纪要涉及的行业和公司 - 行业:可控核聚变行业 - 公司:CFS公司、Helion公司、新奥科技、新环技能、清华聚能、能量起点、中国聚变能公司、瀚海聚能、CFS MIT、Orion、中国聚电能公司、能达起点能源、北京航天广通科技有限公司、旭光电子、王子新材、联创光电、先捷聚能公司、西部超导、永鼎股份、精达股份、一夕科技、国光电器、安泰科技、合锻智能、应流股份、九立特材、宝银特材科技股份有限公司、安徽金溢、陕西威斯曼、杭州晶日、河南纽瑞、中科富海、安徽万瑞冷电科技、苏州杜尔气体化工装备有限公司、雪人股份、一重、二重、武汉重型机床、上海电器国际重装、东方电气、航天晨光、海陆重工、无锡华丽、中天集团旗下上海超导、西安聚能超导、上海国际超导、合肥易和、西合肥西和超导、凯勒姆公司、ATEC 纪要提到的核心观点和论据 - 可控核聚变重要性:是解决人类能源问题重要途径之一 到2050年全球能源市场将面临50%空缺 风能和光伏仅占全球发电量10%左右 无法满足新增能源需求 核裂变和核聚变技术可填补空缺 各国政府大力支持核聚变发展[2] - 关键技术突破:高温超导体进步提升磁场强度 如CFS公司基于高温超导磁体技术的托卡马克Spark反应堆 中心场强达11个特斯拉 装置体积缩小为国际热核聚变实验堆ITER的1/50 成本从200亿美金降至20亿美金;脉冲功率系统进步显著 如Helion公司实现1亿度离子温度[3][4] - 全球私营核聚变公司发展现状:数量增长至近50家 比2021年翻倍 约70%的商业化路线图预计在2030 - 2040年间实现并网发电[5] - 中国进展和政策支持:中科院成立“中科院新能公司” 建设BEST装置 每年投资30 - 40亿元;中核集团计划在上海闵行设计高温超导托卡马克 总融资规模达150亿元;2025年出台“聚变装置辐射安全管理有关事项”通知 标志进入快速发展期[6] - 核聚变技术路线:主要有磁约束、惯性约束和磁惯性约束三种 磁约束以托卡马克为代表 约束时间长但密度要求较低;惯性约束几乎无约束时间 需要超高密度;磁惯性约束介于两者之间[1][9] - 核聚变能源商业化形式及挑战:有环形磁约束和紧凑型磁约束两种 环形磁约束成本高昂 如ITER需200亿美元 CFETR预计超1000亿人民币;紧凑型磁约束简化磁体系统 但约束性能差 需要脉冲运行方式[10][11] - 国内外公司进展:国际上CFS MIT融资30亿美元 预计2030年代发电 Orion计划2028年商业化 已融资10亿美元 2025年上半年新增4亿美元;国内清华聚能希望2028年商业化 2025年有新商用核聚变公司出现并积极融资[13][12] - 国内初创企业技术路线优缺点:高温超导托卡马克可提升磁场强度 降低装置尺寸和成本 但面临电加热等问题 研发周期长 需千亿量级投入;传统低温超导托卡马克资金成本要求大 乐观预计2050年商业化;球形托卡马克细节未详;直线型装置对标Helion公司 2025年有大量中国企业和机构推出[14] - MIT技术优势与挑战:基于物理基础牢固 设计参数在经验标定率数据参数范围内 增加新物理因素 是先进托卡马克装置之一 但需解决高温超导磁体可靠运行、加热到上亿度、大破裂和热负荷等问题[15][16] - Helion公司反应堆特点及目标:北极星反应堆2021年实现9个KeV离子温度 计划提升磁场强度 实现Q值目标 达到q大于3实现商业化运行[17] - 解决设备问题方法:使用偏滤器处理氦灰等杂质 确保设备稳定运行;通过偏滤器磁场位形设计解决氦灰排放问题 但当前偏滤器靶板承受热流能力需提升[18][20] - 离子回旋加热系统现状:发展到25兆瓦级别 需要多个天线协同工作 主要供应商有北京航天广通科技有限公司和旭光电子 现有技术储备不足[21] - 托卡马克装置稳态运行进展:中国中科院托卡马克装置实现千秒级H模运行 但未达反应堆参数要求 需解决等离子电流、离子温度、高约束模式相关问题[22][23] - Helion路线磁压缩技术进展:在Chinook反应堆上已实现一度 需将磁场强度从8特斯拉提升到15特斯拉 2025年融资4亿美元研发关键组件[24] - 企业创新方案:联创光电采用聚变裂变混合堆技术 安全且能处理核裂变乏燃料 但商业化难度大;先捷聚能公司采用低温缩方式替代高温超导堆芯 系统更简单 提高商业化可行性[26][28] - 反应堆建设成本:主要集中在低温超导磁体、主机三大件、特种电源、中央控制系统和冷却系统等 低温超导磁体占比约30% 高温超导装置磁体成本占比可达50%左右[3][29] - 商业化进程:最乐观2028年实现商业化 取决于凯勒姆公司路线;最不乐观需30 - 50年 取决于持续投入与解决困难能力[37] - 投入与融资情况:国内多个实验堆每年总投入几十亿至百亿人民币 2026年全球预计每年投入100亿人民币;2026年中国核聚变领域融资规模预计每年达100亿人民币;美国几大主要核聚变装置融资约50 - 60亿美元 约三四百亿人民币[38][39][40] 其他重要但是可能被忽略的内容 - 核反应原理:主要包括氘氚反应等四种主流反应 受控热核反应需将氘氚原子加热到上亿度形成等离子态 满足劳森判据才能有效进行[7][8] - 国内超级电容领域企业:王子新材技术应用于电磁弹射系统和电磁炮等领域 联创光电采用聚变裂变混合堆技术[25] - 产业链供应商:低温超导托卡马克领域西部超导垄断;高温超导磁体和线材领域有联创光电等公司;连接器和包层有国光电器等企业;真空室内部件由合锻智能负责[30][31] - 材料部件企业:应流股份专注聚变堆材料部件 九立特材生产Eter best导体铠甲 宝银特材涉足核裂变管材并用于核聚变[32] - 低温系统研发企业:中科富海等公司进行低温系统技术研发 雪人股份宣称氦气压缩机符合要求但待验证[33] - 真空室制造企业:一重等企业具备制造真空室及相关部件的能力 无锡华丽是新能源开发公司供应商之一[34] - 高温超导磁体研发:处于初期阶段 能量起点公司研发出20特斯拉级超强磁体 可靠性待提升 有八家公司参与研发[35] - 美国核裂变技术情况:拥有强大供应链与人才储备 但能源充足未给予最高优先级 随着AI耗电量增加可能提前布局 但制造业不如中国 振兴计划面临挑战[36] - 产业近期情况:产业受关注和资本青睐 热度至少持续到2025年6月中旬 期待Helion Energy实验结果 国际原子能机构建议关注未来实验进展信息发布[44]
可控核聚变系解读
2025-05-27 23:28