可控核聚变行业专题报告：多技术路线共同发展，电源价值量在膨胀.pdf

可控核聚变行业专题报告：多技术路线共同发展，电源价值量在膨胀。

电源是可控核聚变装置“生命线”，资本开支扩张有望带动订单陆续释放

电源是可控核聚变装置“生命线”，价值量占比高。电源为核聚变装置磁体、加热系统以及辅助系统供电，要求 容量高（100MW 级别）、耐高压（最高达 1MV）、耐大电流（100kA）、纹波小（1%-2%），相对传统工业电源研发、 生产难度更高。以 ITER 为例，该托卡马克装置电源系统价值量占比约为 15%，FRC、Z 箍缩装置不需要超导磁体， 且对电压、脉冲频率、充放电时间要求更高，电源价值量占比更高（Z 箍缩电源价值量占比为 50%左右）。

资本开支扩张有望带动电源订单陆续释放。中核系、中科院系等在“十五五”期间密集推进托卡马克实验堆建设； Z 箍缩-聚变裂变混合堆计划 2030 年前实现聚变点火，验证 Q>1；商业公司积极布局场反位形 FRC 装置，国内星 能玄光计划 2035 年建成 200MW FRC 聚变电站。多种技术路线聚变堆密集建设，有望带动多类电源订单陆续释放。

托卡马克电源核心为脉冲功率电源，关注 FRC 、Z 箍缩路线带来的电容、开关需求膨胀

托卡马克：核心为脉冲功率电源，包括磁体电源、辅助加热电源、无功补偿及滤波系统。1）磁体电源：调节磁 体供电，实现等离子体生成和控制；壁垒在于需实现毫秒级别实时控制，纹波小、稳定性高，并输出数十 kA 大 电流。2）辅助加热电源：辅助加热系统要求电源大容量、高电压、快速响应&保护时间短、释放能量小，脉冲阶 梯调制电源（PSM）、逆变型高压电源（HVPS）能分别满足 100kV 及以下、MV 级别辅助电源的需求。3）无功补偿 及滤波系统：无功功率冲击来源于相控电源调节、失超保护、加热电源闪络，功率冲击可达 100Mvar，会威胁到 聚变装置和电网的安全稳定运行，需要配套 TCR 阀、滤波电容、电抗器等组成的无功补偿及滤波系统。

场反位形 FRC：装置简单、成本低，有望率先开启商业化，快控开关和脉冲电容价值量在膨胀。场反位形（FRC） 是一种磁/磁惯性约束聚变技术，物理结构为直线型，无需外部加热源和环向磁场、装置简单，造价成本低和运 行成本低，有望率先实现商业化。从价值量占比来看：FRC 装置不需要环向磁场线圈，且短脉冲放电特性导致磁 体线圈材料多选用铜，磁体价值量占比有望较大降低（低于托卡马克的 28%）；FRC 装置需要大脉冲电源支撑等离 子体加速至超音速碰撞和压缩，该装置对电源依赖程度高，价值量占比有望提升（高于托卡马克的 15%）。脉冲电 容和快控开关分别承担 FRC 磁体大电流供电和时序控制的作用，均需要耐高压（高达 40kV）、耐大电流（数十 kA）， 两者还分别要求储能达几十 kJ 和微秒级开关时间，技术壁垒较高，为 FRC 装置电源的主要价值量环节。

Z 箍缩：驱动器价值量占比达 50%，快控开关和脉冲电容为核心组件。Z 箍缩原理为依靠等离子体大电流产生向 心磁场箍缩力，使等离子体压缩达聚变条件，无需超导磁体、紧凑设计成本低，核心环节为驱动器，价值量占比 达 50%。Z 箍缩驱动器主要由脉冲电容和开关组成（开关控制电容充放电），核心参数要求包括脉冲频率高（0.1Hz）、 脉冲电流大（数十 MA 级）、电流上升沿（百纳秒级）、储能大（百兆焦耳），能够提供满足参数需求电容和开关的 供应商有望受益。