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核聚变专家交流
2025-07-02 09:24
纪要涉及的行业和公司 - **行业**:核聚变行业 - **公司**:谷歌、CFS、Helian、阿里巴巴、航天晨光、河段公司、贵州新力公司、上海电器、武汉重机、法国液化空气集团、徐电器、上海超导、东部超导、上海超岛 纪要提到的核心观点和论据 技术路线可行性 - 谷歌投资 CFS 表明全高温超导托卡马克技术路线可行,虽曾有磁体烧毁等难题但已解决,发电原理与传统托卡马克相似,通过加热水产生蒸汽驱动涡轮机[2][3] - Helian 公司采用长版微型 FRC 技术,类似国内诺瓦和成都汉海聚能,具有模块化等特点,无需低温系统和烧开 水环节,直接利用等离子体发电,更适合分散式能源供应[2][4][5] 互联网公司投资原因 - 互联网公司投资核聚变项目是看重其在分散式能源供应中的潜力,长版微型路线优势使其在数据中心等应用中可降低运营成本并提高能源效率[2][6] 项目成本控制 - BEST 项目预算持续上涨,从最初 85 亿元增至超 160 亿元,原因包括设备更换、材料差异以及初期概算不够详细等[2][7] 项目招标金额分配 - BEST 项目各环节招标金额:杜瓦底座约 1 亿元,波纹管约 3000 万元,冷屏约五六千万元,磁体系统约 50 亿元,真空室约 5 亿元,偏滤器和屏蔽块预计数亿元,低温系统制冷剂约 5 亿元,加热系统约十多亿元,电源系统约 10 亿元[2][8][9][11] 项目目标 - BEST 项目科学目标:实现 20 - 40 兆瓦聚变功率,Q>1,持续 1000 秒以上;或实现 100 - 200 兆瓦聚变功率,燃烧 5 - 10 秒,Q>5;工程目标:中心磁场强度达到 6.15 特斯拉[4][19] 电源系统 - 核聚变项目电源系统包括磁体电源、加热电源和配电电源等,用于提供磁场、加热等离子体,还有开关网络等配套设备,构成复杂供能体系[4][13] - 电源系统需分批招标,因包含多种不同类型电源,要根据安装进度和技术要求逐步采购[12] 氚系统 - 核聚变项目氚系统包含氚增值模块、氚燃料循环模块和氚安全包容模块,分别用于生成氚、循环利用燃料和保障安全[14] 燃料循环利用 - 托卡马克装置内氘 - 氚燃料循环利用过程:先降温励磁,中央螺旋管初步加热产生等离子体,外部加热系统提温,约 0.1% - 1%燃料反应,未反应燃料及杂质被偏滤器收集排出,经纯化分离后再注入装置[15] 氢工厂 - 氢工厂是核聚变项目重要配套设施,处理未完全反应燃料及杂质,生成新鲜燃料注入主机,穿增值模块可生成更多穿,设备约需 10 亿元,由九院负责制造与维护[16] 项目进展与合作 - 目前核聚变项目由九院负责实施,也可能引入其他单位合作[17] 设备进口 - 核聚变项目中低温制冷剂、加热系统电子回旋管、诊断系统激光器等设备需依赖进口[18] 不同项目对比 - 高温超导托卡马克装置与低温超导托卡马克装置磁体材料不同,整体规模和造价有差异,高温超导整体造价相对便宜但磁体造价贵[21] - 江西巨变裂变混合堆与 BEST 项目区别在于使用高温超导磁体,BEST 使用低温或混合型磁体[23] - 聚变裂变混合堆利用聚变反应中子激发核废料实现燃料增值,燃料增值效率比传统快堆高 5 - 10 倍,纯聚变发电需 q 值大于 30 商业可行,混合堆只需 q 值大于 1[24][25] 其他重要但是可能被忽略的内容 - BEST 托卡马克主机安装顺序是从下往上,从里往外装,预装大厅预计 2025 年 6 月底封顶,主机大厅 7 月底封顶,还有 4 号楼存放低温制冷剂,3 号楼用于水冷系统,6 号楼作为控制大厅[10] - 环流器改造主要集中在刀穿部分,涉及真空室等,改造费用约 40 亿元,旨在提升常温导体性能并调整[34] - 截至 2025 年上半年,BEST 项目已完成超三分之一招标工作,剩余部分在 2025 年下半年至 2026 年间陆续完成[36] - BEST 项目各个楼之间招标根据安装进度匹配招标进展,边设计边采购、边安装边调试[35] - 下半年 CFEDR 正在进行选址分析,公司内部有专门部门负责,但具体计划尚不清楚[33] - 招标过程分技术评分和价格评分,综合得分确定供应商,有经验公司有优势,新公司可通过测试参与,需控制成本[27] - 核能设备市场对新进入者开放,新公司可通过测试验证产品性能参与供应链[30] - 选择大公司可能有助于降低核聚变项目成本[31] - CFEDR 项目会参考 BEST 项目数据和目标,但不是绝对的,BEST 项目验证的新技术对 CFEDR 有借鉴意义但关联性不大[32] - 高温超导磁体带材主要采购自上海超导和东部超导,江西混合堆若成功大部分带材将来自上海超岛,也可能与东部超跑合作[22]
可控核聚变行业深度
2025-06-18 08:54
纪要涉及的行业和公司 - **行业**:可控核聚变行业、核裂变行业 - **公司**:Helion Energy、西部超导、精达股份、上海超导、合锻智能、国光电器、安泰科技、旭光电子、雪人股份、综合科技、佳电股份、中广核矿业、中国核建、中岩大地、利伯特 纪要提到的核心观点和论据 - **全球核聚变技术发展迅速**:各国加大资本和政策支持,创新型国企融资增加,中美涌现创新公司;托卡马克、仿星器及 FRC 装置技术路线均有进展;超导材料和 AI 赋能加速核聚变发展,预计 2040 年成本或与风电看齐 [1][3][4] - **中国在可控核聚变领域取得重要进展**:EAST 装置和中国环流器 3 号刷新记录,托卡马克装置取得重大突破;中科院等离子所加快项目招标,上海聚变科学研究中心启动大装置招标,规模不亚于国际先进水平 [1][5] - **可控核聚变技术面临挑战**:核心挑战是实现足够高的温度、密度和时间积累;需利用磁场约束等离子体,规避外壁腐蚀,但磁约束控制难以避免湍流现象,需要构造足够耐腐蚀、高温高压材料 [1][6] - **全球主要国家加大对可控核聚变投资**:截至 2024 年 7 月,投资额同比增长 57.2%,达 71 亿美元;私营公司如 Helion Energy 获重要融资,其 FRC 路线发展到第七代 Polaris,具有较大潜力 [1][7] - **核裂变与核聚变是相反过程**:裂变是重原子分裂释放能量,聚变是轻元素合成,需极端条件 [1][8] - **人工智能在核聚变研究中发挥重要作用**:包括模拟预测、数据分析和处理,优化反应堆几何形状和运行参数,提高核聚变效率和稳定性;AR 模型应用可大幅提升研发效率 [3][4][10] - **核聚变技术的创新路线**:主要包括仿星器、磁镜装置和场反转配置(FRC);FRC 具有系统结构简单、造价与运行成本低、商业化潜力大的特点 [9] - **惯性约束核聚变技术取得重大进展**:商用民用领域应用较少,但已实现重大进展;代表性的装置包括美国国家点火装置(NIF)和法国 ELM,中国工程物理研究院绵阳九院的神光一二装置也取得显著成果 [11] - **ITER 项目不断取得有序进展**:计划 2034 年启动运行,2036 年进行全池试验,到 2039 年开始氘氚核聚变实验;尽管多国合作带来一定分歧,但仍是全球最具规模且最为重要的国际合作项目之一 [14] - **中国三代堆及四代堆发展潜力巨大**:三代堆以华龙一号为代表,四代堆包括高温气冷堆与快堆,高温气冷堆已投产,快堆正在建设中;中国进入举国体制时代,在三代堆拓展到四代堆以及未来可能发展的融合堆方面具有巨大潜力 [15] - **核融合产业链各环节成本拆分明确**:典型托卡马克项目总投资规模约为 1000 亿元,其中超导材料占比最大,为 40%以上;偏滤器及包层材料占比 20%左右;电源系统占比 15%以上 [16] - **FRC 装置的电源系统要求较高**:关键点在于线圈电流迅速上升以达到磁场反转效果,对瞬间关闭和放开的要求极高,通常需要相关电容器和真空开关来实现微秒级别的瞬间能量释放 [17] - **核裂变领域部分公司表现突出**:综合科技、佳电股份等公司在三代堆业绩释放及四代堆储备方面表现突出;中广核矿业签订长协合同显示出较高业绩弹性;中国核建、中岩大地、利伯特是核电施工建设方面的重要标的 [18] - **旭光电子在可控核聚变领域具有优势**:早在 2020 年就与等离子所合作过长脉冲、高功率电子管项目,为国内独供角色;电子管作为高耗能耗材,使用周期一般为一年左右 [20] - **2024 - 2026 年是三代堆业绩强释放期**:2022 年核准的 10 台机组不会立即开工建设,审批和建设需要时间;从 24 年开始到 26 年,将是三代堆业绩强释放期,三代堆相关标的业绩确定性非常高 [21] - **核聚变与裂变板块整体投资前景较好**:无论是裂变还是可控核聚变,从三代堆到四代堆以及未来的发展路径,都具有较强投资前景;三代堆有确定性增长,可控核聚变更具估值和业绩弹性 [22][23] 其他重要但是可能被忽略的内容 - 2025 年以来,可控核聚变行业在资本市场表现亮眼,裂变和核聚变领域都获得了相对不错的超额收益 [2] - 谷歌 DeepMind 与瑞士洛桑联邦理工学院合作,以及普林斯顿团队在 2024 年 2 月和 10 月实现了突破性的 AR 模型应用,将等离子体温度提高了 1000 万倍 [10] - 中国工程物理研究院绵阳九院的神光一二装置在惯性约束核聚变技术方面取得显著成果 [11] - 中科院 BEST 项目于 2025 年 3 月顺利完成顶板浇筑,标志着工程进入全面分区完工交付阶段 [12] - 中科院等离子体物理研究所自 2025 年 3 月以来持续进行核心设备招标,包括预算金额达 2 亿元的 170MHz 回旋管及 3500 万元低温透屏测试冷箱 [13] - 中岩大地在岩土工程软土地基处理上表现优异,已获得超过 3 亿元订单,并且随着核电机组数量增加,每年至少会有三四台基础设施项目,对其业绩有较大推动作用 [18] - 利伯特专注工业模块设计,其业绩弹性较高 [19]