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01产业驱动因素

①全球核聚变竞赛拉开帷幕

根据聚变行业技术特征,目前主要是全球经济规模最大的国家研究最为活跃。

在全球现有的167个核聚变装置中,美国、日本、俄罗斯、中国分别拥有49个、26个、14 个和13个,占据着主要核聚变研究的领先位置。

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根据核聚变前期研究数据测算,发电功率为1GW的核聚变反应堆,建造成本至少需要千亿元。

如果按照国内当前核电站每年10GW级的核准建设节奏,未来商业化之后的年投资额可能将达到数千亿元,市场空间非常广阔。

②科技巨头踊跃入局,核聚变项目有望加速

最近几年,人工智能技术发展非常迅速,数据中心对电力的需求也越来越大,科技巨头踊跃入局核聚变产业,期望增加电力来源方式。

微软比尔·盖茨、索罗斯、谷歌母公司Alphabet、OpenAI创始人Altman、马斯克等大佬纷纷参与到美国核聚变产业的融资活动中来。

因此,2025年全球核聚变投资呈现出“规模集中爆发、私人资本主导、技术多元化”等特征,累计融资超过97亿美元,相比2021年增长近4倍。

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02产业全景图

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03上游产业链

03-1磁约束技术主流路线

核聚变反应指的是两个较轻的原子核融合形成一个较重的原子核的过程,反应过程中会损失一部分质量,根据质能方程E=mc2,反应会释放大量能量。

要实现核聚变反应,需要同时满足三个条件:足够高的温度、一定的密度和一定的等离子体约束时间。

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全球核聚变的技术探索路径主要分为磁约束、惯性约束、磁-惯性混合约束、Z箍缩等几种前沿路线。

根据国际原子能机构(IAEA)的统计,公共资金主导项目中采用磁约束技术路线(托卡马克和仿星器)的装置共有76个,占比达到74.5%。

正在规划的49个项目中,私营资本主导的37个项目中采用磁约束技术路线的有26个,占到总规划项目的53.1%。

因此,全球范围建成、在建和规划的核聚变项目主要采取磁约束技术路线。

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03-2超导材料

磁场约束技术路线中,托卡马克装置的数量又占据着绝对优势。

托卡马克装置能够利用强大的磁场来约束高温等离子体,使它们在有限的空间内达到足够的高温和压力,从而达到聚变反应条件。

这就需要长时间维持强磁场用来约束等离子体,这些磁体线圈需要长时间承载较高的电流,超导材料是目前最为理想的选择。

以ITER(国际热核聚变实验反应堆)磁体系统为例,四个主要子系统的超导线材总长度达到了187.4km,总重量近万吨。

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03-3相关标的

①西部超导:是ITER项目低温超导材料的国内独家供应商,承担了69%的NbTi和7%的Nb3Sn超导线材供应,超导线材产品也可应用于其他核聚变路线项目。

②永鼎股份:持股约60%的子公司东部超导实现二代高温超导带材量产,和中科院、能量奇点、星环聚能、西物院等相关机构密切合作。

③联创光电:子公司联创超导和中核聚变公司联合推进星火一号项目,总投资高达200亿元,公司在项目中主要提供高温超导磁体服务。

④宝盛股份:公司并不直接生产超导材料,具备将超导材料制成应用产品(如电缆、磁体)的潜力,在超导电缆方面有技术储备和项目经验,参与过超导输电示范工程。

⑤汉缆股份:和宝盛股份情况类似,在超导电缆和应用方面有相关研究和布局。

04中游产业链

04-1低温系统

超导材料根据超导现象发生时的温度不同,又分为低温超导材料和高温超导材料。

高温超导对电流的载流能力强,维持超导温度的条件也更宽松。不过材料起步较晚,技术也更复杂,目前还没有规模化生产,产品价格反而高于低温超导材料。

除了价格优势以外,低温超导材料性能稳定、技术成熟,目前全球部分像ITER这样的核聚变项目仍然采用低温超导磁体。

因此,在核聚变装置系统的正常运行就需要相应的低温系统来辅助。

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以CRAFT(聚变堆主机关键系统综合研究设施)低温系统为例,主机和辅助系统通过闭环运行模式,实现对超导磁体、热屏蔽以及真空系统的深冷供应。

截至目前,2025年内国内所有公开低温系统相关标的总招标额已经达到10.9亿元,尤其以聚变新能(安徽)7.3亿元低温系统部招标项目体量最大。

04-2相关标的

①杭氧股份:公司具备氮、氨制冷及气体提取、储运、回收的全链条能力,核心装备可以用于在核聚变装置低温系统总成服务。11月联合成立产业基金重点布局可控核聚变等领域。

②中泰股份:公司早在2018年为中科院和韩国核物理研究院提供过氦制冷机,在可控核聚变领域有所积累,目前考虑积极参与深冷技术在可控核聚变领域的应用及研发。

③冰轮环境:公司早在2016年研发成功极低温用氦气压缩机,并且向中科院“液氦到超流氦温区大型低温制冷系统”国家实验室实现供货。

④雪人集团:公司生产的“兆瓦级”大型的氦气压缩机设备应用于国家重大科研装备研制项目“液氦到超流氦温区大型低温制冷系统研制”,能够实现零下271℃温度下百瓦级的制冷量。

⑤金宏气体:公司主营氮气、氦气等工业气体业务,相关低温产品实现向托卡马克项目高温超导供货。

05下游产业链

05-1国企为主

别看核聚变技术非常高大上,本质上和燃煤锅炉烧开水类似,也是产生热蒸汽推动汽轮机发电,最终还要落脚到现有商业发电的运营领域。

不过核能发电在安全性方面毕竟有着自身的特殊性,国内核电发电的运营主要由三大国有核电集团主导。

虽然也有一些地方能源企业参股了部分核电站,不过它们并不参与核电站的日常运营工作。

因此,在可以预见的相当长时间内,未来可控核聚变的国内商业化也将会是由国有核电集团主导的局面。

05-2相关标的

①中国广核:国内最大的核电运营商,全球第三大核电企业,管理着大亚湾等集团旗下全部在运和在建的核电机组。

②中国核电:国内历史最悠久的核电运营商,负责中核集团旗下秦山、福清等大部分的核电运营业务,核电技术路线多样化。

③电投产融:国家电力投资集团旗下上市公司,计划重组注入海阳等国家电投核电资产,成为境内第三大核电运营商。

06发展趋势

整体来看,可控核聚变作为未来最有发展潜力的新能源方式之一,各类公共和社会资金踊跃入局也将加速核聚变的研究进度,争取早日实现“人造太阳”的宏伟目标。

本文引用参考图片和文献:开源证券、华金证券、中航证券、爱建证券、Wind、同花顺、行行查、萝卜投研数据网站、各公司公开资料,不代表本人立场,不构成投资建议。

#可控核聚变、#核能核电、#新能源

以上分析不构成具体投资建议。股市有风险,投资需谨慎。