Workflow
可控核聚变深度:核聚变产业进程加速,多技术路线并行发展
西部证券·2025-10-22 15:06

行业投资评级 - 行业评级为超配,前次评级亦为超配,评级变动为维持 [6] 核心观点 - 核聚变兼具能量密度高、燃料供应充足、零排放及安全性高等优势,有望成为人类文明终极能源 [1][15][20] - 政策与资本大力支持推动产业科研进程提速,AI技术在挖掘等离子体运动规律、优化反应条件等方面提供有力支撑,加速商业化进程 [1][38] - 全球示范堆电厂如中国CFETR、欧盟EU-DEMO等计划于2035年至2040年开始建设,2050年投入运营,约84%的受访公司认为核聚变供电有望在2040年前实现 [1][36] - 技术路线以托卡马克为主流,其工程可行性及稳定性佳,中科院EAST装置于2025年1月实现1亿摄氏度下1000秒高质量燃烧 [2][56][57] - 托卡马克装置中磁体、真空室等部件占据主要成本,高温超导材料如REBCO的应用有望提升聚变反应率并推动装置小型化 [3][73][80][92] - 投资建议关注超导磁体、真空室、偏滤器等核心部件相关公司 [4] 技术路线分析 - 核聚变主要分为磁约束、惯性约束及引力约束,磁约束中的托卡马克路径技术最成熟且应用最广泛 [2][46][47] - 惯性约束如Z-箍缩能量转换效率达15%,具备小型化及成本优势,但商业化仍需优化 [58][60][68] - 托卡马克通过环向场线圈、极向场线圈等实现等离子体约束,超导磁体系统是核心,ITER装置中磁体成本占比28% [3][50][73][81] 成本结构与部件 - 以ITER为例,托卡马克成本构成中磁体系统占28%、真空室及内构件占25%,高温超导DEMO堆中磁体占比降至12% [3][73][74] - 真空室为反应提供高真空环境,偏滤器清除杂质并采用钨等高耐热材料,包层系统第一壁需应对中子辐照及热负荷 [102][104][106][109] - 高温超导材料如REBCO临界温度高,可减少冷却成本,在核聚变应用中占比达38% [91][92][99][100] 产业发展与规划 - 国内以国家队主导科研,商业化公司负责项目落地,BEST、CFETR、星火一号等装置建设节奏明确 [1][31] - 美国、日本、英国等加大政策与资金支持,如英国追加25亿英镑资助STEP电厂,AI技术助力等离子体控制预测达毫秒级 [36][38][39] - 能量增益因子Q值需大于30才具备商业化潜力,目前NIF实验Q值达1.53,JT-60U实现1.25 [26][27]