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可控核聚变新阶段,迈向终极能源第一步
东吴证券·2025-06-13 15:48

报告行业投资评级 未提及 报告的核心观点 - 可控核聚变是终极能源解决方案,但实现难度高,当前技术路径多样,处于劳森判据Q>1的验证阶段 [4] - 当下是可控核聚变的新阶段,政策与资本双轮驱动产业化,多种技术路径百花齐放,装置密集建设期招标体量大,节点验证即将到来 [4] - 核聚变供应链长、工程难度大,不同技术路线成本拆分有差异,产业链核心系统多由央国企承担,民营企业聚焦细分领域 [4] - 远期经济性测算彰显核聚变潜力,托卡马克和直线型装置度电成本低于火电,具备商业化竞争力 [4] - 建议关注核心供应商,如西部超导、联创光电、爱科赛博等 [4] 根据相关目录分别进行总结 Part1 什么是可控核聚变 - 核聚变是两个较轻的核结合形成较重核和极轻核(或粒子)的核反应,优势是能量大、燃料足、安全、放射性低、度电成本低,被认为是终极能源形式 [9] - 核聚变需极高温度使物质成高温等离子体,有效约束方式有磁约束、惯性约束、磁惯性约束 [10] - 磁约束是用磁场约束高温等离子体发生聚变反应,托卡马克装置是当前物理研究最成熟路线,ITER计划验证商业聚变工程可行性 [14][16] - 惯性约束是用激光或粒子束加热压缩燃料靶丸触发聚变反应,NIF实现聚变净能量增益,但系统总Q值仍远小于1 [19] - 磁惯性约束融合磁约束和惯性约束优点,设备小型化与工程灵活性有潜力,Helion计划25年下半年Q>1,28年实现商用并网 [20][22] - 核聚变难点包括克服库仑斥力、满足劳森判据Q阈值、选择反应材料、工程复杂度高 [26][28] Part2 为什么当下是可控核聚变的新阶段 - 政策端,全球多国政府支持可控核聚变,中国通过多项政策推动产业发展,海外锁定商用时间窗口加速技术转化 [33][36] - 投资端,国家队主导科研,私营企业加速商业化,企业数量快速扩张,中国和海外均有众多企业布局不同技术路线 [37][40] - 多种技术路径有所突破,高温超导应用使托卡马克体积缩小、成本降低、迭代加速;直线型模块化设计简化装置、缩短迭代速度;NIF惯性路线实现Q>1;推出聚变 - 裂变混合堆规划 [42][48][55] - 2025 - 2027年是可控核聚变基础设施建设密集期,年均投资额超150亿元,装置建设拉动招标体量扩大,行业典型项目招标向更高参数、更复杂系统升级 [59][63] - 关键节点即将到来,2025 - 2027年多个项目将进行Q值验证、装置建设、商业订单签约等,标志着行业从“实验”迈向“能源” [64] Part3 装置架构拆解与产业链成本图谱 - 托卡马克装置主要部件包括磁体系统、真空室、包层模块、偏滤器、真空杜瓦等,磁体系统成本占比最高,不同超导类型成本拆分有差异 [71][86][90] - 仿星器构成部件和托卡马克基本一致,但结构更复杂、工程难度大、成本高,运行更稳定,设计灵活性高 [94] - 直线型磁惯性约束装置投资成本低,检修更换和装置迭代容易,电源系统成本占比最高 [99] - Z箍缩装置工程复杂度低于托卡马克,脉冲电源系统成本占比最高,运维成本受金属衬套更换影响大 [103][105] - 可控核聚变产业链呈现民企在细分领域确立优势、关键系统以国家队为主的供应生态,不同部件有不同的供应商 [106][108][109] Part4 核聚变度电成本具备竞争力 - 聚变能预期价格已具备初步竞争力,LCOE范围与可再生能源相近,优于部分传统能源 [113] - 整体能源市场向更高效率和更低成本发展,传统能源LCOE呈下降趋势,生物能源成本相对坚挺 [113]