四川大決策投顧 摘要：長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，可控核聚變被視為解決人類能源危機(jī)的終極方案，卻因?qū)崿F(xiàn)技術(shù)難度大而遙不可及，隨著高溫超導(dǎo)材料、人工智能等技術(shù)的突破，正持續(xù)推動(dòng)可控核聚變商業(yè)化進(jìn)展，商業(yè)化漸行漸近，產(chǎn)業(yè)鏈有望進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。

1.可控核聚變能源是人類社會(huì)未來(lái)的理想能源

世界范圍內(nèi)能源安全需求凸顯，電力需求持續(xù)攀升。自2021年以來(lái)，化石燃料價(jià)格波動(dòng)頻繁，俄烏沖突導(dǎo)致能源供應(yīng)鏈危機(jī)進(jìn)一步惡化，凸顯了能源安全的重要性；生成式人工智能（AI）的普及和數(shù)據(jù)中心的擴(kuò)張顯著增加了全球電力需求。預(yù)計(jì)到2030年智能計(jì)算年耗電量將達(dá)到5000億千瓦時(shí)，占全球發(fā)電總量的5%。為了應(yīng)對(duì)能源安全與需求膨脹等諸多問(wèn)題，核能逐漸成為發(fā)展焦點(diǎn)。

核能是一種高效且清潔的能源，可利用的核能包括核裂變、核聚變兩種形式。核能源于原子核發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生的質(zhì)量損失，可利用的核能主要有核裂變、核聚變兩種釋放方式：核裂變是指重元素的原子核分裂為較輕元素的原子核并釋放出能量的過(guò)程，常用鈾-235作為反應(yīng)燃料;核聚變是質(zhì)量較輕元素的原子核互相聚合形成較重元素的原子核并釋放能量的過(guò)程，常用氘氚作為反應(yīng)燃料。

? 相對(duì)于核裂變，可控核聚變具有燃料來(lái)源更豐富、能量密度更大、安全性更高等顯著優(yōu)勢(shì)。人類對(duì)核聚變應(yīng)用的終極理想是可控核聚變電站，希望能穩(wěn)定可控地利用聚變釋放出來(lái)的能量。未來(lái)可控核聚變一旦實(shí)現(xiàn)，有望使石油脫離能源屬性，改變能源格局。

2.海內(nèi)外政策支持可控核聚變發(fā)展

雙碳目標(biāo)下，ZY、GWY《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見(jiàn)》以及GWY《2030 年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》要求推進(jìn)可控核聚變技術(shù)研究；加快構(gòu)建現(xiàn)代能源體系時(shí)期，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》在專欄中指出支持受控核聚變的前期研發(fā)。美、日、英政府近年也出臺(tái)了國(guó)家層面的可控核聚變產(chǎn)業(yè)政策，以促進(jìn)技術(shù)研發(fā)和投入。

國(guó)內(nèi)外相繼加碼，中美歐等加大投入。多國(guó)政府發(fā)布核聚變發(fā)展戰(zhàn)略的同時(shí)，宣布對(duì)聚變技術(shù)及聚變電廠建設(shè)的投資，加速聚變電廠落地。

3.可控核聚變產(chǎn)業(yè)鏈及價(jià)值量拆分：設(shè)備價(jià)值量占比較高

產(chǎn)業(yè)鏈上游主要是各類原料供應(yīng)：包括金屬鎢、銅等第一壁材料，各類有色金屬等高溫超導(dǎo)帶材原料以及氘氚燃料。這些原材料是建造核聚變裝置的基礎(chǔ)，鎢和銅作為第一壁與偏濾器的主體材料，需承受高達(dá)每秒數(shù)兆瓦的熱負(fù)荷及中子輻照；超導(dǎo)材料中，低溫超導(dǎo)材料（如 Nb3Sn）仍是 ITER 等傳統(tǒng)裝置的主流選擇，但高溫超導(dǎo)帶材（如 ReBCO）因可在更高溫度下維持強(qiáng)磁場(chǎng)，正在被一些商業(yè)聚變公司所試驗(yàn)應(yīng)用；重水、Li6 則是實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)的必要原料。

中游主要為各類設(shè)備：包括磁體、偏濾器、第一壁、磁體支撐等核聚變主機(jī)設(shè)備，以及壓力容器、蒸汽發(fā)生器、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、各類泵閥等其他設(shè)備。這些設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造需要極高的精度與可靠性，以保證核聚變裝置能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。其中超導(dǎo)磁體占總投資成本20-30%，是裝置運(yùn)行的核心部件

下游主要為核電站運(yùn)營(yíng)：是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化與商業(yè)化應(yīng)用的核心環(huán)節(jié)，用于商業(yè)發(fā)電。

參考 FIRE，聚變?cè)囼?yàn)裝置建設(shè)成本在百億人民幣，其中設(shè)備費(fèi)用（主機(jī)、輔助系統(tǒng)、電力系統(tǒng)）占比約 55%。根據(jù) FIRE 官方數(shù)據(jù)，在一個(gè)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置成本中，主機(jī)占比約30%（包括磁體 17%、包層 7%、真空室 4%等），輔助系統(tǒng)占比約 10%（包括加熱系統(tǒng) 7%、

真空系統(tǒng) 1%、氣體注入系統(tǒng) 1%、燃料循環(huán)系統(tǒng)），電力系統(tǒng)占比約 15%，場(chǎng)地基礎(chǔ)設(shè)施占比約 15%，其余項(xiàng)目支持、裝配、運(yùn)維等占比約 30%。

4.空間測(cè)算：2031-2035 年全球可控核聚變?cè)O(shè)備新增規(guī)模有望達(dá)萬(wàn)億

（1）商業(yè)堆：根據(jù) FIA 對(duì) 39 家核聚變私營(yíng)公司的問(wèn)卷統(tǒng)計(jì)，預(yù)期 2025 年-2030 年完成核聚變商業(yè)堆驗(yàn)證的公司有 5 2031-2035 年有 13 家，2036-2040 年有13 家，2041-2045 年有 6 家。

（2）實(shí)驗(yàn)堆：考慮到商業(yè)堆驗(yàn)證前需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)堆驗(yàn)證，參考 CFS 聚變實(shí)驗(yàn)堆SPARC 相比聚變商業(yè)堆 ARC 預(yù)計(jì)投運(yùn)時(shí)間提前 5 年，我們假設(shè)：2021-2025 年完成核聚變實(shí)驗(yàn)堆驗(yàn)證的公司數(shù)量為 5 家，2026-2030 年數(shù)量為 13 家，2031-2035 年數(shù)量為 13 家，2036-2040 年數(shù)量為 6 家。

（3）市場(chǎng)規(guī)模：測(cè)算的聚變實(shí)驗(yàn)堆設(shè)備總空間 2 千億元、聚變商業(yè)堆設(shè)備總空間 3萬(wàn)億元按比例拆分，則全球核聚變?cè)O(shè)備市場(chǎng)年均新增規(guī)模將從 2021-2025 年的254 億元增長(zhǎng)至 2031-2035 年的 10860 億元，CAGR 約 23%。

5.近期國(guó)內(nèi)外諸多進(jìn)展催化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，產(chǎn)業(yè)臨界點(diǎn)或?qū)⒌絹?lái)

美國(guó)Helion公司采用磁慣性約束路線，25年1月宣布完成新一輪4.25億美元的融資，其中OpenAI創(chuàng)始人SamAltman投資了3.75億美元，預(yù)計(jì)2028年實(shí)現(xiàn)商業(yè)發(fā)電。若Helion短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)Q>1，則有望吸引更多資本投入可控核聚變行業(yè)，進(jìn)一步加速商業(yè)化進(jìn)程。據(jù)FIA 2024年報(bào)告，超過(guò)一半的公司預(yù)期2035年前實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，比此前預(yù)期的2050年大幅提速。

2025年1月20日“EAST”實(shí)現(xiàn)1億攝氏度超千秒穩(wěn)定運(yùn)行，2月中國(guó)核電和浙能電力分別發(fā)布公告，擬以增資方式參股中國(guó)聚變能源有限公司。3月28日，中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院新一代人造太陽(yáng)“HL-3”，在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)原子核溫度1.17億度、電子溫度1.6億度。

4 月 30 日：ITER 組織宣布項(xiàng)目的“人造太陽(yáng)”完成建造“電磁心臟”——世界最大、最強(qiáng)的脈沖超導(dǎo)電磁體系統(tǒng)的全部組件建造，其中中國(guó)承擔(dān)了 ITER采購(gòu)包任務(wù)的重要部分。

5 月 1 日：合肥 BEST 項(xiàng)目啟動(dòng)總裝。總裝是 BEST 裝置建造最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，要求將多個(gè)環(huán)節(jié)（磁體饋線系統(tǒng)、偏濾器等）精確安裝在主機(jī)坑內(nèi)，本次總裝工作比原計(jì)劃提前兩個(gè)月。BEST 項(xiàng)目總裝加速、招標(biāo)不斷，25 年是核聚變實(shí)驗(yàn)堆建設(shè)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，持續(xù)看好核聚變板塊催化帶來(lái)的投資機(jī)會(huì)

6.可控核聚變行業(yè)投資邏輯與個(gè)股梳理

長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，可控核聚變被視為解決人類能源危機(jī)的終極方案，卻因?qū)崿F(xiàn)技術(shù)難度大而遙不可及，隨著高溫超導(dǎo)材料、人工智能等技術(shù)的突破，正持續(xù)推動(dòng)可控核聚變商業(yè)化進(jìn)展，商業(yè)化漸行漸近，產(chǎn)業(yè)鏈有望進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。

相關(guān)個(gè)股：聯(lián)創(chuàng)光電、西部超導(dǎo)、永鼎股份、精達(dá)股份、安泰科技、廈門鎢業(yè)、廣大特材等。

參考資料

1.2025-5-10國(guó)金證券——看好工程機(jī)械、科學(xué)儀器和可控核聚變

2.2024-3-24甬興證券——政策、技術(shù)、資本合力推動(dòng)，聚變能商業(yè)化前景可期

3.2025-4-14浙商證券——未來(lái)理想終極能源，“政策-產(chǎn)業(yè)-資本”有望共振

4.2025-4-5中泰證券——中美共振重點(diǎn)方向，可控核聚變產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速

5.2025-4-10中銀證券——商業(yè)化漸行漸近，產(chǎn)業(yè)鏈有望充分受益

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