可控核聚变系列研究(一)聚变启航,未来已来
国信证券·2026-02-24 08:30

报告投资评级 - 行业投资评级:优于大市 [1][4] 报告核心观点 - 可控核聚变被广泛认为是“能源问题的终极答案”或“终极能源”,具备接近无限、能量密度高、原料广泛、环境影响小、部署灵活等优势 [1] - 行业已进入科研、产业、资本和政策四重共振的“二阶加速”发展阶段,国内外规划明确,商业化确定性逐步浮现 [3][14] - 中国形成了以国家队主攻最成熟的托卡马克路线、民营企业探索多种新型路线的“百花齐放”格局,并制定了清晰的商业化时间表 [3][40] - 核聚变产业链长,技术溢出效应强,投资体量巨大,是未来能源系统的核心战略方向,将有效拉动投资并带动相关产业技术进步 [2] - 短期市场空间来自实验装置投资,长期市场空间巨大,若替代20%发电量,市场规模可达8-10万亿元 [6] 根据目录总结 可控核聚变:能源问题的“终极解决方案” - 核聚变是唯一同时具备“接近无限能源”潜力和高能量密度、原料广泛、环境影响小、部署灵活等开发优势的能源形式 [1][13] - 核聚变原理是两个轻原子核结合成较重原子核,发生质量亏损并遵循质能方程E=mc²释放巨大能量,但反应条件苛刻,需上亿度高温和极高粒子密度 [1][15] - 与核裂变相比,核聚变在燃料储量(氘海水中含量约30mg/L,储量超40万亿吨;锂-6资源量约165万吨)、供给安全、固有安全性(无自持链式反应,本征安全)和放射性危害方面更具优势 [17][21][28][29] - 实现聚变商业化的关键门槛是科学Q值(等离子体聚变释放总能量/外部输入加热能量)需≥30 [18][19] 核聚变的燃料与约束方式 - 主要聚变燃料路线分为三代:第一代氘氚聚变(最容易,能量密度8.1×10¹⁰大卡/千克);第二代氘氦-3聚变(更清洁,月球氦-3储量或超百万吨);第三代氦-3聚变(最清洁,难度最大);氢硼聚变(无中子,但需20亿度以上高温) [26][27][28][30] - 主要约束方式有三种:磁约束(目前主流,技术最成熟)、惯性约束(如激光聚变)、重力约束(无法在地球实现) [31][32] - 磁约束中,托卡马克是技术最成熟、商业化进度最快、落地确定性最强的装置路线 [2][32] 全球及国内聚变行业发展现状 - 国内格局:国企(国家队)主攻托卡马克路线探索商业发电,民营企业探索多种新型路线 [3][40] - 国家队:聚变新能(负责BEST、CFEDR项目)、中国聚变能源(负责HL系列,规划HL-4)是两大核心平台 [3][40][43][47] - 民营企业:星环聚能、能量奇点(托卡马克);瀚海聚能、诺瓦聚变(场反位形);鸿鹄聚变(仿星器);新奥科技(氢硼聚变)等 [3][40] - 国内规划:根据“热堆-快堆-聚变堆”三步走战略,预计2030年左右实现演示发电,2035年建成示范项目,推动聚变电站2050年前全面商业化 [3][38] - 海外格局:以私营企业主导,商业化规划激进,美国发展最快(拥有29家企业)[52][53] - ITER项目(国际热核聚变实验堆)因工程复杂等因素进展延期,最新计划2034年正式运行,促使各国加速发展本国聚变装置 [51] - 美国目标:计划2030年代中期实现核聚变商业化发电,多家公司(如CFS、Helion Energy)规划在2030年代初实现供电 [52][57][59] 行业催化与市场空间 - 行业催化:进入科研、产业、资本和政策四重共振阶段;实验装置规划加速,资本开支增加;社会融资规模扩大;AI和高温超导技术发展进一步赋能产业 [3] - 短期市场空间:“十五五”和“十六五”期间,预计核聚变装置每年投资规模合计约200亿元,有望带动上下游500亿元规模市场空间 [6] - 长期市场空间:聚变电站有望成为未来能源系统主力军。为实现与当前裂变电站同等收益水平,投资强度需降至3-4万元/千瓦。假设替代我国20%总发电量(按2025年总发电量10.37万亿千瓦时计算),预计聚变电站总体市场空间将达8-10万亿元 [6] 核聚变产业链 - 产业链上下游涉及行业极长,是“极限技术平台”,包括 [2][4][6]: 1. 主机系统(真空室、第一壁、偏滤器等) 2. 超导带材和超导磁体及上游材料供应商 3. 氚工厂系统供应商 4. 电源及其他电气设备供应商 5. 加热系统、制冷系统等辅助设备供应商 6. 各类阀门、线圈盒等其他设备供应商 7. 上游特种材料、管材、板材供应商 8. 工程建设服务商 9. 核电运营牌照持有者 重点覆盖公司(摘要) - 报告列举了产业链多个环节的核心公司,并给出了部分公司的投资评级与盈利预测 [7][8][10] - 主机关键设备:应流股份 [7][8] - 超导材料/磁体:联创光电、精达股份(参股上海超导)[10] - 电源电气设备:许继电气、爱科赛博、新风光 [7][8][10] - 制冷系统:中泰股份 [7][8] - 特种材料与部件:广大特材(超导线圈铠甲材料、BEST线圈盒)、江苏神通(核级阀门)、派克新材(高端锻件)[7][8][10] - 检测与工程:皖仪科技(氦质谱检漏仪)、西子洁能(熔盐储能)、国光电气(ITER偏滤器供应商)[7][8][10] - 核电运营:中国核电、中国广核、电投产融(持有稀缺运营牌照)[7][8]