01 產(chǎn)業(yè)鏈全景圖

　　02 概念解析

　　核聚變（nuclear fusion）是一種兩個(gè)較輕原子核結(jié)合成一個(gè)較重原子核、同時(shí)釋放巨大能量的核反應(yīng)過(guò)程?？煽睾司圩儯–ontrolled nuclear fusion）則是通過(guò)人工干預(yù)，使核聚變反應(yīng)在受控條件下持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行并釋放能量的技術(shù)，其核心目標(biāo)是將太陽(yáng)內(nèi)部的聚變機(jī)制轉(zhuǎn)化為可被人類(lèi)利用的可控能源供應(yīng)。

　　核聚變優(yōu)點(diǎn)突出，是人類(lèi)理想的終極能源，但是商業(yè)化的路徑上還有不少挑戰(zhàn)：

　　03 實(shí)現(xiàn)路徑

　　核聚變要 “發(fā)電”，首先需要考慮控制1 億度的高溫燃料？這個(gè)量級(jí)的燃料比火山巖漿猛百萬(wàn)倍，普通材料一碰就氣化。只有靠引力、磁場(chǎng)或慣性 這種 “非接觸式” 手段，才能讓燃料“安靜”，從 “瞬間爆炸” 變成 “持續(xù)發(fā)電”—— 這就像用遙控器指揮無(wú)人機(jī)，而不是用手直接抓一樣。目前有三種 “約束方案”，相當(dāng)于給等離子體（高溫燃料）設(shè)計(jì)不同的 “牢籠”：

　　03-1、引力約束（恒星同款 “天然牢籠”）

　　像太陽(yáng)這樣的恒星，靠 巨大的引力 把等離子體 “捏在一起”，自然實(shí)現(xiàn)聚變。但人類(lèi)造不出這么大質(zhì)量的天體，這招暫時(shí)只能 “圍觀”，沒(méi)法照搬。

　　03-2、慣性約束（激光 “快捏” 法）

　　用超強(qiáng)激光從四面八方瞬間轟擊燃料小球（比如氘氚靶丸），靠燃料自身的慣性 “來(lái)不及飛散”，在極短時(shí)間內(nèi)完成聚變。類(lèi)似 用拳頭快速捏緊一團(tuán)橡皮泥，靠速度 “hold 住” 反應(yīng)，美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置（NIF）就用這招。

　　03-3、磁約束（托卡馬克 “磁籠子”）

　　用 超強(qiáng)磁場(chǎng)織成一個(gè) “無(wú)形籠子”，把高溫等離子體 “困在中間” 繞圈跑，既不接觸容器壁（否則直接燒穿），又能穩(wěn)定維持反應(yīng)?，F(xiàn)在全球主流的 “人造太陽(yáng)”（如中國(guó) EAST、國(guó)際 ITER）都用這種技術(shù)，相當(dāng)于給等離子體畫(huà)了個(gè) “磁場(chǎng)跑道”，讓它們?cè)诶锩婀怨?“跑步發(fā)電”。

　　簡(jiǎn)單說(shuō)：約束技術(shù)是 “馴服核聚變” 的核心，三種方法各有思路，人類(lèi)正靠它們從 “炸一下” 走向 “穩(wěn)定產(chǎn)電”。

　　04 上游產(chǎn)業(yè)鏈

　　04-1、磁體超導(dǎo)材料（約束等離子體的核心）

　　低溫超導(dǎo)（如 Nb?Sn）：

　　是 ITER 等傳統(tǒng)裝置的 “標(biāo)配”，需極低溫環(huán)境（如液氦冷卻），能產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)約束等離子體。西部超導(dǎo)掌握 NbTi、Nb?Sn 全流程生產(chǎn)，深度參與 HL-2M（中國(guó)環(huán)流器）、CFETR（未來(lái)聚變堆）研發(fā)，相當(dāng)于給 “磁體骨架” 提供關(guān)鍵材料。

　　高溫超導(dǎo)（如 ReBCO 帶材）：

　　可在更高溫度（液氮冷卻，成本更低）維持強(qiáng)磁場(chǎng)，是商業(yè)聚變的 “潛力股”。

　　參與部署的公司如下：

　　2018年到2022再到預(yù)計(jì)2030，高溫超導(dǎo)份額從4.4%到10%到25%，驅(qū)動(dòng)超導(dǎo)材料行業(yè)高速發(fā)展。

　　04-2、燃料與增殖材料（核聚變的 “能量源”）

　　重水（含氘）+ 鋰 - 6（產(chǎn)氚）：

　　氘（來(lái)自重水）是聚變?nèi)剂希?- 6 用于 “生產(chǎn)” 氚（聚變反應(yīng)需氘氚混合）。中國(guó)核電在研發(fā)中涉及氘的應(yīng)用，相當(dāng)于 “燃料供應(yīng)鏈” 的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

　　04-3、第一壁與偏濾器材料（抗高溫腐蝕的 “盾牌”）

　　鎢銅合金：

　　鎢熔點(diǎn)高（抗等離子體轟擊），銅導(dǎo)熱好（散發(fā)熱量），二者結(jié)合成鎢銅合金，用于裝置最內(nèi)層（第一壁）和偏濾器（清理雜質(zhì)）。安泰科技為 EAST（中國(guó) “人造太陽(yáng)”）提供鎢銅部件，產(chǎn)品獲 ITER 和法國(guó) WEST 認(rèn)可；斯瑞新材的高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金也應(yīng)用于可控核聚變，相當(dāng)于給裝置 “穿防彈衣”。

　　04-4、其他關(guān)鍵材料與部件（“拼圖式” 配套）

　　這些廠商如同 “供應(yīng)鏈拼圖”，從材料到部件，共同支撐核聚變裝置的研發(fā)與建造。簡(jiǎn)單說(shuō)，上游原材料就像 “核聚變的地基”，每個(gè)細(xì)分領(lǐng)域都有國(guó)內(nèi)企業(yè)在突破，為未來(lái)商業(yè)化聚變堆鋪路。

　　05 中游產(chǎn)業(yè)鏈

　　核聚變的中游主要是造設(shè)備的環(huán)節(jié)，跟傳統(tǒng)核裂變電站一樣，可控核聚變電站也分為兩大部分：核島和常規(guī)島。核島是整個(gè)電廠的核心，相當(dāng)于 “能量轉(zhuǎn)換中心”，負(fù)責(zé)把核聚變產(chǎn)生的核能變成熱能；常規(guī)島則像是 “發(fā)電車(chē)間”，把核島傳來(lái)的熱能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成電能，而且它的成本占了整個(gè)電廠的大頭。

　　現(xiàn)在搞核聚變項(xiàng)目特別燒錢(qián)，畢竟技術(shù)還在探索階段，不同技術(shù)路線和裝置規(guī)模的成本差異極大。比如建個(gè)實(shí)驗(yàn)堆就得花幾十億美元，這還只是用來(lái)驗(yàn)證技術(shù)的 “低配版”。要是想建一座能穩(wěn)定發(fā)電的聚變電站，成本更是高得驚人：根據(jù)我國(guó)核物理專(zhuān)家彭先覺(jué)院士的研究顯示，一個(gè) 100 萬(wàn)千瓦的磁約束聚變電站的成本預(yù)計(jì)超過(guò) 100 億美元。

　　磁約束被公認(rèn)為最具前景的方向，而托卡馬克裝置則是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)化探索的核心路徑。全球最大的 “人造太陽(yáng)” 項(xiàng)目 —— 國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER），正是采用托卡馬克裝置作為核心技術(shù)。

托卡馬克裝置結(jié)構(gòu)圖

　　ITER（國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆，International Thermonuclear Experimental Reactor）是全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國(guó)際大科學(xué)工程合作項(xiàng)目，被譽(yù)為 “人造太陽(yáng)” 計(jì)劃，由 中、日、韓、美、歐盟、印度、俄羅斯七方共同參與，是大國(guó)對(duì)未來(lái)的合作研發(fā)。

　　05-1、磁體：托卡馬克主機(jī)成本中，磁體占比最高

　　磁體是核聚變裝置的 “磁場(chǎng)建筑師”，相當(dāng)于用超強(qiáng)磁力編織一個(gè) “無(wú)形籠子”，把上億度的等離子體 “圈住”，讓它們按人類(lèi)設(shè)計(jì)的軌跡跑圈反應(yīng)。以全球最大的 ITER 項(xiàng)目為例，它的磁體系統(tǒng)由四部分組成（環(huán)向磁場(chǎng)、中心螺線管、極向磁場(chǎng)、校正線圈），其中關(guān)鍵的縱向磁場(chǎng)和中心螺線管，用了 500 多噸 Nb?Sn 超導(dǎo)線 —— 這些導(dǎo)線總長(zhǎng)度超過(guò) 10 萬(wàn)千米，能繞地球赤道兩圈多，妥妥的 “磁場(chǎng)骨架” 擔(dān)當(dāng)，具體如下：

　　傳統(tǒng)低溫超導(dǎo)（如 Nb3Sn）需要泡在液氦里（-269℃）才能工作，而高溫超導(dǎo)材料（如釔系、鉍系氧化物陶瓷）能在更高溫度（如液氮 - 196℃）下產(chǎn)生更強(qiáng)磁場(chǎng)，直接給核聚變裝置“提效率、降成本”。不過(guò)這東西現(xiàn)在還工藝復(fù)雜、易碎難造（要控制氧含量、解決陶瓷脆性等問(wèn)題），價(jià)格比低溫超導(dǎo)貴得多，目前只有少數(shù)玩家（日本 Super Power、中國(guó)上海超導(dǎo)、韓國(guó) SuNAN）能生產(chǎn)，還處于 “實(shí)驗(yàn)室到工廠” 的過(guò)渡期。2025-2030 年磁體系統(tǒng)市場(chǎng)空間有望達(dá)到千億級(jí)別。

　　05-2、第一壁

　　第一壁是聚變堆里最 “直面烈火” 的角色，相當(dāng)于給裝置穿了一層 “耐高溫盔甲”—— 它直接對(duì)著上億度的等離子體，既要 擋住等離子體濺出的 “火花”（防止雜質(zhì)污染反應(yīng)環(huán)境），又要 快速把熱量傳走（避免設(shè)備被烤化），是保護(hù)整個(gè)裝置安全的 “第一道防線”。目前主流方案是用 鎢基合金（耐熔點(diǎn)超 3000℃，比鋼鐵硬幾倍）。

　　合鍛智能已中標(biāo)真空室2.1億元訂單，預(yù)計(jì)分批交付，此外與安泰科技在偏濾器等項(xiàng)目中共同競(jìng)標(biāo)，形成“材料 - 制造”聯(lián)盟。國(guó)光電氣、海陸重工等在真空室相關(guān)技術(shù)都具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

　　05-3、偏濾器：熱能轉(zhuǎn)換與產(chǎn)物排放部件

　　偏濾器是核聚變裝置中 躲在真空室上下方的關(guān)鍵角色，工作環(huán)境堪比 “火星表面”—— 要直面上億度等離子體的 “熱風(fēng)暴” 和高能粒子 “轟擊”。它的核心任務(wù)有三個(gè)：當(dāng) “下水道”：把等離子體釋放的能量和粒子流及時(shí)排出去，避免裝置被 “熱癱瘓”；當(dāng) “過(guò)濾器”：擋住從容器壁脫落的雜質(zhì)（比如金屬碎屑），防止它們混入等離子體 “搗亂”；當(dāng) “垃圾處理器”：清理核聚變產(chǎn)生的氦灰（反應(yīng)廢料），同時(shí)把熱量 “偷” 出來(lái)（用于發(fā)電）。

　　偏濾器構(gòu)成主要包括面向等離子體材料和熱沉材料，偏濾器熱沉材料的性能對(duì)聚變堆能否成功運(yùn)行起著關(guān)鍵作用。銅及銅合金憑借 “導(dǎo)熱快、韌性好” 的優(yōu)勢(shì)，成了熱沉材料的 “最優(yōu)解”。比如，國(guó)內(nèi)企業(yè)安泰科技為 EAST 裝置提供的鎢銅偏濾器，就是 “鎢臉 + 銅身” 的經(jīng)典組合，既能抗燒蝕，又能高效散熱。

　　偏濾器市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)如下，預(yù)計(jì)2030-2035年到達(dá)頂峰。

　　05-4、供電系統(tǒng)

　　保變電氣為 ITER 項(xiàng)目提供 3 臺(tái) 300 兆伏安 / 400 千伏主變壓器，是中方交付的首個(gè)超大部件，如同為裝置裝上 “電力心臟”；東方電氣承擔(dān) ITER 裝置 400kV 高壓變電站建設(shè)，恰似搭建電力 “中央樞紐”；百利電氣控股子公司參與 ITER 電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償及濾波設(shè)備設(shè)計(jì)制造，宛如 “電力凈化器” 保障電流穩(wěn)定。

　　05-5、其他

　　此外，在儲(chǔ)能電容和支撐電容產(chǎn)品方面，王子新材子公司為合肥項(xiàng)目提供儲(chǔ)能電容等產(chǎn)品，如同配備 “電力充電寶”；景業(yè)智能重點(diǎn)布局核工業(yè)智能裝備，似為核設(shè)施裝上 “智能助手”。這些企業(yè)從不同環(huán)節(jié)助力 ITER 項(xiàng)目，既展現(xiàn)中國(guó)制造業(yè)實(shí)力，也為聚變能商業(yè)化積累經(jīng)驗(yàn)、奠定基礎(chǔ)。

　　國(guó)內(nèi)公司參與情況如下：

　　國(guó)內(nèi)核聚變有中核集團(tuán)、中科院兩條主線主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈推進(jìn)

　　中核與中科院如同核聚變賽道的 “雙子星”，分別從大裝置長(zhǎng)期規(guī)劃與技術(shù)極限突破方向發(fā)力，推動(dòng)

　　中國(guó)在可控核聚變領(lǐng)域一路狂飆。

　　06 下游產(chǎn)業(yè)鏈

　　可控核聚變的市場(chǎng)規(guī)模2023 年 3135.6 億美元，2027 年預(yù)計(jì)達(dá) 3951.4 億美元（CAGR 6.0%），主要由發(fā)電、工業(yè)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)。長(zhǎng)期看，若 2040 年后成本降至 0.05 元 /kWh 以下（低于火電），市場(chǎng)將呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)（參考光伏產(chǎn)業(yè)爆發(fā)路徑）。

　　其應(yīng)用場(chǎng)景可有如下：

　　06-1、電力生產(chǎn)（最核心場(chǎng)景）

　　基荷能源：核聚變發(fā)電穩(wěn)定，可 24 小時(shí)運(yùn)行，作為電網(wǎng)基荷電源（如 CFETR 示范堆預(yù)計(jì) 2035 年投運(yùn)，支撐 “雙碳” 目標(biāo)下的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型）。

　　清潔替代：燃料（氘）無(wú)限、零碳排放，直接替代化石能源發(fā)電。據(jù) FIA 數(shù)據(jù)，45.8% 的私營(yíng)企業(yè)將發(fā)電作為首要目標(biāo)，微軟已預(yù)訂 2028 年 50MW 電力，商業(yè)化并網(wǎng)進(jìn)入倒計(jì)時(shí)（2030-2040 年）。

　　06-2、工業(yè)與資源利用

　　高溫工藝：利用聚變高溫（上億度）優(yōu)化冶煉、化工等流程，降低化石能源消耗（如替代煤 / 天然氣加熱，提升生產(chǎn)效率）。

　　海水淡化：聚變熱能驅(qū)動(dòng)大規(guī)模海水淡化，解決干旱地區(qū)缺水問(wèn)題（如中東、北非，當(dāng)前依賴(lài)化石能源，聚變提供清潔解決方案）。

　　06-3、空間探索與科研

　　航天器動(dòng)力：聚變能量密度高，支持深空探測(cè)（如火星任務(wù)），突破化學(xué)燃料續(xù)航限制，成為星際旅行的理想能源。

　　醫(yī)療與中子應(yīng)用：生產(chǎn)醫(yī)用同位素（如锝 - 99m，用于癌癥診斷），并通過(guò)中子束開(kāi)展材料輻照測(cè)試、無(wú)損檢測(cè)，支撐前沿科研。

　　本文引用圖文來(lái)自灼識(shí)咨詢(xún)、西部證券、東吳證券、開(kāi)源證券、華泰證券、中信建投、光大、長(zhǎng)城、國(guó)信、德邦、中泰證券、各大招股書(shū)、創(chuàng)業(yè)幫、官網(wǎng)等公開(kāi)資料，僅作分享，不代表本人立場(chǎng)。如您認(rèn)為平臺(tái)推送文章侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系（RunningLu666@163.com），我們將第一時(shí)間刪除。