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可控核聚变:产业化渐行渐近,聚变设备空间广袤
长江证券·2025-04-24 23:27

报告行业投资评级 - 看好,维持 [3] 报告的核心观点 - 核聚变是未来终极能源,具有释放能量高、反应物易获取、反应无污染等优点,氘氚聚变是实验室主流,磁约束托卡马克是最可能实现可控核聚变的装置 [11][12][20] - 核聚变已从科学可行性进入工程可行性验证阶段,主要经济体出台政策推动产业化,美国公司试验堆进展领先,中国国家项目与民营企业共同推进 [27][35][46] - 行业商业化预期提速,高温超导和AI有望推动发展,资本市场加码融资 [85][88][89] - 核聚变产业链上游为原材料供应,中游为核心组件,下游为应用场景,磁约束聚变堆市场空间广阔,商业化后更大 [98][140][144] 各目录总结 可控核聚变:人类的终极能源 - 核聚变是释放巨大能量的过程,相比核裂变有诸多优点,氘氚聚变点火门槛低、能量输出强劲 [12] - 判断核聚变发生需满足劳森准则,判断经济性需看能量增益因子Q值,Q>1实现能量净增益,Q>10可商业化 [16][18][19] - 实现可控聚变约束有引力、惯性、磁约束三种途径,磁约束托卡马克是未来最可能实现可控核聚变的装置 [20][24][21] 最新进展:从科学可行性进入工程可行性验证 - 核聚变已进入工程可行性验证阶段,ITER项目旨在验证工程可行性,预计2034年开始研究运行 [27][34] - 主要经济体出台政策推动核聚变产业化,如中国、美国、英国等国发布相关政策和路线图 [35][37] - 美国核聚变公司试验堆进展领先,如Helion Energy、TAE Technologies等公司有明确计划 [46] - 中国国家项目与民营企业共同推进,国家项目中EAST多次创纪录,BEST有望建成紧凑型装置,环流系列有进展,CFETR填补空白,聚变 - 裂变混合堆实验有望落地;民营企业通过前沿技术实现装置迭代 [47][49][82] - 行业整体迈入工程可行性阶段,预计2031 - 2035年实现聚变向电网供电的公司占比最高,高温超导和AI有望推动发展,全球投资热度上升 [85][88][89] 产业链拆分:聚变堆设备空间广阔,重点关注后续进展 - 核聚变产业链上游为原材料供应,中游为核心组件,下游为应用场景 [98] - 从聚变装置成本拆分看,设备占比或超一半,高温超导对降本重要,钨基材料是未来重点 [101][108] - 托卡马克装置由偏滤器、真空杜瓦、真空室、磁体系统、包层模块五大结构构成 [109][110][116] - 磁体是约束等离子体的核心部件,高温超导是趋势,可降低运行成本和提高效率 [117][120] - 偏滤器排出杂质和产物,需采用能承受高热流密度的材料 [122] - 包层系统包括第一壁和屏蔽块,钨基材料前景广阔 [126][131] - 真空室容纳并约束等离子体,内壁有防辐射材料,由9个扇形模块构成 [132] - 真空杜瓦是托卡马克装置的低温恒温器,确保真空环境和设施安全 [135] - 经测算,当前全球规划中的托卡马克聚变堆设备投资市场空间约148亿美元,商业化后市场空间更大 [140][144]