可控核聚變商業(yè)化與研究進程如何？

商業(yè)化曙光在即：投資在東方欲曉時。

近期國內(nèi)外多個聚變項目進展超預(yù)期，有望帶動可控核聚變商業(yè)化曙光在即，我們從國 內(nèi)、國外雙維度進行分析。1、國內(nèi)：多個項目進展超預(yù)期，產(chǎn)業(yè)資本加大投入。1）“環(huán)流三號”實現(xiàn)多項技術(shù)突破。2025 年 3 月 28 日，新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”首次實現(xiàn)原子核和電子溫度均突破 一億度（原子核溫度 1.17 億度、電子溫度 1.6 億度），綜合參數(shù)大幅躍升，意味著核聚變 的反應(yīng)開始更加高效，能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的能量釋放。 2025 年 5 月 28 日，根據(jù)中核集團公眾號發(fā)布消息，“中國環(huán)流三號”實現(xiàn) 100 萬安培等 離子體電流下的高約束模式運行，綜合參數(shù)聚變?nèi)朔e再創(chuàng)新高，這是我國可控核聚變 向工程化應(yīng)用邁出重要一步。

2）合肥“BEST”裝置提前啟動總裝。2025 年 5 月 1 日，緊湊型聚變能實驗裝置（BEST）工程在合肥舉行了總裝啟動儀式，此 次總裝工作比原計劃進度提前了兩個月。“BEST”工程總裝的開始，意味著聚變堆各個 系統(tǒng)部件已經(jīng)具備了投入使用的條件，項目將力爭在 2027 年完成全部建設(shè)，建成后的 BEST 有望率先實現(xiàn)聚變發(fā)電的實驗演示，將進一步驗證核聚變能源的商業(yè)應(yīng)用性。

3）產(chǎn)業(yè)資本加大對可控核聚變領(lǐng)域的投資。2025 年 6 月 17 日，中石油集團旗下中油資本發(fā)布公告，擬出資 6.55 億元，與控股股東 中國石油集團、中國石油股份以自有資金按原有持股比例共同向參股公司昆侖資本進行 增資，用于投資可控核聚變項目。三家合計增資 32.75 億元，其中中國石油集團增資 16.705 億元，中國石油股份增資 9.495 億元，中油資本增資 6.55 億元。 2025 年 7 月 22 日，中國聚變能源有限公司正式成立，增資完成后，中國核電及其大股 東中核集團共出資 57%，其中中核集團將持有 50.35%股權(quán)，中國核電將持有 6.65%股權(quán)， 中國聚變能源公司的注冊資本將達到 150 億元。 我們預(yù)計未來 3~5 年可控核聚變領(lǐng)域或?qū)⑦M入投資密集期。石油、天然氣行業(yè)投資可控 核聚變領(lǐng)域，既是在未來能源賽道上的關(guān)鍵卡位，也將對我國能源格局產(chǎn)生深遠影響。 當前可控核聚變領(lǐng)域正在吸引更多央國企以及民營資本的投資，預(yù)計未來有望進入密集 的資本開支時期，進而催生產(chǎn)業(yè)鏈上下游的投資機會。

2、海外來看：聚變產(chǎn)業(yè)化進程加快。1）美國擬簡化新反應(yīng)器審批程序，加速核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2025 年 5 月 23 日，美國總統(tǒng)特朗普簽署《為國家安全部署先進堆》《改革能源部反應(yīng)堆 測試》《改革核管會》和《重振核工業(yè)基礎(chǔ)》四項行政令，明確提出美國政府將為重奪全 球核能領(lǐng)導(dǎo)地位采取的戰(zhàn)略舉措，旨在透過簡化新反應(yīng)器審批監(jiān)管程序和加強燃料供應(yīng) 鏈來推動核能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 美國是世界上最早開發(fā)核電的國家，但其核電發(fā)展或受到“過度保守的風險規(guī)避文化” 制約，該行政令的簽署或?qū)恼叨思铀倜绹煽睾司圩兊陌l(fā)展，進一步推進美國商業(yè) 化聚變項目更快投入商用。

2）CFS 與谷歌達成售電協(xié)議，聚變能源實現(xiàn)商業(yè)化采購。2025 年 6 月 30 日，美國 Commonwealth Fusion Systems（CFS）宣布已與谷歌達成售電協(xié) 議，谷歌將采購首座商業(yè)聚變電廠 ARC 的一半發(fā)電量（200 兆瓦），該電廠預(yù)計于 2030 年代初投運。

數(shù)據(jù)中心推動電力需求激增，谷歌布局可控核聚變領(lǐng)域。 伴隨人工智能的快速發(fā)展，全球范圍內(nèi)新建眾多數(shù)據(jù)中心，進而推動了電力需求的激增， 大型科技巨頭紛紛布局先進的核聚變領(lǐng)域。早在 2023 年，微軟與 Helion Energy 達成合 作，后者或?qū)⒃?2028 年之前向微軟提供至少 50MW 電力。此次谷歌的采購協(xié)議向市場 釋放信心，標志著聚變能源實現(xiàn)了商業(yè)化采購，未來或?qū)⑦M一步加速可控核聚變領(lǐng)域的 研發(fā)與資本投入。

國際研究進程：核聚變工程數(shù)量較多，全球投資顯著提速

1）全球合作：國際熱核聚變實驗堆（ITER）

國際熱核聚變實驗堆（ITER）是當前全球規(guī)模最大、影響最深遠的核聚變研究項目。根 據(jù)科技導(dǎo)報信息，ITER 項目由 35 個國家共同推進，核心目標是通過全超導(dǎo)托卡馬克設(shè) 計驗證聚變能源的工程可行性與商業(yè)化潛力。ITER 的設(shè)計指標體現(xiàn)了行業(yè)巔峰水平：在500 MW 聚變能輸出條件下運行時間大于 400 秒（聚變能增益 Q>10），或在 250 MW 輸 出下持續(xù)超過 3000 秒（Q>5），并具備探索 Q>30 聚變點火實驗的能力。 ITER 的建成將解決聚變堆燃燒等離子體穩(wěn)定性（Q>5）這一核心挑戰(zhàn)，并為燃料循環(huán)（如 氚自持技術(shù)）、材料耐輻照性能等關(guān)鍵技術(shù)提供全尺寸驗證平臺。為實現(xiàn)聚變商業(yè)化，托 卡馬克聚變反應(yīng)堆的能量增益必須足夠大，經(jīng)國際聚變界幾十年的持續(xù)努力，“聚變?nèi)?積”有了較大的提高，奠定從實驗堆（如 ITER）邁向示范堆（DEMO）的物理基礎(chǔ)。

2）海外各國：以美國為首，積極推動可控核聚變發(fā)展。海外民間資本更為活躍，核心梳理兩個融資規(guī)模較大的核聚變實驗堆推進情況：

a）CFS：18 億美元融資+谷歌 200MW 訂單。簡介：美國 CFS 公司（Commonwealth Fusion Systems）采用高溫超導(dǎo)托卡馬克路線， 融資規(guī)模達到 18 億美元。

目標進程：其核心裝置 SPARC 計劃 2026 年建成，目標 2027 年實現(xiàn)氘氚點火（Q>1）， 并最終于 2030 年建成 400MW 發(fā)電能力的 ARC 示范堆。

商業(yè)化進展：ARC 示范堆裝置已與谷歌簽訂 200MW 電力采購協(xié)議（占設(shè)計功率 50%），為規(guī)模化供電驗證工程可行性。

b）Helion：10.3 億美元融資+2028 年直供微軟。簡介：Helion Energy 采用磁慣性約束-場反位形（FRC）技術(shù)，融資規(guī)模約為 10.3 億 美元。

目標進程：該項目計劃 2028 年向微軟供電。

商業(yè)化進展：該路線雖工程風險高于托卡馬克，但憑借緊湊結(jié)構(gòu)和高頻運行潛力， 有望在特定場景（如數(shù)據(jù)中心供電）優(yōu)先兌現(xiàn)聚變能商業(yè)化能力。

c）全球核聚變投資顯著提速，以中美最為領(lǐng)先。 核聚變投資熱潮在 2020 年起明顯提速，股權(quán)融資規(guī)模以中美兩國最為領(lǐng)先。 根據(jù) Fusin Energy Base 發(fā)布數(shù)據(jù)，截至 2024 年 10 月 25 日，美國聚變領(lǐng)域吸引約 56.3 億美元的股權(quán)融資，而中國聚變公司吸引約 24.9 億美元，兩者融資規(guī)模遠超其他國家。 此外，加拿大、英國、德國、日本分別吸引股權(quán)融資規(guī)模約 3.21、2.00、1.39、1.06 億美 元。

3、國內(nèi)研究進程：我國發(fā)展目標明確，未來資本開支或?qū)⑻崴佟?）國家旗艦項目 CFEDR：CFEDR（中國聚變工程示范堆）項目近期被正式定位為聚變示范堆，官方名稱也由 CFETR 更新為 CFEDR，標志著其從實驗堆向示范堆的戰(zhàn)略升級。該工程計劃于 2030 年 代建成，當前其關(guān)鍵技術(shù)保障項目 CRAFT（合肥緊湊型裝置）總裝進度已達 70%。工程 進展方面，CFEDR 已啟動工程設(shè)計，未來將瞄準建設(shè)世界首個緊湊型聚變示范電站。

2）合肥 BEST 裝置：簡介：合肥 BEST 項目定位世界首個緊湊型聚變能實驗裝置，以超預(yù)期進度直指商 業(yè)化實證。BEST 裝置基于 EAST 技術(shù)升級。

目標進程：目標 2027 年底全球首次展示聚變發(fā)電技術(shù)，突破燃燒等離子體控制與燃 料自持循環(huán)（中子增殖氚）。

工程進展：預(yù)計總投資額 145 億量級的招標已啟動，托卡馬克水冷系統(tǒng)等關(guān)鍵子系 統(tǒng)進入制造階段。

3）其他重要實驗堆： 國內(nèi)其他實驗堆分技術(shù)路線均加速布局，覆蓋混合堆、高溫超導(dǎo)等創(chuàng)新路徑。具體來看：

中核西南物理所-環(huán)流三號：更新改造項目訂單已經(jīng)釋放，依托環(huán)流 1/2/3 系列裝置 打造中子源科研平臺；

先覺聚能混合堆：國光與天府能源研究院主導(dǎo)；南昌星火一號：國內(nèi)第二個混合堆，由聯(lián)創(chuàng)光電主導(dǎo)，采用高溫超導(dǎo)托卡馬克路線。