可控核聚变技术发展现状 - 可控核聚变具备能源丰富、零排放、安全性高等显著优势 1g氘氚聚变释放能量相当于11.2吨标准煤 远超核裂变与化石燃料 [2] - 聚变反应原理是轻原子核如氘、氚在超1亿℃高温高压下聚合并释放巨大能量 能级在17.6MeV/次反应之上 氘-氚聚变因反应截面大且燃料获取便捷 1kg氘氚聚变能量≈400万吨石油 [3] 技术路线与装置进展 - 全球聚变研究主要集中在磁约束和惯性约束两种技术路径 磁约束以托卡马克、仿星器为代表 惯性约束以激光和Z箍缩为代表 [6][7] - 托卡马克装置磁场约束效率高且技术成熟度最高 全球90%核聚变研究基于此路线 但依赖等离子体电流易引发不稳定性 运行成本高 [10] - 仿星器通过三维螺旋形外部磁场线圈约束等离子体 避免电流不稳定性 适合稳态运行 但建造成本是同规模托卡马克的2-3倍 [13] - 惯性约束通过高功率驱动器轰击燃料靶丸实现压缩 具有小型化潜力 但驱动器效率低且靶丸制备苛刻 [15] 全球资本投入与规划 - 中核集团宣布未来五年投入超500亿元用于可控核聚变 其中200亿元推进CFETR建设 150亿元用于"神光"系列激光装置升级 150亿元建设"星火一号"混合堆 [20] - 美国私营企业融资活跃 CFS融资20亿美元 Helion融资10亿美元 TAE融资13亿美元 美国DOE未来十年计划投入50亿美元 [21] - 欧洲方面 英国规划2030年前投入10亿英镑 德国获欧盟"未来框架计划"资助2亿欧元 [21] - 全球私营企业融资超62亿美元 [2] 主要企业技术进展 - 美国CFS采用紧凑型托卡马克路线 融资20亿美元 计划2035年发电且目标Q>20 [22] - 美国Helion采用磁惯性约束路线 融资5.778亿美元 目标2028年并网发电且发电成本<0.01美元/千瓦时 [22] - 英国Tokamak Energy采用球形托卡马克路线 融资3.35亿英镑 目标2035年示范堆发电 [22] - 中国星环聚能融资15亿元 目标2027年实现Q>5 [22] - 联创光电中标中核集团"星火一号"混合堆磁体订单4180万元 Q值目标>30 [22] 产业链关键技术突破 - 超导材料领域 西部超导完成Nb3Sn线材量产 支持CFETR磁场强度提升至12T [29] - 联创光电高温超导磁体用于"星火一号"混合堆 使装置体积缩小50%且建设周期缩短至3-4年 [29] - 耐辐照材料领域 安泰科技钨铜复合偏滤器通过ITER认证 耐1.5亿℃等离子体轰击 [29] - 真空系统领域 合锻智能承制BEST堆真空室订单5亿元 加工精度达±0.1mm [29] - 加热系统领域 中核集团中性束单条束线功率达7MW 电子温度突破1.6亿℃ [29] 商业化进程与成本收益 - 从Q值验证到厂房建成平均需10-15年 中国通过混合堆技术将时间压缩至3-5年 [25] - 示范堆阶段投资回收期约15年 IRR为8-12% 商用堆阶段回收期缩短至10年以内 IRR提升至15%+ [25] - 具体成本收益方面 英国示范堆度电成本0.8-1.2元 加拿大商用堆度电成本0.5-0.7元 美国Helion商用堆度电成本远期可达0.07元 [26] 政策支持体系 - 国家顶层设计将可控核聚变列为实现"双碳"目标的重要战略储备能源 纳入"十四五"现代能源体系规划 [54] - 科研专项投入累计部署220个项目 安排经费超60亿元 支持EAST、HL-2M等装置建设 [59] - 成立可控核聚变创新联合体 由中核集团牵头联合25家央企和科研机构 聚焦"卡脖子"技术攻关 [63] - 中国聚变能源有限公司获中国核电和浙能电力增资17.5亿元 通过市场化机制加速商业化进程 [61]

可控核聚变技术突破 - 瀚海聚能HHMAX-901主机建设完成并实现等离子体点亮，标志着中国首台商业化直线型场反位形聚变装置取得重大突破 [1] - 中国在核聚变研究领域处于世界前列，环流3号、EAST等国家科学装置运行参数屡创纪录，CFETR工程稳步推进 [3] 可控核聚变产业链发展 - 上交所举办"可控核聚变"产业沙龙，超过20家产业链上下游企业参与交流，涵盖材料、主机、系统、应用等环节 [1][4] - 中国可控核聚变产业在高温超导带材、高温超导托卡马克装置等领域占据领先地位 [4] - 中国核电深度参与CFETR项目，中国核建承担ITER核心部件制造与安装，技术壁垒显著 [4] - 科创板公司国光电气为ITER研制的屏蔽模块热氦检漏设备达到核工业技术要求，爱科赛博的磁体电源、辅助加热电源已应用于可控核聚变领域 [4] 材料端进展与挑战 - 西部超导是中国唯一承担ITER项目超导线材生产任务的单位，2024年完成国内核聚变项目相关超导线材交付 [5] - 高温超导带材被视为降本增效的关键材料，中国低温超导材料积累了大量实践数据 [5] - 核聚变商业化仍需上游材料降本、中游主机技术突破及技术路线验证，距离确定性商业化落地还需较长周期 [5] 可控核聚变作为终极能源的优势 - 可控核聚变具有燃料丰富、安全可靠、清洁环保、能量密度高、经济性明显等优点 [2] - 1升海水提取的氘在核聚变反应中释放的能量相当于300升汽油，以D-T为燃料可供人类使用3000万年 [2] - 核聚变能按需提供，不受天气影响，可靠性强，且反应堆具有内在安全性 [2]