核電行業專題報告：可控核聚變曙光將近，產業鏈加速發展.pdf

核電行業專題報告：可控核聚變曙光將近，產業鏈加速發展。可控核聚變是人類終極清潔能源，發展前景廣闊。核聚變是幾個較輕的原 子核結合成一個較重的原子核, 實現將質量轉化為能量的過程，一般是氘、氚 反應。核聚變的原料氘在海水中儲量極其豐富，資源約束問題將大大緩解；聚 變安全可靠，其發生條件的嚴苛使得其不易發生安全事故；聚變也不存在污 染，氘氚聚變產物氦不存在放射性。我們認為，可控和自持將是可控聚變技術 的研發方向，可控的難點在于等離子體的長時間約束和凈能量增益；自持的 難點在于氚材料的增殖。

核聚變技術路線主要為托卡馬克，其他多種技術也處于持續探索過程中。 核聚變的技術路線主要包括磁約束和慣性約束兩種類型，慣性約束是利用外 殼的慣性限制聚變規模，通過內爆對熱核燃料進行壓縮，使其達到高溫高密 度條件，美國 NIF 是代表性裝置；磁約束是利用磁場限制超高溫等離子體， 以托卡馬克為主，也有仿星器、磁鏡、球形環、緊湊環、環箍縮、場反轉等裝 置。除典型的純聚變裝置外，聚變裂變混合堆也具備發展可能性。此外，近期 AI 技術有所突破，有望助力托卡馬克裝置中的等離子體維持，可控核聚變技 術在持續向前發展。

國際可控核聚變加速推進，中國可控聚變發展進入新時期。ITER 是全球最 大的聚變裝置，截至 2021 年 6 月，ITER 項目預估成本為 220 億美元，其中 磁體系統成本占比最高，將達到 28%。該項目的目標是解決可控核聚變投資 產業化運行前的各種工程化問題，該項目是全球分工制造模式，我國承擔 9.1%的設備制造，預計研制費和加工費達到 40 億元。美國的 NIF 裝置近年 實現了能量凈增益；歐洲建造了歐洲聯合環面(JET)，2023 年其氚氚聚變實 驗產生了等離子體；日本 JT-60SA 裝置已于 2023 年 10 月 23 日首次成 功產生等離子體；中國具有明確的可控核聚變發展目標和時間規劃，我國參 與了 ITER 項目，運行 EAST 項目、環流器一二號，并研發 CFETR，籌建 BEST 項目等，此外民間投資能量奇點、星環聚能等多家公司也入局可控核聚 變。

產業鏈投資額近年明顯提高，產業鏈進入快速發展時期。2021 年后可控核 聚變行業投資額快速提高，私人投資已占主體。根據 FIA 和 UKAEA，2021- 2023 年聚變企業分別共獲得 18.7 億美元、48 億美元、62 億美元總投資額。 聚變產業鏈設備主要聚焦于托卡馬克，上游零部件包括磁體、包層模塊和偏 濾器等。