核电设备行业系列深度报告二：可控核聚变：国内实验堆进展如何_35页_3mb

可控核聚变：国内实验堆进展总结

核心内容

可控核聚变作为未来清洁能源的重要方向，我国已制定明确的发展路线图，计划在2030年建成中国聚变工程实验堆（CFETR），并在2050年实现聚变原型电站（PFPP）的商业化应用。这一目标标志着我国从“聚变反应”向“工程化”转化的进程加速。

主要观点

• 技术路线图：我国核聚变发展路径分为三个阶段，即实验堆、工程堆、原型电站，分别对应2030年、2035年和2050年。
• 技术进展：在2025年1月，EAST装置创造了1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”的世界纪录，标志着我国聚变研究从基础科学进入工程实践阶段。
• 关键项目：
  • CRAFT：为CFETR提供关键技术保障，截至2024年5月，总体进度已达70%。
  • BEST：作为EAST的后续项目，预计2027年建成，将首次实现聚变能发电。
  • 中国环流三号：目前仍处于实验研究阶段，目标是实现“聚变点火”，预计2045年进入示范阶段，2050年实现商业化发电。
  • Z-FFR：具备良好的经济性，计划在2040年后实现商业化供能，预计总建造成本约为30亿美元。

关键信息

• 国际进展：2050年被视为建成并投入运行DEMO的关键时间节点，多国已启动相关研究计划。
• 技术指标：聚变能开发需跨越四个里程碑，包括能量平衡（Q值）、氘自持、可利用率和耐辐照能力。
• 设备成本：参考FIRE项目，聚变实验堆的设备费用占比约55%，商业堆占比约85%。
• 市场预测：2023-2033年全球核聚变设备市场年均复合增速预计为26%，市场空间从208亿元增长至2172亿元。

投资建议

• 上游原材料：关注超导材料、特种气体、特种钢材等，如西部超导、永鼎股份、精达股份等。
• 中游设备：重点关注磁体、偏滤器、第一壁、泵阀等，如联创光电、国光电气、安泰科技等。
• 下游应用：关注核电站运营，如中国核能电力股份有限公司、中广核等。

风险提示

• 可控核聚变工程可行性验证不及预期。
• 核聚变相关投入不及预期。
• 测算中假设造成的偏差风险。

技术与市场进展

• 国内实验堆：中核集团、中科院、中物院等科研院所正积极推进国内聚变项目。
• 国际合作：我国参与ITER项目，并计划在2030年前建成CFETR，缩小与国际领先水平的差距。
• 经济性：Z-FFR项目在资源利用率和成本控制方面具有显著优势。

核聚变产业链

• 上游：包括超导材料、特种钢材、特种气体等。
• 中游：涵盖磁体、偏滤器、第一壁、泵阀等关键设备。
• 下游：主要为核电站运营，实现商业发电。

市场空间测算

• 实验堆阶段：预计全球核聚变设备市场年均规模将从2021-2025年的208亿元增长至2026-2030年的917亿元、2031-2035年的2172亿元。
• 商业堆阶段：预计市场空间达3万亿元，设备费用占比约85%。

公司表现

• 联创光电：聚焦激光和超导业务，毛利率提升，盈利能力增强。
• 国光电气：参与多项聚变设备研发，偏滤器、第一壁等关键部件供应商。
• 西部超导：提供低温超导带材，参与磁体研发，技术优势显著。
• 安泰科技：专注于偏滤器研发，助力聚变堆建设。

总结

可控核聚变作为未来能源的重要方向，我国在技术路线、项目进展和市场布局方面均取得显著进展。随着CFETR和Z-FFR等项目的推进，国内核聚变技术将逐步实现工程化和商业化。在产业链中，上游原材料和中游设备供应商将受益于实验堆和商业堆的建设需求，而下游核电运营企业将推动聚变能的实际应用。整体来看，核聚变设备市场将快速增长，为相关企业提供广阔的发展空间。