可控核聚变行业深度报告：未来理想终极能源，“政策：产业：资本”有望共振_1__35页_4mb

报告摘要

可控核聚变是一种通过两个较轻的原子核结合成一个较重的核并释放巨大能量的核反应形式，具有资源丰富、清洁绿色、安全高效等优点，被认为是未来理想终极能源。目前，实现可控核聚变的三种主要技术路径包括磁约束、惯性约束和引力约束，其中磁约束是当前研究的重点方向，托卡马克装置是最具前景的磁约束方案。

技术路径与装置：
- 核聚变反应需要满足聚变三乘积（密度×温度×约束时间）和Q值（能量输出/输入）两个关键参数，Q值达到1为能量平衡，Q值达到5或更高可实现自持反应，Q值大于30则有望商业化。
- 托卡马克装置是当前主流，如中国“东方超环”（EAST）和“环流三号”（HL-3），以及国际热核聚变实验堆（ITER）。
产业临界点临近：
- 国内外在政策、产业、资本方面形成共振，国内“环流三号”已实现双亿度等离子体运行，海外Helion Energy和Commonwealth Fusion Systems也取得重要进展。
- 2031-2035年全球核聚变设备新增规模预计达万亿，2023-2035年CAGR约23%。
商业化前景：
- 实现商业化需满足Q值≥10，且具备较高的可利用率和耐辐照能力。
- 国际上计划2050年建成DEMO商业示范堆，国内计划2030's年建成CFEDR工程堆，2050's年建成原型电站。
私营企业参与：
- 私营企业加速布局，降低行业门槛，如Helion Energy、Commonwealth Fusion Systems等，通过技术创新和资本投入推动产业化。

聚变三乘积：衡量核聚变反应效率和性能的关键指标，需大于 $5 \times 10^{21} \mathrm{~m}^{-3} \cdot \mathrm{s} \cdot \mathrm{keV}$。
Q值：衡量聚变反应堆品质的参数，Q值≥1为能量平衡，Q值≥5可实现自持反应，Q值≥30有望商业化。

国际：
- ITER：计划2035年实现氘-氚聚变运行，2034年开始完整研究活动。
- JET：创下了聚变能量69MJ的世界纪录。
- NIF：实现了核聚变净能量增益，成为首个达到“点火”里程碑的实验装置。
国内：
- 环流三号：2025年实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度。
- 东方超环：2025年实现超1亿摄氏度、1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行。
- BEST：计划2027年完成建设，2025年启动部分部件招标。
- CFEDR：我国继ITER之后的大型试验平台，为示范堆提供技术基础。
- 星火一号：聚变-裂变混合堆，计划2029年首次并网发电。