可控核聚变技术路径 - 可控核聚变被视为终极能源解决方案，具有能量密度高、燃料储量丰富、安全性优越的特点 [2] - 当前主流技术路径包括磁约束（托卡马克装置）、惯性约束（NIF装置）及磁惯性约束（直线型装置） [2] - 全球多个装置处于劳森判据Q>1的验证阶段 [2] 行业发展新阶段驱动因素 - 政策与资本双轮驱动产业化，中国通过财政支持、央企协同等政策推动核聚变产业发展 [3] - 全球聚变企业数量快速增长，2024年达50家，80%为私营企业，美国占半数 [3] - 高温超导技术将托卡马克体积缩小至传统装置的1/40，成本降低、迭代加速 [4] - 直线型磁惯性装置Helion计划2025年达到Q>1，2028年实现50MW商用并网 [4] - 2025-2027年是国内聚变装置密集建设期，包括BEST、洪荒170等，年均投资超100亿元 [5] 技术路径进展 - 磁约束路线中托卡马克最成熟，日本JT-60装置1998年实现Q=1.25 [21] - 惯性约束路径中美国NIF装置2022年实现Q>1，但系统总Q值仍远小于1 [24] - 磁惯性约束路径工程灵活性强，Helion计划2025年实现Q>1 [27] - 聚变-裂变混合堆概念推出，中国计划2035年建设1000MW级混合堆 [60] 装置成本结构 - 低温超导托卡马克初代实验堆投资约150亿元，迭代周期5-10年 [7] - 磁体系统占低温超导托卡马克成本20-30%，高温超导托卡马克达50% [7] - 直线型装置投资约30-40亿元，迭代周期1-2年，电源系统占50%成本 [7] - ITER项目总投资超220亿美元，SPARC高温超导装置投资30亿美元 [49] 经济性分析 - 低温超导托卡马克和直线型装置在Q=30和Q=3时度电成本分别为0.31、0.27元/kwh [8] - 聚变功率提升后度电成本有望低于0.2元/kwh，将成为成本最低能源形式 [8] - 聚变能预期LCOE为30-140美元/MWh，已具备与可再生能源竞争潜力 [113] 产业链格局 - 产业链呈现民企在细分领域确立优势、关键系统以国家队为主的供应生态 [108] - 西部超导承担国内超导托卡马克90%以上磁体订单 [108] - 国光电气聚焦真空部件，安泰科技参与偏滤器核心部件制造 [108] - 国内成本优势明显，1个ITER造价可支持2个CFETR建设 [93]

国际油价暴涨 - 以色列对伊朗发动袭击导致国际油价大幅飙升，美油一度涨超10%，刷新2月以来新高 [4] - 中粮期货研报指出，短期油价受季节性需求增长和地缘局势升温支撑，可能出现小反弹，但长期地缘局势将向降温趋势演化，Brent油价在70美元之上将遇到阻力 [5] - 建信期货认为，短期OPEC+实际增产幅度低于预期叠加欧美出行旺季启动，油价有所支撑，但中期地缘局势缓和后油价可能再度回落 [6] 可控核聚变商业化进程加速 - 国际热核聚变实验堆（ITER）完成世界最大脉冲超导电磁体系统建造，这是可控核聚变技术的里程碑成就 [10] - 中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所承担了ITER项目中超导体、磁体馈线等关键部件的研制任务 [11] - 国泰海通指出，氚的自持技术是未来核聚变投资重点，涉氚环节技术难度高且价值量大 [12] - 方正证券认为可控核聚变或为人类终极能源解决方案，建议关注托卡马克装置相关配套供应商 [13]

报告行业投资评级 未提及 报告的核心观点 - 可控核聚变是终极能源解决方案，但实现难度高，当前技术路径多样，处于劳森判据Q>1的验证阶段 [4] - 当下是可控核聚变的新阶段，政策与资本双轮驱动产业化，多种技术路径百花齐放，装置密集建设期招标体量大，节点验证即将到来 [4] - 核聚变供应链长、工程难度大，不同技术路线成本拆分有差异，产业链核心系统多由央国企承担，民营企业聚焦细分领域 [4] - 远期经济性测算彰显核聚变潜力，托卡马克和直线型装置度电成本低于火电，具备商业化竞争力 [4] - 建议关注核心供应商，如西部超导、联创光电、爱科赛博等 [4] 根据相关目录分别进行总结 Part1 什么是可控核聚变 - 核聚变是两个较轻的核结合形成较重核和极轻核（或粒子）的核反应，优势是能量大、燃料足、安全、放射性低、度电成本低，被认为是终极能源形式 [9] - 核聚变需极高温度使物质成高温等离子体，有效约束方式有磁约束、惯性约束、磁惯性约束 [10] - 磁约束是用磁场约束高温等离子体发生聚变反应，托卡马克装置是当前物理研究最成熟路线，ITER计划验证商业聚变工程可行性 [14][16] - 惯性约束是用激光或粒子束加热压缩燃料靶丸触发聚变反应，NIF实现聚变净能量增益，但系统总Q值仍远小于1 [19] - 磁惯性约束融合磁约束和惯性约束优点，设备小型化与工程灵活性有潜力，Helion计划25年下半年Q>1，28年实现商用并网 [20][22] - 核聚变难点包括克服库仑斥力、满足劳森判据Q阈值、选择反应材料、工程复杂度高 [26][28] Part2 为什么当下是可控核聚变的新阶段 - 政策端，全球多国政府支持可控核聚变，中国通过多项政策推动产业发展，海外锁定商用时间窗口加速技术转化 [33][36] - 投资端，国家队主导科研，私营企业加速商业化，企业数量快速扩张，中国和海外均有众多企业布局不同技术路线 [37][40] - 多种技术路径有所突破，高温超导应用使托卡马克体积缩小、成本降低、迭代加速；直线型模块化设计简化装置、缩短迭代速度；NIF惯性路线实现Q>1；推出聚变 - 裂变混合堆规划 [42][48][55] - 2025 - 2027年是可控核聚变基础设施建设密集期，年均投资额超150亿元，装置建设拉动招标体量扩大，行业典型项目招标向更高参数、更复杂系统升级 [59][63] - 关键节点即将到来，2025 - 2027年多个项目将进行Q值验证、装置建设、商业订单签约等，标志着行业从“实验”迈向“能源” [64] Part3 装置架构拆解与产业链成本图谱 - 托卡马克装置主要部件包括磁体系统、真空室、包层模块、偏滤器、真空杜瓦等，磁体系统成本占比最高，不同超导类型成本拆分有差异 [71][86][90] - 仿星器构成部件和托卡马克基本一致，但结构更复杂、工程难度大、成本高，运行更稳定，设计灵活性高 [94] - 直线型磁惯性约束装置投资成本低，检修更换和装置迭代容易，电源系统成本占比最高 [99] - Z箍缩装置工程复杂度低于托卡马克，脉冲电源系统成本占比最高，运维成本受金属衬套更换影响大 [103][105] - 可控核聚变产业链呈现民企在细分领域确立优势、关键系统以国家队为主的供应生态，不同部件有不同的供应商 [106][108][109] Part4 核聚变度电成本具备竞争力 - 聚变能预期价格已具备初步竞争力，LCOE范围与可再生能源相近，优于部分传统能源 [113] - 整体能源市场向更高效率和更低成本发展，传统能源LCOE呈下降趋势，生物能源成本相对坚挺 [113]

可控核聚变技术路线 - 可控核聚变主要分为磁约束与惯性约束两大类，磁约束核聚变当前占据主流地位，包括托卡马克、场反位形（FRC）、彷星器等技术路线 [4] - 场反位形（FRC）技术因系统结构简单、造价及运行成本低而备受关注，被称为可控核聚变领域的"黑马"，有望率先实现商业化 [4] - FRC技术通过等离子体自身产生的磁场与外部磁场相互作用形成封闭环形结构，具有高比压β、易转移、可直接发电等优点 [4] 场反位形技术运行机理与优势 - FRC运行机理包括自持等离子体环的形成以及等离子体输运与压缩融合两大步骤 [6] - FRC技术无需依赖外部加热源、可降低宏观不稳定性、易于工程化，有效减少装置体积和成本 [7][8] - 直线型设计在几何上更加简单，有助于降低系统稳定性和复杂度 [5] 场反位形技术路线分类 - 通过FRC实现聚变主要有磁化靶FRC和准稳态FRC两种技术路线 [13] - 磁化靶FRC将FRC作为磁化靶等离子体脉冲压缩至聚变条件，Helion Energy采用此方案并在2021年获得近5亿美元投资 [13] - 准稳态FRC采用碰撞融合技术生成场反位形，TAE公司利用中性束注入（NBI）维持FRC，能量约束时间提升至10ms量级 [13] 场反位形电源系统 - 电源系统在FRC技术中占比可能提高，因需要毫秒级精度的瞬态能量输入和更高工作频率的真空开关 [14] - 托卡马克装置中电源部分占比15%，而在FRC装置中电源系统占比或达50% [12][14] - FRC技术对磁体需求大大降低，而托卡马克装置中磁体与电源系统占比高达43% [14] 场反位形技术应用案例 - 美国TAE Technologies采用FRC技术路径，2025年6月完成1.5亿美元融资，累计融资达13.5亿美元 [21] - 美国Helion Energy采用磁惯性约束聚变技术，其Trenta装置实现等离子体温度9 keV（约1.04亿摄氏度） [18][20] - 日本LINEA Innovations采用FRC和磁镜混合约束方法，2025年6月完成17.5亿日元（约1200万美元）A轮融资 [22][28] - 中国瀚海聚能专注于直线型FRC技术，2024年4月完成天使轮融资，累计融资超5000万元 [26][29]

公司融资 - 德国初创企业Proxima Fusion获得1.3亿欧元融资 用于开发核聚变能源技术 [1] - 融资由科技投资者Cherry Ventures和Balderton Capital领投 [1] - 该轮融资是欧洲核聚变领域迄今为止最大的一笔投资 [1] 行业动态 - 投资者加大对欧洲核聚变能源竞赛中可能获胜企业的押注 [1] - Cherry Ventures创始合伙人认为Proxima Fusion有望成为市值上万亿美元的公司 [1] - 该投资被视为对欧洲在解决人类重大挑战方面领导能力的押注 [1] 技术前景 - 核聚变能源技术被视为解决人类重大挑战的关键领域之一 [1] - 该领域具有产生万亿美元市值公司的潜力 [1]

商业化核聚变能源行业 - 商业化核聚变能源发展具有高成本与长周期特性 [2] - TAE Technologies成为全球融资最多的聚变能源公司之一 累计融资达18亿美元 [2] TAE Technologies融资动态 - 公司完成第12轮融资 最新筹集1.5亿美元 投资方包括谷歌、雪佛龙及New Enterprise Associates [2] - 谷歌连续参与两轮融资 2022年曾投资2.5亿美元 双方自2014年起在AI优化聚变参数领域合作 [3] - 公司计划在夏季融资轮结束前追加筹集5000万美元 [3] 技术突破与研发进展 - 公司原名Tri Alpha Energy 采用双等离子体球碰撞技术 后升级为单等离子体束生成方案 使反应堆更小更经济 [2] - 2024年4月实现技术突破 通过粒子束直接生成并稳定单个等离子体 提升运行效率 [2] - 当前反应堆可生成7000万摄氏度等离子体 未来商业装置目标温度达10亿摄氏度 [3] - AI技术将反应堆参数优化时间从2个月/1000次实验缩短至几小时 效率提升两个数量级 [3] 商业化规划 - 公司目标在2030年代初期实现向电网供电 [3]

全球聚变能源发展背景 - 全球数据中心电力消耗达415太瓦时，占全球总量的1.5%，过去五年以每年12%的速度递增，预计2030年需求将增加一倍以上 [1] - 聚变能源成为破解AI时代能源困局的核心方案，全球加速从化石能源依赖向聚变能源转型 [1] 中美聚变投资热潮 - 美国聚变公司累计吸引超过56亿美元股权融资，中国聚变公司累计吸引近25亿美元股权投资 [2] - Helion Energy完成4.25亿美元F轮融资，总估值达54亿美元，创下聚变行业融资纪录 [2] - Commonwealth Fusion Systems融资总额超过20亿美元，与美国麻省理工合作建设托卡马克装置SPARC [2] - 中国聚变新能公司联合中科院、中石油等注资145亿元启动BEST装置建设，目标2027年实现聚变发电演示 [4] - 新奥集团累计投入超过40亿元研发资金，其"玄龙-50U"装置与中科院EAST、中核环流3号并列国内聚变科研第一阵营 [4] 中国聚变技术进展 - 中科院EAST装置首次完成一亿摄氏度1000秒的"高质量燃烧"，模拟未来聚变堆运行环境 [5] - 中核西物院环流3号装置原子核温度达1.17亿度，电子温度达1.6亿度 [5] - 新奥集团"玄龙-50U"全球首次实现兆安级氢硼等离子体放电，温度达4000万度 [5] - 新奥验证磁体线圈工程满负荷运行参数，环向场线圈150kA电流对应磁场强度达1.2T [7] 氢硼聚变商业化优势 - 氢硼聚变测算度电成本约6分到8分，燃料资源丰富且无中子辐射，可省去安全设备投资 [7] - 传统氘氚聚变中氚成本每克上千万元，且需高额辐射防护投资 [7] 全球聚变竞争格局 - 微软计划2028年向Helion Energy采购至少50兆瓦聚变电力 [2] - 新奥氢硼聚变技术对国际热核聚变实验堆（ITER）研发具有重要参考价值 [5] - 中美差异化探索将对未来全球能源格局重构产生重要影响 [7]

核聚变技术突破 - 中核集团新一代人造太阳"中国环流三号"实现等离子体电流100万安培、离子温度1亿摄氏度、高约束模式运行，创下中国聚变装置运行新纪录 [2] - 合肥紧凑型聚变能实验装置（BEST）项目工程总装工作提前两个月启动，将在第一代EAST装置基础上首次演示聚变能发电 [4] - 可控核聚变被称为"能源终极解决方案"，其燃料氘理论储量可供人类使用数百亿年 [4] 企业布局核聚变 - 国内企业布局核聚变主要采取自主科研与战略投资两种方式 [5] - 涉及核聚变业务的公司包括新奥集团、能量奇点、星环聚能、瀚海聚能等 [5] 新奥集团 - 2017年开启紧凑型核聚变技术探索，2018年宣布建设小型核聚变实验装置，成为首个研发聚变能源的中国民营企业 [6] - 2022年确定球形环氢硼聚变技术路线 [6] - 2025年4月"玄龙-50U"装置实现氢硼聚变等离子体100万安培放电 [6] 能量奇点 - 2021年成立，2022年启动洪荒70装置设计 [7] - 2024年6月洪荒70装置成功实现等离子体放电，为全球首台全高温超导托卡马克装置 [7] - 计划2027年完成洪荒170装置建设，目标实现Q＞10 [8] 星环聚能 - 2021年10月成立，目标建成中国首个商用可控聚变堆 [8] - 核心团队来自清华大学工程物理系，拥有超20年可控核聚变研究经验 [8] - 采用高温超导球形托卡马克重复重联可控聚变技术方案 [8] 瀚海聚能 - 2022年12月成立，2024年上半年完成5000万元天使轮融资 [9] - 融资用于线性装置物理及工程设计 [9] 企业战略投资 - 中国核电、浙能电力分别增资10亿、7.5亿参股中国聚变能源有限公司 [10] - 2023年12月中核集团牵头成立可控核聚变创新联合体，联合25家央企、科研院所、高校 [10] - 2024年7月聚变新能注册资本从50亿增至145亿，新增股东中石油昆仑资本出资29亿元占股20% [11] - 中国石油作为唯一石油公司出席2023年中央企业可控核聚变领域协同创新发展研讨会 [11]

报告行业投资评级 未提及 报告的核心观点 可控核聚变是安全高能的能源，能解决终极能源问题，有惯性约束和磁力约束等技术路径；核聚变装置从铜基磁体向高温超导演进，中美欧日韩竞争合作推动商业化；当前应关注聚变装置中游构件及上游环节 [12][52][98] 根据相关目录分别进行总结 可控核聚变安全高能解决终极能源问题，惯性约束和磁力约束多条技术途径并进 - 可控核能是安全、清洁、低碳、高能量密度的战略能源，核裂变是重核分裂，核聚变是轻核聚合，均释放巨大能量 [14] - 可控核聚变是解决人类能源问题的重要途径，燃料来源丰富，潜在燃料储量能支持人类数万年能源需求 [18] - 能量平衡是可控核聚变商业化关键指标，未来能量增益指标或超10，美国国家点火装置多次点火成功，靶增益创新高 [22] - 地球上目前最易实现核聚变条件的是D - T反应，需满足高温、高密度、长约束时间的劳逊条件 [27] - 实现可控核聚变的可行技术路径有惯性约束和磁力约束，引力约束目前无法实现，磁约束中托卡马克研究领先，惯性约束中Z箍缩有潜力 [31][33] - 全球聚变研究集中在磁约束和惯性约束，磁约束代表项目有ITER，惯性约束有美国国家点火装置 [35] - 托卡马克是实现可控核聚变的主流装置，世界各国除合作建设ITER外，都有自己的托卡马克示范堆发展规划 [38] - 仿星器是磁约束聚变研究的重要方向，运行无需等离子体电流，德国W7 - X验证了其概念可行性 [42] - 惯性约束的激光约束和直线箍缩装置适合基础物理研究，直线箍缩结构简单，快Z箍缩有望为惯性聚变能提供能量源 [47] 核聚变装置从铜基磁体到高温超导演进，中美欧日韩竞争又合作推动商业化进程 - 全球多数国家将2050年定为建成并运行核聚变示范型反应堆的关键节点，各国在核聚变研究上有不同进展 [54] - 国际热核聚变实验堆（ITER）是最大的国际科技合作计划之一，我国深度参与，目标是验证和平利用聚变能的可行性 [59] - ITER项目将实现氘 - 氚反应并产生500MW聚变能，预计2039年开始氘氚反应，有明确的建设节点 [62] - 早期铜基托卡马克装置中，美、欧、日、中取得一些试验成果，如美国TFTR、欧洲JET等项目 [68] - 低温超导托卡马克装置将低温超导材料用于磁体，节省电力，提升能源转化效率，如我国EAST、韩国KSTAR等 [73] - 高温超导托卡马克装置降低研发成本和技术难度，推动商业化进程，相关研发由国内外商业公司驱动 [78] - 我国磁约束聚变有近期、中期、远期目标，2035年前建设运行工程实验堆，2050年前探索商用电站 [86] - 2025年初“中国环流三号”首次实现“双亿度”，我国可控核聚变技术取得重大进展 [87] - 2025年5月，合肥紧凑型聚变能实验装置（BEST）项目工程总装比原计划提前两个月启动 [92] 现行关注聚变装置中游构件及上游环节，典型项目各环节价值量拆分及标的梳理 - 可控核聚变产业处于实验堆及工程堆阶段，关注聚变装置及上游材料环节，产业链包括上游原材料、中游核心组件、下游科研装置等 [100] - 超导材料和钨材料是核心受益方向，高温超导体能推动核聚变装置小型化，钨铜复合材料可解决偏滤器技术难题 [103] - 托卡马克装置的中游包括磁体、包层、偏滤器、真空室、杜瓦和冷屏六大构件，各有其作用 [110] - ITER实验堆成本占比最高的是磁体系统，DEMO示范堆高温超导设计降低磁体成本，真空室成本也降低 [111] - 国内核聚变产业链上游相关公司有上海超导、中钨高新等，中游有联创光电、西部超导等，下游有华中科技大学、新奥能源等 [114][117]

行业与公司概述 * 全球核聚变投资持续增长 中国预计2025年新增千亿人民币投资 2030年前单年投资额达400亿人民币 2035年前实现商业化[1] * 核聚变产业从2025年开始预计每年订单达百亿级别 2026年增至200亿 2027年攀升至240亿[2] * 国光电气在核聚变装置氘氚系统领域价值量占比25% 合锻智能是顶级装置企业 两家公司有望通过核业务实现百亿以上市值增长[1][3] * 四创电子在电源部分表现突出 其子公司华耀电子主要供货EAST装置 有望参与上海方向项目 电源部分占装置价值量15%[4] 超导材料应用与产业链 * 超导材料在可控核聚变中应用广泛 低温超导材料已商业化 高温超导突破液氦限制 ITER项目以低温超导为主但高温超导潜力巨大[1][5] * 超导磁体占装置价值量20%-30% 电源占15%[4] * 超导产业链包括上游原料(铋锶钡镧等) 中游线材加工 下游能源科技应用 镧系元素是高温超导重要组成部分[7] * 第二代钇钡铜氧(YBCO)高温超导带材因成本优势和更高性能成为主流 生产所需银量极少 大幅降低生产成本[1][10] 技术进展与项目动态 * ITER项目中磁体成本占比超28% 中国负责制造11根TF线圈(全球任务部分) 60根偏置PF导体(占65%) 所有校正场CCC线圈[11][12][13] * 江西星火一号混合堆是全高温超导项目 设计Q值大于30 总投资超200亿元 预计2025或2026年招标[3][15] * 美国Spark堆计划采用高温超导材料 预计2027年建成 局部磁场强度达20特斯拉 国内星环聚能/BEST项目也采用高温超导技术[14] * 联创光电突破20K温区3特斯拉直接冷却高温超导磁体 正在研发6特斯拉版本 金达股份投资上海超导涉足高温超导带材生产[16] 企业参与与市场前景 * 国内参与企业包括联创光电/永鼎股份/西部超导/国光电气/新捷聚变等 西部超导是国内唯一拥有全产业链生产能力的企业[17][19] * 低温超导在托卡马克装置中占比约28% 高温超导应用后比例将提高 星火一号项目中高温超导相关占比超40%[18] * 市场情绪持续 2025年6-7月将有新项目落地和业内大会召开 标杆企业包括国光电气/新捷聚变/永鼎股份/西部超导/联创光电等[19]