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可控核聚变行业专题报告:核聚成能,众志成城
长江证券·2025-06-03 13:16

报告行业投资评级 未提及 报告的核心观点 可控核聚变是安全高能的能源,能解决终极能源问题,有惯性约束和磁力约束等技术路径;核聚变装置从铜基磁体向高温超导演进,中美欧日韩竞争合作推动商业化;当前应关注聚变装置中游构件及上游环节 [12][52][98] 根据相关目录分别进行总结 可控核聚变安全高能解决终极能源问题,惯性约束和磁力约束多条技术途径并进 - 可控核能是安全、清洁、低碳、高能量密度的战略能源,核裂变是重核分裂,核聚变是轻核聚合,均释放巨大能量 [14] - 可控核聚变是解决人类能源问题的重要途径,燃料来源丰富,潜在燃料储量能支持人类数万年能源需求 [18] - 能量平衡是可控核聚变商业化关键指标,未来能量增益指标或超10,美国国家点火装置多次点火成功,靶增益创新高 [22] - 地球上目前最易实现核聚变条件的是D - T反应,需满足高温、高密度、长约束时间的劳逊条件 [27] - 实现可控核聚变的可行技术路径有惯性约束和磁力约束,引力约束目前无法实现,磁约束中托卡马克研究领先,惯性约束中Z箍缩有潜力 [31][33] - 全球聚变研究集中在磁约束和惯性约束,磁约束代表项目有ITER,惯性约束有美国国家点火装置 [35] - 托卡马克是实现可控核聚变的主流装置,世界各国除合作建设ITER外,都有自己的托卡马克示范堆发展规划 [38] - 仿星器是磁约束聚变研究的重要方向,运行无需等离子体电流,德国W7 - X验证了其概念可行性 [42] - 惯性约束的激光约束和直线箍缩装置适合基础物理研究,直线箍缩结构简单,快Z箍缩有望为惯性聚变能提供能量源 [47] 核聚变装置从铜基磁体到高温超导演进,中美欧日韩竞争又合作推动商业化进程 - 全球多数国家将2050年定为建成并运行核聚变示范型反应堆的关键节点,各国在核聚变研究上有不同进展 [54] - 国际热核聚变实验堆(ITER)是最大的国际科技合作计划之一,我国深度参与,目标是验证和平利用聚变能的可行性 [59] - ITER项目将实现氘 - 氚反应并产生500MW聚变能,预计2039年开始氘氚反应,有明确的建设节点 [62] - 早期铜基托卡马克装置中,美、欧、日、中取得一些试验成果,如美国TFTR、欧洲JET等项目 [68] - 低温超导托卡马克装置将低温超导材料用于磁体,节省电力,提升能源转化效率,如我国EAST、韩国KSTAR等 [73] - 高温超导托卡马克装置降低研发成本和技术难度,推动商业化进程,相关研发由国内外商业公司驱动 [78] - 我国磁约束聚变有近期、中期、远期目标,2035年前建设运行工程实验堆,2050年前探索商用电站 [86] - 2025年初“中国环流三号”首次实现“双亿度”,我国可控核聚变技术取得重大进展 [87] - 2025年5月,合肥紧凑型聚变能实验装置(BEST)项目工程总装比原计划提前两个月启动 [92] 现行关注聚变装置中游构件及上游环节,典型项目各环节价值量拆分及标的梳理 - 可控核聚变产业处于实验堆及工程堆阶段,关注聚变装置及上游材料环节,产业链包括上游原材料、中游核心组件、下游科研装置等 [100] - 超导材料和钨材料是核心受益方向,高温超导体能推动核聚变装置小型化,钨铜复合材料可解决偏滤器技术难题 [103] - 托卡马克装置的中游包括磁体、包层、偏滤器、真空室、杜瓦和冷屏六大构件,各有其作用 [110] - ITER实验堆成本占比最高的是磁体系统,DEMO示范堆高温超导设计降低磁体成本,真空室成本也降低 [111] - 国内核聚变产业链上游相关公司有上海超导、中钨高新等,中游有联创光电、西部超导等,下游有华中科技大学、新奥能源等 [114][117]