摘要

近年来，我国磁约束聚变能源技术进步明显，如EAST装置创造了多项世界纪录（以实现超导托卡马克准稳态双输运垒为代表），2025年1月首次完成了1亿摄氏度1066秒“高质量燃烧，长达15分钟，向可控核聚变商业化又进了一步。全球商业可控核聚变公司数量显著增加，绝大多数公司预计将在2030年代初实现聚变发电。自2021年以来，私营核聚变公司数量从23家激增至2025年的近50家。核聚变工业协会（FIA）2024年调研显示，约70%的商业公司预计在2030至2040年间实现首次并网发电。

近期可控核聚变行业变化较大，行业内公司短期也都有了较大的涨幅。行业催化事件：1)中科院等离子体所25Q1招投标D型高温超导磁体系统，联创超导中标；2)合肥BEST项目原规划总投资85亿元，基建进展顺利，预计2025H1正式展开聚变装置设备零件招投标。3)江西核聚变公司：星火一号完成高温超导混合堆项目需求文件评审。中国计划在2030年前建成全球首座聚变-裂变混合发电厂“星火”，选址江西南昌瑶湖科学岛。混合堆“星火一号”装置建设及基建投资提升至近150亿元，预期25H2-26H11展开招投标。近年来，我国磁约束聚变能源技术进步明显，如EAST装置创造了多项世界纪录（以实现超导托卡马克准稳态双输运垒为代表），2025年1月首次完成了1亿摄氏度1066秒“高质量燃烧，长达15分钟，向可控核聚变商业化又进了一步。

核能的释放主要分为核聚变和核裂变。核聚变是两个轻原子核结合形成一个较重原子核，同时释放大量能量的过程。与之相反，核裂变反应是通过中子轰击不稳定的重元素放射性同位素（如铀235），使其分裂成更小的原子并释放出更多中子。核裂变反应需要精密控制，会导致大量放射性污染物的释放，而核聚变相对要清洁能源，过程没有多少放射性污染物。

核聚变和核裂变的区别

为了实现可控核聚变，人类在20世纪60年代尝试了多种技术路径，开启了可控核聚变技术探索的百花齐放时代。这一时期，各国科学家积极探索不同的技术方案，试图找到一种能够有效控制核聚变反应的方法，包括磁镜、箍缩以及仿星器技术等等。在众多技术路径竞相发展的前夕，托卡马克技术凭借卓越的性能脱颖而出，如今已成为可控核聚变研究领域最主流的技术路线。世界上主要的托卡马克装置包括35个国家合作建造的ITER，日本和欧盟合作建造的JT-60SA，我国的EAST，美国的TFTR，欧洲的JET，韩国的KSTAR，法国WEST等。全球商业可控核聚变公司数量显著增加，绝大多数公司预计将在2030年代初实现聚变发电。自2021年以来，私营核聚变公司数量从23家激增至2025年的近50家。核聚变工业协会（FIA）2024年调研显示，约70%的商业公司预计在2030至2040年间实现首次并网发电。

可控核聚变有4个重要节点。能量平衡、氚自持、可利用率、耐辐照能力4个指标最为关键，可用于各种聚变堆的技术性能差异比较。聚变能源发展需要跨越4个里程碑节点：节点1为当前的领域最优水平；节点2为ITER水平；节点3为聚变商业示范堆（DEMO）水平；节点4为第一代商业堆水平。国际热核聚变实验堆（ITER）的目标是实现聚变三重积大于6×1021m.s•KeV和Q大于10，以验证聚变发电的可行性。为了商业化发电，需要综合考虑电-热转换效率为70%和聚变能-电能转换效率为40%。在这种情况下，认为聚变三重积应大于7.5×1021mS.s-KeV，对应Q大于30，才能算作成熟的商业发电。目前，主要的聚变堆仍在朝着实现Q等于1的目标迈进。

核聚变重要的4个技术节点

核聚变装置价值量拆分

各部件占比情况：在ITER项目中，磁体价值量占比约28%，对内构件（偏滤器系统）占比约17%，真空室占比约8%，加热和电源驱动占比约7%。粗略划分，磁体占整体装置成本约三分之一，主机部分约三分之一，辅助部分约三分之一。磁体系统：在磁约束可控核聚变装置中，产生约束磁场的磁体系统扮演着核心角色，磁场强度与均匀性对于整个装置的性能与效率均有着重要影响。在磁约束可控核聚变的研究过程中，磁体系统的设计和优化是一项复杂而又重要的任务。

相关公司情况：磁体占比最大，建议重点关注低温磁体供应商西部超导、高温磁体供应商联创光电、磁材供应商永鼎股份（子公司东部超导），东部超导目前高温带材有2000公里产能和上海超导，上海超导拥有6000公里的高温超导带材。

偏滤器系统

偏滤器系统作为托卡马克装置中最重要的组成部分，偏滤器由穹顶板、内外靶板、抽气系统和冷却系统组成。EAST装置中内、外靶板是受等离子体轰击最激烈的区域，同时也是装置中热负荷最严苛的区域，聚变装置中偏滤器的主要作用是将聚变反应产生的杂质和热量及时排出。等离子体壳层磁面与偏滤器靶板相交，热量集中在靶板的等离子体轰击区域内。国内偏滤器企业龙头是国光电气，公司生产的偏滤器和包层系统是ITER项目的关键部件。偏滤器是托卡马克装置的关键组成部分，它是构成高温等离子体与材料直接接触的过渡区域：一面是温度高达几亿度的等离子体，另一面是通常的固体材料。ITER包层系统的主要功能是吸收来自等离子体和中性束注入的辐射和粒子热通量、为真空室和外部容器组件提供热屏蔽等。包层系统由覆盖约600平方米的440块包层模块（BM）组成。一块BM主要分为两部分：一块面向等离子体的第一壁（FW）面板和一块屏蔽模块（SB）。

真空室系统

真空室位于磁体与冷屏之间，包含主体和窗口两个部分。主体是一个环截面为D型的双层结构，由位于地面上的柔性重力支撑部件支撑着。在内外壳之间填充硼化冷却水以屏蔽中子，为聚变反应的安全进行提供第一道安全屏障。真空室具有多个功能：(1)支撑真空室内部部件以及在各种工况下引起的机械载荷。(2)参与中子防护，是中子防护的重要环节。(3)为等离子体提供维持高质量真空环境，以限制杂质进入等离子体。(4)在脉冲放电期间，移除响应的功率，在没有冷却剂的情况下移除所有真空室内部部件的衰减热量。(5)整体结构形成连续导体壳，以便控制等离子磁流体运动的稳定。(6)为氚和活化灰尘提供第一个约束壁垒。

国内真空室系统生产企业主要有合锻智能，合锻智能在真空室部件制造方面有重要参与和进展，主要情况如下：2024年5月7日，聚变产业联盟大型结构容器工作组会议上，聚变新能（合肥）有限公司与合锻智能签署项目合同。合锻智能主要承接了大科学工程紧凑型聚变实验堆（BEST）项目核心关键部件，包括真空室扇区核心部件、窗口延长段以及重力支撑等制造任务。合锻智能作为可控核聚变关键部件供应商，已承接了真空室构件的成形焊接工作，并投入研发力量。公司还参与了聚变堆、真空室、偏滤器等核心部件的制造预研工作，与中国核工业二三建设有限公司在聚变堆真空室制造技术等方面开展长期战略合作

国内主要核聚变项目情况

混合堆项目：国内有两个比较有名的核聚混合堆项目。成都方向以彭先觉院士为主导的项目，一期稳步推进，总投资预计200亿以上，2027年底前计划做完实验堆，二期工程堆投资较大，国光电器参与其中；江西方向的星火一号项目，总投资约200亿以上，分两期建设，一期计划2029年初步发电，能量增益系数目标达30左右，投资100亿以上，使用超导材料，资金来源于江西省政府和中核集团，联创光电深度参与，今年落实技术设计和基建部分，未来预计年均近百亿投资规模。

环流三号项目：环流三号实现双E度突破，标志着国内主流国家队核聚变堆走向燃烧实验阶段，后续还会进行高温改造，改造项目预计总投资规模在几十亿到百亿，今年可能会有招标信息。主要参与公司有国光电器（深度参与国内主流大项目，包括环流三号改造、成都混合堆、合肥EAST项目等）和联创光电（为EAST堆提供高温超导磁体，EAST堆是混合型导体，利好超导材料和磁体企业）。

参考研报

20250224-东吴证券-可控核聚变系列深度②：新一代托卡马克的建成，是实现聚变点火的重要节点

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