20260221-国信证券-可控核聚变系列研究（一）_聚变启航_未来已来_43页_3mb

可控核聚变系列研究（一）总结

核心内容

可控核聚变被视为解决未来能源问题的“终极能源”，因其具备接近无限的能源潜力、高能量密度、原料来源广泛、环境影响小和部署灵活等优势。与核裂变相比，核聚变具有更高的安全性，不会发生堆芯熔毁等严重事故，且放射性危害较小，是未来能源系统的核心战略方向。

主要观点

• 核聚变的优势：核聚变具有高能量密度、清洁无污染、燃料来源丰富等优势，被视为“能源问题的终极答案”。
• 实现核聚变的条件：需要达到上亿度的高温和极高的粒子密度，且需控制等离子体以避免与壁面接触。
• 核聚变的商业化路径：目前主要通过磁约束（如托卡马克装置）和惯性约束（如激光聚变）实现，其中托卡马克技术最为成熟，商业化进展最快。
• 国内聚变发展：我国聚变领域呈现“国家队+民营企业”双轨并行的发展格局，多种技术路线并存，包括托卡马克、场反位形、仿星器等，预计在2030年实现演示发电，2035年建成示范项目，2050年前实现商业化。
• 行业加速发展：核聚变行业正处于科研、产业、资本和政策四重共振的发展阶段，资本开支持续增加，技术进步如高温超导和AI的应用进一步推动行业发展。
• 产业链布局：核聚变涉及多个产业链环节，包括主机系统、超导带材、氘工厂、电源、加热与制冷系统、特种材料、工程建设、核电运营等。

关键信息

核聚变原理

核聚变是两个轻原子核结合成较重原子核并释放能量的过程，遵循质能方程 $E = mc^2$。实现核聚变需要达到上亿度的高温和高粒子密度，目前主要通过磁约束和惯性约束两种方式。

核聚变燃料

• 氘氚聚变：燃料来源丰富，但需要解决氚的获取和安全问题。
• 氘氦3聚变：无中子辐射，清洁性更高，但燃料获取难度较大。
• 氢硼聚变：不产生中子，但点火条件极高，技术难度大。

核聚变约束方式

• 磁约束：包括托卡马克、仿星器、场反位形和磁镜等，其中托卡马克技术最为成熟。
• 惯性约束：主要通过激光或Z箍缩技术实现，如NIF装置已实现科学Q值大于1。
• 重力约束：仅在自然界中存在，无法在地球上直接实现。

核聚变商业化进程

• 国内：聚变新能、中国聚变能源等企业正推进实验装置建设，计划在2030年后实现演示发电，2050年前实现商业化。
• 国际：美国、欧盟、日本、德国等国家在聚变领域投资加大，商业化规划激进，预计在2030年代实现聚变商业化。

聚变行业催化因素

• 科研进展：如中国环流三号装置在2025年已达到聚变三重积 $10^{20}$ 量级。
• 产业加速：多家企业切入核聚变赛道，推动技术迭代和商业化进程。
• 资本投入：行业资本开支持续增加，预计“十五五”和“十六五”期间年投资规模达200亿元。
• 政策支持：我国核能“三步走”战略和ITER项目推动聚变行业发展。
• 技术突破：高温超导和AI技术的发展为核聚变提供了新的赋能手段。

重点公司与投资建议

重点公司

投资建议

• 推荐关注聚变装置链主标的，如聚变新能、中国聚变能源。
• 关注主机关键设备供应商，如应流股份、江苏神通。
• 超导带材与磁体供应商，如许继电气、广大特材。
• 电源及其他电气设备供应商，如皖仪科技、中泰股份。
• 加热与制冷系统供应商，如西子洁能。
• 各类辅助系统设备供应商，如江苏神通、皖仪科技。
• 持有核电运营牌照的企业，如中国核电、中国广核、电投产融。

风险提示

• 技术发展和商业化进程不及预期。
• 技术变革风险。
• 核事故风险。
• 电力需求不及预期。
• 电价下调和经济性不及预期。
• 项目建设不及预期。
• 市场竞争风险。
• 政策风险。

市场空间

• 当前市场空间主要来自科研和商业实验装置带来的工程建设和设备需求。
• 预计“十五五”和“十六五”期间，核聚变装置每年投资规模合计在200亿元左右，带动产业链上下游约500亿元市场空间。
• 长期来看，聚变电站有望成为能源系统下一阶段的主力军，预计2060年实现“碳中和”目标后，聚变电站可替代20%的总发电量，市场空间可达8-10万亿元。

总结

可控核聚变作为未来能源的“终极解决方案”，正迎来多端共振的发展阶段，中美在该领域竞争激烈。我国聚变行业以国企为主导，辅以民企探索多种技术路线，预计在2030年实现演示发电，2035年建成示范项目，2050年前实现商业化。行业资本开支加速，技术溢出效应显著，带动超导材料、极端环境材料、真空系统、加热冷却系统、诊断控制系统等产业链发展。重点公司包括应流股份、许继电气、中泰股份、广大特材、江苏神通、皖仪科技、中国核电、中国广核和电投产融，值得投资者关注和布局。