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激光聚变
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激光聚变的发展前景及投资机会
长江证券· 2025-10-08 14:48
行业投资评级 - 行业评级:看好 维持 [5] 报告核心观点 - 激光聚变技术路线在聚变三乘积指标上领先其他技术路线,科学上已验证点火,正处于从物理原理验证向工程样机过渡的阶段 [15][19] - 激光聚变的度电成本具备显著下降潜力,若关键技术取得突破,LCOE有望降至80美元/MWh以下,极限情况下可展望25美元/MWh [19] - 全球范围内激光聚变领域的商业公司活跃,已超过10家,并制定了清晰的技术发展路线图,中国在相关技术研发和装置建设方面处于国际先进水平 [58][29][70] - 激光聚变产业链涉及核心光学元件、高功率激光器、能源系统等多个环节,国内已有科研院所与上市公司展开合作,共同推动技术落地 [72][77][78][82][85] 激光聚变技术优势与进展 - 聚变三乘积是判断聚变反应堆能否实现自持反应的关键指标,激光聚变在该指标上排名首位 [15] - 美国国家点火装置在2025年4月实现了创纪录的能量增益,以2.08 MJ的输入能量获得了8.6 MJ的能量输出,Q值达到4.13 [22] - 中国神光Ⅱ装置实现的聚变三乘积已突破1.5×10^21,仅次于美国NIF团队 [29] - 张杰院士团队提出的双锥对撞点火方案展现出优势,其激光到靶心加热效率约为15%,远高于NIF中心点火方案的0.5%,在相同驱动能量下增益更高 [54] 激光聚变商业化路径与成本展望 - 激光聚变的商业化需解决激光驱动器效率低和靶丸成本高两大问题 [19] - 若激光效率提升10倍且靶丸实现廉价量产,激光聚变的度电成本可降至80美元/MWh以下 [19] - 根据初创公司Inertia Enterprises的规划,对于1.5 GW的聚变电站,能量增益需大于45才能实现商业运行 [63][64] - 法国GenF公司将激光聚变发展划分为三个阶段,计划从2027年至2035年聚焦聚变技术成熟,2035年后可能扩大反应堆规模并建造首个原型堆 [58] 激光聚变产业链关键环节 - 激光玻璃是激光设备中最核心的光学元件,在美国NIF装置的大型光学元件中占比近三分之一 [77] - 中国在激光钕玻璃研发方面走在世界前列,上海光机所研发的N31型等磷酸盐激光钕玻璃在神光系列装置中发挥重要作用 [77] - 能源系统为高功率激光装置提供能量,神光Ⅲ主机装置的MJ级能源系统由108套模块组成,单套最大储能达1.2 MJ [78][82] - 能源系统的关键元器件包括充电电源、储能电容器、阻尼元件和通流开关等,技术参数要求高 [82][83] - 国内上市公司已介入产业链,例如长光华芯为激光聚变开发激光芯片,炬光科技的高功率半导体激光产品被应用于国家重大聚变试验装置 [85] 全球激光聚变公司布局 - 全球至少有11家商业公司选择了激光聚变路线,主要集中在美国、德国、法国、澳大利亚和日本 [58][59] - 这些公司大多选择氘氚作为燃料,部分公司如HB11 Energy、Marvel Fusion等选择氢硼燃料 [59] - 美国公司Inertia Enterprises获得了劳伦斯・利弗莫尔国家实验室近200项关键专利授权,并建立了公私合作关系 [63]
行业周报:美国CFS再获售电协议,环流四号装置落地上海-20250927
开源证券· 2025-09-27 11:14
投资评级 - 行业投资评级为看好(维持)[1] 核心观点 - 核聚变装置研发建设稳步推进 订单持续释放 看好板块长期发展前景 重点关注磁体 主机和电源等核心部件 [8][36] - 相关设备/器件公司有望凭借电力电子技术积淀持续获取可控核聚变装置电源订单 [8][36] - 中国激光聚变目标到2045年达到商业运行 发电成本低于0.2元/千瓦时 [6][20] - 美国CFS公司商业化电站ARC计划2030年并网发电 发电能力400MW [6][23] - 中国聚变公司按照"实验堆-示范堆-商用堆"路径发展 瞄准2050年聚变能源商用目标 [6][28] 板块回顾 - 本周(20250922-20250926)可控核聚变板块多数细分环节上涨 个股涨多跌少 [5][15] - 涨幅前五标的:哈焊华通(+24.2%) 永鼎股份(+23.9%) 上海电气(+16.3%) 精达股份(+15.9%) 英杰电气(+8.7%) [15] - 跌幅前五标的:辰光医疗(-6.2%) 赛晶科技(-5.8%) 航天晨光(-5.5%) 宏微科技(-5.1%) 王子新材(-2.7%) [15] - 细分环节涨幅:真空室等金属锻件(+10.7%) 磁体(+9.1%) 电源总成(+5.8%) [5][17] 行业动态 - 张杰院士团队提出双锥对撞点火方案(DCI) 目标到2045年达到商业运行 发电成本低于0.2元/千瓦时 [6][20] - 中国激光聚变三步走规划:2026-2030年提高增益突破50赫兹技术 2030年前后验证实践堆技术 2031-2035年工程演示 2045年商业运行 [20] - 美国CFS公司与意大利埃尼集团签署金额超过10亿美元的ARC电站售电协议 [6][23] - CFS公司累计融资额近30亿美元 占全球私营聚变公司投资总资本的三分之一 [23] - 中国聚变公司首次公开亮相 注册资本150亿元 宣布基于高温超导的紧凑型磁约束聚变装置环流四号落地上海 [6][25][28] - 中国环流三号装置实现百万安培亿度H模 聚变三乘积达到1020量级 [28] - 等离子体所和聚变新能发布多项采购 山东泰开直流技术公司中标BEST装置电源系统失超保护开关设备 中标金额6700万元 [6][30] 公司动态 - 上海电气承担的CRAFT装置环向场(TF)线圈盒正式发运 [7][32] - CRAFT设施建成后将成为国际磁约束聚变领域参数最高 功能最完备的综合性研究平台 [7][32] - 环向场线圈盒是托卡马克装置核心部件 具有承受传递电磁载荷 保护超导导体 冷却通道与热沉等关键功能 [33] 受益标的 - 磁体环节:西部超导(低温超导线材) 永鼎股份(高温超导带材) 上海超导(高温超导带材) 联创光电(高温超导磁体服务) [8][36] - 真空室和堆内构件:合锻智能(真空室 第一壁 包层和偏滤器) 国光电气(第一壁 包层和偏滤器) 安泰科技(第一壁 包层和偏滤器) [8][36] - 电源总成:英杰电气(磁体电源和PSM电源) 爱科赛博(磁体电源和PSM电源) 四创电子(PSM电源) 新风光(磁体电源) 赛晶科技H(脉冲电源) [8][36] - 微波和电源器件:旭光电子(真空脉冲功率器件等) 国力股份(氢闸流管 回旋管 速调管) 宏微科技(IGBT) 王子新材(电容) [8][36] - 燃料增殖和循环:国光电气(氚工厂) [8][36] - 检测设备:皖仪科技(氦检漏 真空检漏) [8][36]
“三步走”实现激光聚变商业运行
解放日报· 2025-09-22 10:06
激光聚变能源发展计划 - 中国科学院院士张杰团队提出“用激光聚变点亮未来”的“三步走”计划,目标是到2028年实现点火 [1] - 该计划旨在通过分解压缩和加热两个物理过程,克服美国国家点火装置方案转换效率低和不稳定的本征物理困难 [1] 技术路线与实验进展 - 过去6年间,联合研究团队已完成11轮大型物理实验,验证了分解物理过程方案的可行性 [1] - 在重复频率方面,团队目标直接达到50赫兹,高于美国方案瞄准的10赫兹,并希望在2030年前后达到世界最高重复频率 [1] 中国商业电站建设规划 - 团队已于2024年11月在上海嘉定启动研究基地建设,计划通过“三步走”在沪建成第一个激光聚变商业电站 [2] - 第一阶段(2025-2030年):进一步提高增益,突破50赫兹聚变能关键技术,用5年完成“中国方案”点火与所有关键技术验证 [2] - 第二阶段(2031-2035年):进行激光聚变的工程演示 [2] - 第三阶段:目标在2045年实现商业运行 [2] 经济性与产业影响预期 - 预计中国激光聚变能的电价到2045年约为每千瓦时0.185元人民币,约为美国预计电价(每千瓦时0.37元人民币)的一半 [2] - 建成一座50赫兹百万千瓦级激光聚变电站,可维持200万人口城市的用电 [2] - 激光聚变能源预计将在上中下游拉动万亿元以上的产业链 [2]
上海将建第一座激光聚变能电站:电价只有美国一半,2045 年商业运营
搜狐财经· 2025-09-21 09:25
项目进展与规划 - 团队已于2024年底在嘉定启动研究基地建设,并计划通过“三步走”战略在上海建设国内首座聚变能电站,期望在2045年实现商业运营[3][5] - 具体三步走战略为:2030年前后完成激光聚变实验堆的所有关键技术研发,2031年至2035年开展激光聚变堆的工程研制,最终在2045年实现商业运行[5] - 过去6年间,团队开展了11轮大型物理实验,使用“神光2”升级装置解决了所有重要物理问题,在最近的第11轮实验中获得的聚变三乘积达到世界最高水平,预计到2028年可实现点火[4] 技术优势与路径 - 团队采用区别于美国NIF“压缩和加热同时进行”的技术路线,于1997年提出“先压缩、后加热”的方案,可使聚变过程更加高效和可控[4] - 在实现点火后,团队将致力于提高增益和重复频率,目标直接达到50赫兹,远高于美国10赫兹的目标,高重频对发电更有利[4] - 该方案在增益效率方面更具优势,增益越高则相对的激光驱动能量百分比越低,更有利于聚变电站的建造[5] 经济效益与产业影响 - 运用团队提出的点火方案,最终发电成本预计将只有美国聚变发电的一半,到2045年,美国聚变能电价预计为0.37元/千瓦时,而该方案有望将电价降至其一半[3][5] - 激光聚变能源有望带动规模达万亿以上的上中下游产业链[5] - 聚变能被视作终极能源,具有能量密度高、燃料来源近乎无限、无放射性且运行绝对安全等显著优势[3] 行业背景与里程碑 - 2022年12月5日,人类历史上首次实现激光聚变净增益,由美国国家点火装置(NIF)完成,这被视为人类向聚变能迈进的关键一步[3] - 自1972年起,全球科学家便致力于追求核聚变输出能量大于输入能量的目标,历经50年探索终获突破[3] - 目前NIF的增益已达到4倍,按照其发展路线图,也计划于2045年实现商业运行,届时每个千万瓦时成本将低于现有所有其他能源[3]