可控核聚變行業深度報告：核聚變產業進程加速，多技術路線并行發展.pdf

可控核聚變行業深度報告：核聚變產業進程加速，多技術路線并行發展。核聚變有望成為終極能源，政策、資本支持及 AI 發展推動產業進程提速。核聚變是兩個 輕原子核在高溫高壓條件下結合成較重原子并釋放大量能量的過程，兼具能量密度高、 安全等優勢，有望成為人類文明終極能源。盡管仍存在能量平衡、材料性能、氚自持等 技術阻礙，但政策、資本大力支持將推動產業科研進程提速，高溫超導磁材、鎢等新材 料、新技術持續應用。中國 CFETR、歐盟 EU-DEMO、韓國 K-DEMO 等示范堆電廠計劃于 2035 年至 2040 年開始建設，并于 2050 年開始運營。產業對核聚變落地進程樂觀，根據 FIA 發布的《2025 全球聚變行業》，在受訪公司中，約 84%的公司認為核聚變供電有望于 2040 年前實現。AI 在挖掘等離子體運動規律、預測反應進展、優化反應條件等方面提供有力 支撐。國內的參與主體主要以國家隊主導科研推進，商業化公司負責項目落地，BEST、 CFEDR、星火一號等代表性裝置均有明確建設節奏，核心部件招標或加速推進。

核聚變技術路線多樣化，其中托卡馬克最為成熟，Z-箍縮等其他路線同樣具備潛力。核 聚變可分為引力約束、磁約束及慣性約束，其中磁約束通過強磁場約束等離子體以實現 持續反應放能，其又包括磁鏡、仿星器、托卡馬克等技術路線，其中托卡馬克采用中央 螺線管、環形磁線圈等對等離子體進行約束，是技術最成熟、應用最廣泛的技術路徑， 中科院等離子體所研發的 EAST 于 2025 年 1 月首次完成 1 億攝氏度下 1000 秒“高質量燃 燒”。慣性約束通過激光瞬間壓縮燃料靶丸并利用其慣性維持聚變條件，包括 Z-箍縮及激 光慣性約束等路線。

磁體、真空室等部件為托卡馬克主要成本構成。以 ITER 為例，托卡馬克包括包層、真空 室、磁體系統、偏濾器、真空杜瓦等主要部件及包括低溫系統、電源診斷系統等的支持 系統，其中磁體、真空室等部件占據主要成本構成，磁體、真空室及真空室內構件分別 占 28%、8%、17%。產業內主要以可提供更強磁場以提升等離子體約束時間的超導磁體為 主要路線，高溫超導材料助力提升聚變反應率、降低冷卻成本并推動裝置小型化，其應 用隨技術成熟度提升、生產成本的降低而逐步擴容。ITER 主要采用低溫超導材料，而美 國 SPARC、中國“星火一號”等新型聚變裝置正嘗試采用二代高溫超導材料 REBCO 等材料。