太平洋证券近日发布了《可控核聚变展望:进入关键导入期》行业深度研究报告,该报告深入探讨了可控核聚变技术作为未来能源解决方案的发展前景,分析了其在能源丰富性、零排放和高安全性等方面的显著优势,并详细讨论了技术路线、产业链发展、政策与资本支持等多个关键领域。报告指出,可控核聚变技术正处于从实验室走向工程化的关键时期,涉及的技术突破和商业化进程中蕴含着巨大的投资和研究价值。
可控核聚变:能源革命的新征程
能源是人类文明进步的基石。随着化石能源的逐渐枯竭和环境污染问题的日益严重,寻找清洁、可持续的能源成为全球共同面临的挑战。在众多新能源技术中,可控核聚变以其能源丰富、零排放、安全性高等显著优势,被视为人类终极能源解决方案。1克氘氚聚变释放的能量相当于11.2吨标准煤,远超核裂变与化石燃料。在实现“双碳”目标的背景下,可控核聚变成为战略选择。
多技术路线并行突破,磁约束与惯性约束成主流。磁约束以托卡马克、仿星器为代表;惯性约束以美国NIF为代表,国内“神光”计划持续推进激光驱动技术。两类技术均进入工程验证阶段,磁约束聚焦稳态运行,惯性约束发力点火效率,共同推动聚变能从实验室走向工程化。
产业链协同发展,材料与设备成攻关核心。上游超导材料、耐辐照钨合金突破技术壁垒;中游设备进入ITER及国内实验堆供应链;下游以中核集团、中国核电为代表,推进“星火一号”混合堆(Q>30)、BEST紧凑型装置等示范项目。
政策与资本双重助力,商业化进程加速。我国“十四五”规划明确支持核聚变研发,中核集团牵头成立创新联合体,25家央企与科研机构协同攻关;美国DOE、英国UKAEA等国际力量加大投入,全球私营企业融资超62亿美元。
在核聚变产业链中,上游核心材料与关键部件的公司如精达股份、永鼎股份、西部超导、安泰科技、广大特材、久立特材等值得关注。中游核心设备与系统集成的公司如爱科赛博、联创光电、上海电气、国光电气、合锻智能等同样不可忽视。下游工程应用与商业化的公司如中国核电等也是产业链中的重要一环。
风险提示方面,核聚变项目研发进度不及预期、政策不及预期、行业竞争格局恶化、下游需求减弱导致核聚变项目需求不及预期、安全性和环境影响仍需进一步验证等问题不容忽视。
在全球范围内,可控核聚变的研发与工程投资进展显著。美国、欧洲等海外地区已通过私营企业融资与政府项目加速推进,国内未来五年将进入投资密集期。中核集团作为典型代表,宣布未来五年将投入超500亿元用于可控核聚变关键技术攻关与实验堆建设。重点布局磁约束聚变工程、惯性约束点火技术及聚变-裂变混合堆研发。
在核聚变工程核心设备成本拆解方面,以ITER、CFETR为例,核心设备可分为超导磁体系统,真空室与第一壁,偏滤器与包层,加热与诊断系统四部分。ITER的成本分配为磁体系统:28%(56亿欧元),真空室及堆内构件:25%(55亿欧元),加热与供电系统:18%(39.6亿欧元),建筑与低温系统:14%(30.8亿欧元)。
在产业链分布和关键企业概况方面,上游主要包含超导材料:低温超导线材,高温超导带材;耐辐照材料:钨基合金,低活化钢。中游主要包含磁体系统,真空与冷却系统,加热与诊断系统;下游由中核集团、中科院系进行总工程承包。
西部超导、联创光电、永鼎股份、精达股份、安泰科技、国光电气、合锻智能、爱科赛博等公司在各自领域均有技术突破与项目参与,展现出核聚变产业链的活力与潜力。
聚变能源开发的重要里程碑节点包括能量平衡、氚自持、可利用率、耐辐照能力等。预计2030-2050年进入示范堆验证阶段。跨越这4个节点后,聚变能源还面临经济竞争力差的困境。
国家顶层设计与战略定位将可控核聚变列为“探索开发”的前沿技术,作为实现“双碳”目标的重要战略储备能源。科研专项与财政投入、社会资本引导、组织架构与产学研协同、技术攻关与工程化推进等方面均显示出国家对可控核聚变的支持。
这篇文章的灵感来自于《可控核聚变展望:进入关键导入期》这份报告。除了这份报告,还有一些同类型的报告,也非常有价值,推荐阅读,这些报告我们都收录在同名星球,可以自行获取。
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