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我国可控核聚变工程示范突破,国产化率达96%

2025-12-17

摘要

可控核聚变产业化正从实验验证阶段迈向工程示范阶段,商业化进程加速。目前,中国核聚变关键设备国产化率已超96%,核心部件如钨基偏滤器和高温超导带材已实现自主生产。行业预计核聚变有望在2031-2035年间实现商业供电,而2027年BEST装置的发电演示将是重要节点。材料创新是突破产业瓶颈的核心,AI技术的应用则有效加速了研发进程。资本市场对此高度关注,相关板块及个股表现活跃。

线索

投资机会

1. 上游核心材料:材料是核聚变产业化的核心瓶颈,也是价值链的关键环节。具备高温超导材料(如REBCO带材)和特种金属材料(如钨、钨铜合金、铍涂层)研发和生产能力的企业,将直接受益于聚变装置的建设和升级。

2. 高壁垒核心部件:随着项目从实验走向工程示范,对具有高技术壁垒和认证门槛的核心部件需求将激增。在超导磁体电源、金属锻件(真空室、屏蔽包层)等领域已占据先发地位或获得独家供应资格的企业,具备明确的业绩增长潜力。

3. 技术协同效应:AI技术与核聚变的结合是重要的加速器。能够利用AI进行等离子体控制、反应堆设计优化的企业或研究机构,虽然短期内难以直接体现在投资标的上,但代表了技术发展的前沿方向,长期看将降低商业化成本和风险。

潜在风险

1. 技术路线不确定性:尽管多种技术路线并行发展,但最终哪种路线能率先实现商业化并具备经济性仍存在不确定性。投资于特定技术路线的公司面临技术被淘汰的风险。

2. 商业化周期长:核聚变能源的商业化是长周期过程,需要持续巨额资本投入。短期内市场情绪高涨可能导致相关公司估值过高,若技术进展不及预期,股价可能面临大幅回调风险。

3. 政策与资金依赖:核聚变项目高度依赖国家政策和长期资金支持。任何政策转向或资金投入的减少,都可能延缓整个产业的发展进程,影响相关企业的订单和研发进度。

正文

可控核聚变技术进展与产业化现状

可控核聚变对国家能源安全和科技自主具有重要意义,其产业化正从实验验证阶段逐步推进到工程示范阶段。材料性能是核聚变技术能否实现的核心难题。目前,核聚变关键设备的国产化率已经超过96%,钨基偏滤器、高温超导带材等核心部件已实现自主生产。随着2027年BEST装置发电演示工作的推进,以及EAST装置长脉冲运行纪录的刷新,该行业已进入多个技术路线竞争、资本集中投入的新阶段。

核聚变工程落地与商业化进程

核聚变产业发展分为科学理论、科学可行性、工程可行性、商业可行性和商业堆五个阶段,目前正朝着工程可行性和商业可行性方向推进。中国核聚变工程明确了“实验堆-示范堆-商用堆”三步发展计划,当前处于实验堆阶段。实验堆旨在验证聚变能源的科学原理和基础技术;第二阶段计划到2035年建成中国聚变工程试验堆(CFETR);第三阶段到2050年启动商业聚变示范电站建设。全球范围内,多个国家的聚变示范堆计划均在推进,商业化进程持续加快。行业内普遍预计,核聚变有望在10年内实现商业供电,2031-2035年是多数人认可的时间段。

AI技术在核聚变研发中的应用

AI技术为核聚变发展提供了重要支持,能够帮助理解等离子体运动规律,预测反应过程和结果,并优化反应条件。其中,强化学习技术在托卡马克等离子体控制约束中应用效果显著,能将建模时间从几小时缩短到毫秒级,并可实时预测运动趋势,提前300毫秒预警不稳定情况,避免反应中断。2022年,DeepMind与瑞士等离子体中心合作研发的AI强化学习系统,已成功实现托卡马克内部等离子体的稳定控制。

材料创新:突破产业链核心瓶颈

可控核聚变装置运行环境极端,材料创新是突破产业发展瓶颈的核心。当前材料研发主要围绕三个方向:一是通过纳米涂层、梯度材料技术提升材料的抗热冲击能力,如钨铜梯度材料、铍涂层;二是优化超导材料,如高温超导材料(REBCO)能提升磁体系统性能;三是通过合金化、复合材料技术增强材料的抗辐射和抗热疲劳能力。

超导材料是核聚变装置的核心材料,其性能直接影响对高温等离子体的约束能力和能源效率。主流超导材料包括低温超导和高温超导。国内多家企业已布局高温超导磁体产业化:联创超导成功研发出基于REBCO集束缆线的D型超导磁体,并于2024年4月完成低温测试;上海超导作为国内高温超导材料龙头企业,其二代高温超导带材已应用于核聚变磁体等领域,2025年6月申请科创板上市获受理,计划募资扩建产能,预计2025年底产能可达4000公里/年。

产业链发展机会与核心企业

能源装备龙头企业已初步完成核聚变领域布局,核心部件研发进展顺利,产业化路径清晰。超导、第一壁、偏滤器材料等细分领域的企业持续受益。龙头企业通过加大研发投入、搭建技术合作网络,整合行业资源,提升核心竞争力。

部分核心企业情况如下:

* 四创电子(600990):国内唯一实现核聚变装置超导磁体电源模块国产化的企业,掌握了高精度电流控制技术,同时也是CFETR项目高温超导带材的核心供应商。其旗下华耀电子中标了EAST装置电源模块项目。

* 派克新材(605123):国内能批量供应核聚变核心部件的企业,2021年获得核一级容器类锻件资质,2024年新增堆内构件及镍基合金许可资质,为BEST项目供应真空室、屏蔽包层等关键锻件。

* 安泰科技(000969):全球可控核聚变装置的核心供应商,研发的难熔钨钼、镍基高温合金带材等产品,能够研发生产钨铜偏滤器、包层第一壁等全系列涉钨产品。

发布时间

2025-12-15 10:49:41

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