高温超导材料在可控核聚变领域的应用 - 高温超导材料能够在温度高于40K时实现零电阻且承载电流密度近百倍于传统铜导,有效降低长距离输电损耗 [2] - 使用高温超导材料的电缆体积可缩减至传统电缆的1/3到1/4,例如上海世博园区供电项目 [2] - 高温超导技术成熟后,2018年开始逐步应用于核聚变领域,因其强磁场特性使小型商业化核聚变成为可能 [3] 高温超导材料的特性与优势 - 高温超导材料能通过传输大量电流形成强磁场,磁场强度可达20t至45t,远高于低温超导材料的3t至15t [4] - 高温超导材料可在液氮环境下工作,条件更易满足,而低温超导需在液氦环境下工作 [6] - 高温超导材料在可控核聚变装置中占比高,仅磁场线圈投资就占主体结构投资的55%,单台装置超导材料需求超10亿元 [5] 高温超导材料的产业化进展 - 国内高温超导材料曾长期紧缺,2018年前全球年产量不足1000公里,之后产量逐步提升 [5] - 上海超导产能约4000公里,正投建6000公里产能,带材售价从2022年的360元/米降至2024年的241元/米 [7] - 上海超导2022年第二代高温超导带材销量69公里营收2472万元,2024年增长至955公里营收2.3亿元,净利润7200万元 [8] 高温超导材料的市场需求 - 可控核聚变装置对高温超导材料需求增长,例如BEST项目用量约1亿至2亿元,未来用量将更多 [8] - 高温超导材料还应用于核磁共振机、超导储能、质子重离子加速器、超导量子计算机等领域 [8] - 磁体生产商因工艺壁垒强,未来高温超导磁体市场空间将逐步打开 [10] 国内可控核聚变装置发展 - 国内已运行或在建装置包括EAST、BEST、CFERT、星火一号、环流三号等,BEST项目总投资85亿元 [5] - 中国聚变能源有限公司完成115亿元融资,重点布局高温超导等关键技术 [2] - 上海诺瓦聚变获5亿元天使轮投资搭建新装置,高温超导技术成为上海发展可控核聚变产业的重要起点 [3] 高温超导材料的技术挑战 - 材料需满足载流量、稳定性、机械脆性、辐照耐受性、制备均匀性等要求 [6] - 长带材"失超"风险增加,需平衡材料长度与接头数量,西部超导已制出百米量级带材 [7] - 磁体生产需自主绕制以满足装置要求,例如新奥集团的"玄龙-50U"装置使用高温超导磁体 [10]
核聚变建设热 带火高温超导