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人类终极能源,行业资本开支进入扩张期:可控核聚变行业系列报告之二
光大证券·2025-10-23 19:27

行业投资评级 - 机械行业投资评级为买入(维持)[5] 报告核心观点 - AI、云计算、加密货币等需求激增驱动全球用电结构重构,预计2050年数据中心用电量将占全球总用电量的5%-9%,聚变能源作为高能量密度、零碳排放的“终极能源”战略价值凸显[1][27] - 全球可控核聚变行业融资自2021年起显著提速,截至2025年7月累计股权融资总额达97亿美元,约76%的受访聚变公司预计在2035年前实现聚变电能并网[1] - 国内核聚变产业呈现“国家队”与民营企业多路线百花齐放格局,截至2025年9月规划或建设中项目总投资金额已超1500亿元,行业进入资本开支扩张期,预计2027年前后进入工程实验堆建设期,投资金额将进一步扩大[2] - 磁体系统、真空室及内部件、电源系统是聚变装置三大高价值量环节,以ITER计划为例成本占比分别为28%、25%、15%,伴随项目招投标进展,产业链上核心供应商有望深度受益[3] - 报告看好直接参与项目建设、具备链主地位的公司,以及供货高价值量、高技术壁垒环节的公司,重点推荐合锻智能、应流股份、冰轮环境、王子新材、派克新材[3][12] 核聚变行业概述与发展动力 - 核聚变是指两个较轻原子核结合形成较重原子核并释放大量能量的过程,具备原料相对易得、安全性高、零碳排放等优势[1] - 推动行业发展的根本动力在于其极高能量转化效率,1克氘氚燃料可释放约等同于8吨汽油的能量,能量密度比贫铀裂变高出4倍以上,且海水中氘储备量约45万亿吨,可支撑人类数百亿年[23] - 全球主要经济体将核聚变视为下一代战略性能源产业,形成“合作+竞赛”双轨格局,国际合作项目如ITER推动工程集成,中美欧日等加快本土商业聚变路径开发[24] 全球行业发展现状 - 行业融资规模显著攀升,代表性企业如Commonwealth Fusion Systems累计融资超20亿美元,Helion Energy累计融资超10亿美元,TAE Technologies累计融资超14亿美元[50][68][71][77] - 技术路径呈现多元化,磁约束方案占比约49%,惯性约束聚变与磁惯性约束聚变分别占比约22%和12%,具体装置类型包括仿星器、激光惯性约束、球形托卡马克等[57] - 商业化进程明确,多数公司预计在2030-2035年间运行商业化中试电站,76%公司预计在2035年前实现聚变电能并网,主要挑战包括聚变功率增益不足、融资难题等[61] 国内行业发展现状 - 中国承担ITER计划多个核心关键部件制造任务,正从参与者逐步向产业引领者转变,制定了明确的磁约束聚变能发展路线图,计划2025年推动中国聚变工程试验堆立项,2035年建成试验堆,2050年建设商业聚变示范电站[82][84] - 国内项目路线多样,“国家队”主导的磁约束托卡马克路线投资体量较大,如BEST项目总投资约85亿元,CFEDR项目投资预计在1000亿元级别,民营企业路线更为多样且装置紧凑[89][90] - 政策支持力度大,多份国家级文件明确鼓励和支持可控核聚变技术研发,并将其定位为前瞻部署新赛道的未来能源重点领域[87] 产业链高价值量环节分析 - 磁体系统是磁约束聚变装置核心,聚变功率与场强的四次方成正比,高温超导材料凭借性能优势有望获得广泛运用,仿星器路线对磁体系统要求呈上升趋势[3] - 真空室及内部件是托卡马克装置首道安全屏障,高密度焊缝与紧凑结构并存的设计制造壁垒高,器壁设计直接影响装置寿命[3] - 电源系统在托卡马克中具备高价值量,在FRC、Z箍缩等路径中由于装置设计差异,价值量占比进一步提升[3] 投资建议与重点公司 - 投资逻辑围绕行业资本开支上行期,聚焦直接参与项目建设、具备链主地位的公司,以及供货高价值量、高技术壁垒环节的公司[3][11] - 合锻智能卡位真空室核心高价值量环节,在研偏滤器、包层、第一壁等产品,配套价值量有望进一步提升[12] - 应流股份深度受益于“两机”市场高景气度,核聚变领域研发布局储备深厚[12] - 冰轮环境受益于全球数据中心建设带来的温控设备需求增长,核能等领域应用有望贡献新增长点[12] - 王子新材薄膜电容产品技术优势显著,可控核聚变领域应用突破有望打开成长上限[12] - 派克新材作为特种合金精密环锻件供应商,产品应用于高价值量的真空室等环节[12]