核聚变行业深度：商业进程、技术挑战、产业链及相关公司深度梳理_37页_4mb

核聚变行业深度总结

核聚变概述

核聚变是一种利用轻元素核聚变反应释放能量的高效、清洁、安全的能源形式，其主要优势包括：

• 能量密度高：每公斤燃料可产生比核裂变多四倍的能量，比石油或煤炭多近四百万倍。
• 资源充足：氘可从海水中提取，氚可从锂中产生。
• 清洁：不排放温室气体，聚变产物无放射性。
• 安全：反应条件苛刻，一旦事故反应即终止，安全性高。

目前，核聚变技术主要面临高温、高密度、长约束时间等技术难题，尚未实现商业化。

核聚变实现方式

可控核聚变主要通过三种方式实现：

1. 引力约束：如太阳，但地面无法实现。
2. 惯性约束：利用高能激光或粒子束压缩燃料，时间尺度短，需大量能量输入。
3. 磁约束：通过磁场约束等离子体，是当前最有前景的方案，包括托卡马克、仿星器、反向场箍缩等。托卡马克是最主流方案，约占全球聚变装置的50%。

我国核聚变发展规划

我国采取“热堆-快堆-聚变堆”的三步走战略：

• 第一步（2005-2015）：参与ITER项目，提升国内技术水平。
• 第二步（2015-2030）：建设稳态燃烧托卡马克实验堆，掌握示范堆技术。
• 第三步（2030-2050）：实现商业化，建设聚变示范电站。

国内外政策支持

国内

• 国务院国资委：支持核聚变技术攻关，推动商业化。
• BEST项目：2025年招标超89亿元，计划2027年建成，2035年实现商用发电。
• 中国核电：拟增资10亿元参股中国聚变能源有限公司。
• CFETR：计划2035年建成，实现聚变能商业化应用。

国外

• 德国：2023年投资10亿欧元，建设Wendelstein7-X仿星器。
• 韩国：2024年投资1.2万亿韩元，计划2030年代建设DEMO，2050年代实现商业化。
• 日本：启动FAST项目，计划2030年代末进行发电示范。
• 美国：DIII-D设施完成升级，2024年实现20万次实验性“脉冲”测试。

核聚变商业化进程

商业化路径为实验堆-示范堆-商用堆，其中：

• 实验堆：如ITER，验证技术可行性。
• 示范堆：如DEMO，展示实际应用潜力。
• 商用堆：需实现Q > 50，即能量输出大于输入。

核聚变技术进展

国家队进展

• EAST：实现1.2亿度101秒等离子体运行，2025年实现1亿度1000秒运行。
• BEST：计划2027年建设完成，2035年实现商用发电。
• CFETR：已完成工程设计，计划2035年建成，2050年实现商业化。
• HL-3：目标实现“聚变点火”，2045年进入示范阶段。

民营企业进展

• 星环聚能：SUNIST-2装置性能国内领先，2024年实现等离子体电子温度超1.2keV。
• 能量奇点：洪荒70为全球首台全高温超导托卡马克，Q值突破设计标准。
• 新奥科技：EXL-50U完成首次等离子体实验，计划2026年建设“和龙-2”验证反应率。

核聚变产业链分析

核聚变产业链包括：

• 上游：原料供应，如金属钨、铜、高温超导带材、氘氚燃料。
• 中游：技术研发与设备制造，包括第一壁、偏滤器、高温超导磁体等。
• 下游：核电建设与运营，目标是实现聚变发电。

成本结构

• 设备费用（主机、辅助系统、电力系统）占约55%。
• 主机：磁体（环向、极向）占比约56%，包层（偏滤器、第一壁）约11% + 5% + 4%。
• 辅助系统：加热、真空、燃料循环等，占比约10%。
• 电力系统：占比约15%。
• 场地与基础设施：占比约15%。
• 其他：装配、运维等占约30%。

相关公司

国内

• 中科院等离子体物理研究所：主导EAST、BEST、CFETR项目。
• 核工业西南物理研究院：负责HL-1、HL-1M、HL-2A、HL-2M、HL-3等装置。
• 中国核电：参股聚变能源公司。
• 星环聚能：聚焦球形托卡马克，推动商业化。
• 能量奇点：研发洪荒70，实现高温超导技术突破。
• 新奥科技：打造EXL-50、EFRC-0等装置，探索氢硼聚变技术。

国外

• 日本：JT-60SA、FAST项目。
• 德国：Wendelstein7-X。
• 美国：DIII-D、FireStar Fusion Drive。
• 韩国：KSTAR。

参考研报

• 《托起明天的太阳》
• 《聚变能源研究态势及展望》
• 《The global fusion industry in 2024》
• 《核能与聚变裂变混合能源堆》
• 《全球聚变行业报告》