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激光聚变
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激光聚变的发展前景及投资机会
长江证券· 2025-10-08 22:48
行业投资评级 - 行业评级:看好 维持 [5] 报告核心观点 - 激光聚变技术路线在聚变三乘积指标上领先其他技术路线,科学上已验证点火,正处于从物理原理验证向工程样机过渡的阶段 [15][19] - 激光聚变的度电成本具备显著下降潜力,若关键技术取得突破,LCOE有望降至80美元/MWh以下,极限情况下可展望25美元/MWh [19] - 全球范围内激光聚变领域的商业公司活跃,已超过10家,并制定了清晰的技术发展路线图,中国在相关技术研发和装置建设方面处于国际先进水平 [58][29][70] - 激光聚变产业链涉及核心光学元件、高功率激光器、能源系统等多个环节,国内已有科研院所与上市公司展开合作,共同推动技术落地 [72][77][78][82][85] 激光聚变技术优势与进展 - 聚变三乘积是判断聚变反应堆能否实现自持反应的关键指标,激光聚变在该指标上排名首位 [15] - 美国国家点火装置在2025年4月实现了创纪录的能量增益,以2.08 MJ的输入能量获得了8.6 MJ的能量输出,Q值达到4.13 [22] - 中国神光Ⅱ装置实现的聚变三乘积已突破1.5×10^21,仅次于美国NIF团队 [29] - 张杰院士团队提出的双锥对撞点火方案展现出优势,其激光到靶心加热效率约为15%,远高于NIF中心点火方案的0.5%,在相同驱动能量下增益更高 [54] 激光聚变商业化路径与成本展望 - 激光聚变的商业化需解决激光驱动器效率低和靶丸成本高两大问题 [19] - 若激光效率提升10倍且靶丸实现廉价量产,激光聚变的度电成本可降至80美元/MWh以下 [19] - 根据初创公司Inertia Enterprises的规划,对于1.5 GW的聚变电站,能量增益需大于45才能实现商业运行 [63][64] - 法国GenF公司将激光聚变发展划分为三个阶段,计划从2027年至2035年聚焦聚变技术成熟,2035年后可能扩大反应堆规模并建造首个原型堆 [58] 激光聚变产业链关键环节 - 激光玻璃是激光设备中最核心的光学元件,在美国NIF装置的大型光学元件中占比近三分之一 [77] - 中国在激光钕玻璃研发方面走在世界前列,上海光机所研发的N31型等磷酸盐激光钕玻璃在神光系列装置中发挥重要作用 [77] - 能源系统为高功率激光装置提供能量,神光Ⅲ主机装置的MJ级能源系统由108套模块组成,单套最大储能达1.2 MJ [78][82] - 能源系统的关键元器件包括充电电源、储能电容器、阻尼元件和通流开关等,技术参数要求高 [82][83] - 国内上市公司已介入产业链,例如长光华芯为激光聚变开发激光芯片,炬光科技的高功率半导体激光产品被应用于国家重大聚变试验装置 [85] 全球激光聚变公司布局 - 全球至少有11家商业公司选择了激光聚变路线,主要集中在美国、德国、法国、澳大利亚和日本 [58][59] - 这些公司大多选择氘氚作为燃料,部分公司如HB11 Energy、Marvel Fusion等选择氢硼燃料 [59] - 美国公司Inertia Enterprises获得了劳伦斯・利弗莫尔国家实验室近200项关键专利授权,并建立了公私合作关系 [63]
行业周报:美国CFS再获售电协议,环流四号装置落地上海-20250927
开源证券· 2025-09-27 19:14
投资评级 - 行业投资评级为看好(维持)[1] 核心观点 - 核聚变装置研发建设稳步推进 订单持续释放 看好板块长期发展前景 重点关注磁体 主机和电源等核心部件 [8][36] - 相关设备/器件公司有望凭借电力电子技术积淀持续获取可控核聚变装置电源订单 [8][36] - 中国激光聚变目标到2045年达到商业运行 发电成本低于0.2元/千瓦时 [6][20] - 美国CFS公司商业化电站ARC计划2030年并网发电 发电能力400MW [6][23] - 中国聚变公司按照"实验堆-示范堆-商用堆"路径发展 瞄准2050年聚变能源商用目标 [6][28] 板块回顾 - 本周(20250922-20250926)可控核聚变板块多数细分环节上涨 个股涨多跌少 [5][15] - 涨幅前五标的:哈焊华通(+24.2%) 永鼎股份(+23.9%) 上海电气(+16.3%) 精达股份(+15.9%) 英杰电气(+8.7%) [15] - 跌幅前五标的:辰光医疗(-6.2%) 赛晶科技(-5.8%) 航天晨光(-5.5%) 宏微科技(-5.1%) 王子新材(-2.7%) [15] - 细分环节涨幅:真空室等金属锻件(+10.7%) 磁体(+9.1%) 电源总成(+5.8%) [5][17] 行业动态 - 张杰院士团队提出双锥对撞点火方案(DCI) 目标到2045年达到商业运行 发电成本低于0.2元/千瓦时 [6][20] - 中国激光聚变三步走规划:2026-2030年提高增益突破50赫兹技术 2030年前后验证实践堆技术 2031-2035年工程演示 2045年商业运行 [20] - 美国CFS公司与意大利埃尼集团签署金额超过10亿美元的ARC电站售电协议 [6][23] - CFS公司累计融资额近30亿美元 占全球私营聚变公司投资总资本的三分之一 [23] - 中国聚变公司首次公开亮相 注册资本150亿元 宣布基于高温超导的紧凑型磁约束聚变装置环流四号落地上海 [6][25][28] - 中国环流三号装置实现百万安培亿度H模 聚变三乘积达到1020量级 [28] - 等离子体所和聚变新能发布多项采购 山东泰开直流技术公司中标BEST装置电源系统失超保护开关设备 中标金额6700万元 [6][30] 公司动态 - 上海电气承担的CRAFT装置环向场(TF)线圈盒正式发运 [7][32] - CRAFT设施建成后将成为国际磁约束聚变领域参数最高 功能最完备的综合性研究平台 [7][32] - 环向场线圈盒是托卡马克装置核心部件 具有承受传递电磁载荷 保护超导导体 冷却通道与热沉等关键功能 [33] 受益标的 - 磁体环节:西部超导(低温超导线材) 永鼎股份(高温超导带材) 上海超导(高温超导带材) 联创光电(高温超导磁体服务) [8][36] - 真空室和堆内构件:合锻智能(真空室 第一壁 包层和偏滤器) 国光电气(第一壁 包层和偏滤器) 安泰科技(第一壁 包层和偏滤器) [8][36] - 电源总成:英杰电气(磁体电源和PSM电源) 爱科赛博(磁体电源和PSM电源) 四创电子(PSM电源) 新风光(磁体电源) 赛晶科技H(脉冲电源) [8][36] - 微波和电源器件:旭光电子(真空脉冲功率器件等) 国力股份(氢闸流管 回旋管 速调管) 宏微科技(IGBT) 王子新材(电容) [8][36] - 燃料增殖和循环:国光电气(氚工厂) [8][36] - 检测设备:皖仪科技(氦检漏 真空检漏) [8][36]
“三步走”实现激光聚变商业运行
解放日报· 2025-09-22 18:06
解放日报讯(记者 徐瑞哲)"我们团队刚刚结束在神光Ⅱ激光装置上的第11轮大型实验,希望到 2028年实现点火。"21日,在上海张江科学会堂举行的2025浦江创新论坛上,中国科学院院士、上海交 通大学李政道研究所所长、著名物理学家张杰,在首场主旨演讲中透露"用激光聚变点亮未来"的"三步 走"计划。 2022年底,美国激光聚变"国家点火装置(NIF)"实现了输出大于输入的点火。按照美国能源发展 路线图,预计到2045年实现商业运行。张杰认为,美国国家点火装置中心的点火方案面临两个本征的物 理困难,其一是转换效率特别低,其二是不稳定。张杰在1997年就提出理论设想,可将压缩和加热两个 相互矛盾的物理过程,从同时进行变为分别进行。 过去6年间,张杰带领联合研究团队完成11轮大型物理实验,验证了分解物理过程的可行性。在快 速提高重复频率方面,美国方案重频瞄着10赫兹进行,"要想发电的话,频率越高越好,我们希望直接 达到50赫兹。"张杰希望到2030年前后,可以达到世界上最高的重复频率。 据悉,去年11月7日,张杰院士团队在位于嘉定的中国科学院上海光机所北区开始启动研究基地建 设,计划通过"三步走"在沪建成第一个激光聚变 ...
上海将建第一座激光聚变能电站:电价只有美国一半,2045 年商业运营
搜狐财经· 2025-09-21 17:25
过去 6 年间,张杰带领团队开展了 11 轮大型物理实验,使用中国科学院上海光机所的"神光 2"升级装置,解决了并验证了所有重要物理问题。在最近完成 的第 11 轮实验中,团队获得的聚变三乘积达到世界最高水平,预计到 2028 年可实现点火。 张杰还指出,在实现点火后,团队将致力于提高增益和重复频率。目前美国的目标是 10 赫兹,而张杰团队希望直接达到 50 赫兹,因为对于发电而言,重复 频率越高越有利。在这一至关重要的 50 赫兹同频激光驱动技术上,团队正在进行 5 个方面的关键技术突破,并已取得显著进展。 2022 年 12 月 5 日,人类历史上首次实现激光聚变净增益,这被视为人类向终极能源 —— 聚变能迈进的关键一步。聚变能具有能量密度高、燃料来源近乎 无限、无放射性且运行绝对安全等显著优势。自 1972 年起,美国及全球科学家便致力于追求核聚变输出能量大于输入能量的目标,历经 50 年探索,终于取 得突破。 据IT之家了解,实现这一目标的是美国国家点火装置(NIF),作为世界上最大的激光聚变装置,代表了人类工程技术的极限。在实现净增益后,美国科学 家在提高增益效益的同时,开始着手高重频技术研发。目前 ...