规划在2025年明确,目标2050年前实现百万千瓦级发电;BEST项目聚焦燃烧等离子体研究,计划2027年验证Q>1 [5] 主要技术路线对比 - 主流磁约束路线中,托卡马克成熟度高,但结构复杂、建造成本高;仿星器采用扭曲磁场设计,避免了托卡马克的电流破裂风险,2025年实现43秒稳态运行,但工程难度大,参数提升慢 [6] - 惯性约束路线以美国国家点火装置(NIF)为代表,通过激光轰击燃料小球引发聚变,2025年实现能量增益Q=1.5,但属脉冲式反应难以持续发电 [6] - 新兴路线瞄准低成本、快落地,如Helion的FRC技术采用直线型结构,建造成本仅为托卡马克的1/3;美国的Z-箍缩技术计划2035年验证混合堆技术 [7] 产业链支撑与发展 - 中国可控核聚变产业链已初具规模,形成自主可控基础,上游超导材料方面,上海超导实现第二代高温超导带材量产,打破国外垄断,仅需零下196℃液氮制冷(成本为液氦的1/50) [9] - 中游设备方面,中核集团能自主制造托卡马克真空室、偏滤器等核心部件,玄龙-50U的微波加热系统、诊断设备实现100%国产化 [9] - 下游工程建设与运维领域,中核二三成立总承包项目部,推进聚变装置工程化落地,为商业堆建设积累经验 [9] 能源前景与驱动力 - 可控核聚变能提供零碳排放、原料永续、24小时稳定供电的解决方案,全球海水中的氘能满足人类百万年能源需求,且产物无放射性核废料 [10] - 国际能源署预测2050年全球电力需求将翻倍,化石能源面临减排压力,风能、太阳能存在间歇性短板,可控核聚变成为终极能源选项 [10] - 2025年的突破使可控核聚变更接近现实,未来10-20年随着商业示范堆建成,人类或将迎来聚变能源时代 [10]