低温超导磁体
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可控核聚变系列研究(五):“超导-磁体”:可控核聚变价值量最高环节
华创证券· 2025-12-27 15:33
行业投资评级 - 报告对电力及公用事业行业给予“推荐”评级,并维持该评级 [2] 核心观点 - 超导-磁体是可控核聚变装置中价值量占比最高的环节,在行业资本开支扩张周期中受益明确 [6][8] - 可控核聚变预计在2025至2028年逐步进入资本开支扩张周期 [6][9] - 核聚变将带来巨大市场机遇,高温超导带材有望快速放量 [6][9] - 低温超导技术路线相对成熟,产业链配套完善;高温超导性能更具优势,是下一代核聚变装置的核心发展方向 [6][8] 根据目录分章节总结 一、 超导-磁体:可控核聚变价值量占比最高环节,资本开支扩张周期明确受益 - 超导磁体是托卡马克装置的核心部件,用于约束上亿摄氏度的高温等离子体 [15] - 在低温超导路线(如ITER项目)中,磁体系统价值量占比约为28%;在高温超导路线(如ARC项目)中,磁体系统价值量占比跃升至46% [29][33] - 若不考虑土建等成本,在中国CFEDR项目中,磁体系统价值量约占核心设备成本的39% [37] - 在磁体系统内部,超导材料是价值核心,占比约47% [41] - 当前托卡马克装置主要采用低温超导材料(如NbTi和Nb3Sn),但未来规划建设的多个反应堆(如SPARC、星火一号)将采用高温超导材料 [51][53] - 2025年11月核聚变行业招标金额达到39亿元量级,单月金额已超过2025年前三季度总和(17.6亿元),12月上半月中标项目总额超24亿元,行业资本开支扩张逻辑持续验证 [58][59] 二、 低温超导材料:技术路线较为成熟,产业链配套相对完善 - 低温超导材料(主要为NbTi和Nb3Sn)技术相对成熟,已实现批量稳定供货,具备完备的产业化链条 [6][72] - 产业链中游制造(如NbTi合金棒制备)是核心加工环节,技术门槛较高 [6][81] - 下游应用空间广阔,包括磁共振成像(MRI)、核聚变装置(如ITER)、粒子加速器等 [79] - 以西部超导为例,该公司已实现铌钛锭棒、超导线材、超导磁体全流程生产,产品通过ITER项目验证,并批量供应GE、SIEMENS等国际医疗设备巨头,技术实力达国际先进水平 [6][73] - 西部超导2024年超导产品产量达2898.7吨,同比增长67.5%;超导线材业务收入达13.0亿元,同比增长32.4% [104][106] 三、 高温超导材料:核聚变或带来重大机遇,高温超导发展前景广阔 - 高温超导材料(以REBCO为代表)可在液氮温区(77K)运行,经济性更优,且能提供更高场强的稳定磁场,可大幅缩小装置体积 [6][45] - 产业链中游的高温超导材料制造是核心环节 [6][119] - 下游应用中,可控核聚变是高温超导材料最重要的应用领域,2024年占比达38% [6][122] - 预计2024-2030年,全球可控核聚变用第二代高温超导带材市场规模复合增长率达59.3%,2030年达到49亿元/年 [6][66] - 据不完全统计,中国主要高温超导路线核聚变项目(CFEDR、星火一号、和龙-2)合计资本开支规模超1260亿元,对应的高温超导磁体市场规模近281亿元,对应的高温超导带材市场规模超132亿元 [69][70] - 以上海超导为例,该公司2024年产能达1334千米,与日本FFJ同属全球第一梯队,其国内市占率超80%,全球市场占有率达三分之一 [6][125][128] - 上海超导2024年高温超导带材单价约为241.08元/米,同比下滑27%,成本下降有望加速下游商业化应用 [46][47] 四、 投资建议 - 磁体环节价值量占比最高,在核聚变资本开支持续扩张的背景下有望成为最受益的方向 [6][10] - 建议关注高温超导材料领军者上海超导(处于IPO阶段) [6][10] - 建议关注永鼎股份,该公司是东部超导控股股东,东部超导已与多个聚变堆建立密切合作 [6][10] - 继续推荐联创光电,该公司卡位高温超导磁体环节,并参与星火一号建设 [6][10] - 建议关注国内低温超导龙头西部超导 [6][10] - 建议关注精达股份,该公司是上海超导第一大股东,通过股权布局切入高温超导赛道 [6][10]
未来产业:可控核聚变发展加速,助力能源转型(附36页PPT)
材料汇· 2025-06-24 15:16
为什么现在关注核聚变 - 国内外核聚变项目近期进展加速,包括项目开工、招标和技术突破 [2] - 技术创新持续推动行业超预期发展,如创新的磁场结构和高温超导材料应用 [7][11] - 核聚变成为全球能源竞赛重要一环,具有高能量密度、零碳排等优势 [18][21] 国内外核聚变项目进展 国内进展 - BEST工程总装启动,比原计划提前两个月,计划2027年完成建设 [4] - "星火一号"项目招标启动,联创光电中标超导线圈研制与测试服务 [4] - "中国环流三号"聚变三乘积创新高达到10^20量级,"玄龙-50U"实现1.2T磁场强度 [4] 国际进展 - 美国TAE Technologies完成1.5亿美元融资,累计融资达13.5亿美元 [6] - 日本追加100亿日元投资三大核聚变科研机构,目标2030年代商业化 [6] - 英国计划五年内投资25亿英镑推进STEP原型电厂计划 [6] 技术创新推动行业发展 - 球形托卡马克等创新磁场结构可提高约束性能,实现更小体积内更高功率输出 [8][9] - 高温超导材料性能远超传统超导,可产生更强磁场并提高聚变功率 [12][14] - AI/超级计算机可模拟等离子体行为、优化反应堆设计和加速材料研发 [16] 行业竞争格局 国内主要参与者 - 科研院所:中科院等离子体物理研究所、核工业西南物理研究院等 [30] - 商业化公司:聚变新能、先觉聚能、江西聚变新能、能量奇点等 [32][35][38] 国际代表公司 - 美国CFS计划2027年实现Q>1,2030年代为电网提供400MW电力 [46] - 美国Helion预计2028年为微软提供50MW电力 [46] - 英国Tokamak Energy目标2030年代实现200MW商业化发电 [46] 行业未来展望 - 最乐观预测2025-2030年实现首个核聚变发电并网,中性预测为2031-2035年 [48][49] - 第一个具备商业价值的聚变堆可能在2031-2035年间出现 [51] - 应用场景包括发电、工业加热和聚变动力航天器等,预计2030年前后是关键节点 [53][54] 投资机会 - 关键零部件包括高温超导带材、低温系统、燃料循环系统等 [56][58] - 相关标的涵盖超导材料、磁体、偏滤器、真空系统等环节上市公司 [59]
能源转型:可控核聚变发展加速,助力能源转型
华安证券· 2025-06-20 13:52
报告行业投资评级 未提及 报告核心观点 - 国内外聚变项目招标/融资密集落地,商业/技术进展加快,AI/高端材料等技术创新带动聚变输出功率提升超预期,核聚变成为全球竞赛重要一环和能源转型重要导向 [4] - 国内科研院所引领,商业公司跟进;国外美国公司数量领先、技术多元,最早2028年实现聚变能源商业化 [4] - 核聚变商业化发电时间在2030年代,落地场景多样,但供给侧存在约束问题 [4] 各部分总结 为什么现在关注核聚变 短期有进展 - 国内:“BEST”工程总装提前启动,相关项目陆续招标,“玄龙 - 50U”和“中国环流三号”取得技术突破 [7][9] - 国外:美国TAE Technologies完成1.5亿美元融资,日本追加100亿日元投资,英国计划未来五年投资25亿英镑 [10] 中期有加速 - 创新磁场结构可提升约束性能,高温超导带材能提升聚变输出功率,AI/超级计算机助推核聚变技术突破 [13][15][17] 重要性提升 - 全球竞赛:中美是投资最大的国家,2024年中国投资加速,预计2025年再提升 [19][21] - 能源转型:核聚变具高能量密度、零碳等优势,是可持续途径,2100年渗透率或达10%-50% [22][25] 国内外核聚变行业进展及格局如何 国内 - 参与者:科研院所有中科院等离子体物理研究所、核工业西南物理研究院等;商业公司有聚变新能、先觉聚能等 [30][33] - 项目进展:多个项目处于不同建设阶段,中国实行“三步走”战略 [53][54] 国外 - 代表公司:美国CFS、Helion、ZAP Energy,英国Tokamak Energy等,技术路径多元,部分公司有明确项目节点 [61] 如何展望行业后续节奏 并网发电、具备经济性的时间节奏 - 最乐观2025 - 2030年实现首个核聚变发电并网,中性认为在2031 - 2035年 [63] 聚变能落地应用场景的节奏 - 下游应用包括发电、航天器、医疗等,2030年前后是关键进展节点 [67] 供给侧约束问题 - 核聚变零部件供给侧有潜在约束,存在“先有鸡还是先有蛋”问题,部分公司供应能力有限、订单积压 [70] 核聚变板块投资机会梳理 核聚变制造端产业链解析 - 关键零部件:包括高温超导带材、低温系统、燃料循环系统等 [72] - 相关标的:涉及永鼎股份、精达股份等多家公司,涵盖带材、磁体、密封件等多个环节 [73] 附录:可控核聚变介绍 - 聚变是轻核聚合释放巨大能量的过程 [74]