2025年可控核聚变行业展望：进入关键导入期

1、多技术路线：磁约束与惯性约束为主流

聚变基本原理

聚变反应原理是轻原子核如氘、氚在超 1 亿℃高温高压下克服库仑斥力聚合成较重原子核，如氦并释放巨大能量，能级 在 17.6MeV / 次反应之上。 选择氘（D）- 氚（T）聚变因二者反应截面大、所需点火温度相对最低，约 1.5 亿℃，且氘可从海水提取，1 升海水含 30mg 氘，氚能通过锂吸收中子再生，燃料获取便捷、能量密度极高（1kg 氘氚聚变能量≈400 万吨石油）。

聚变研究的主要方式

全球范围内的聚变研究主要集中在磁约束聚变和惯性约束聚变两种主要的技术路径上。 世界上的磁约束聚变装置主要有托卡马克、仿星器、磁镜三种类型；惯性约束聚变的主要方式是激光和Z箍缩。

磁约束聚变装置：托卡马克

利用环形磁场（环向场线圈）+ 极向磁场（等离子体电流 / 极向场线圈）形成螺旋形磁力线，强磁场约束高温等离子体 至1 亿℃以上，使其达到聚变条件（劳逊判据：nτT>1021）。 优点：磁场约束效率高，易实现高温等离子体，技术成熟度最高，全球 90% 核聚变研究基于托卡马克。 缺点：依赖等离子体电流维持磁场，易引发磁流体不稳定性；结构复杂，超导磁体需液氦冷却（4.2K），运行成本高。

磁约束聚变装置：仿星器

通过三维螺旋形外部磁场线圈（无等离子体电流）约束等离子体，利用自然对称性避免电流引发的不稳定性，实现长时 间连续运行。代表装置：W7-X，德国建造的最大仿星器，由100 个超导线圈形成复杂磁场，目标验证无电流约束的稳定 性和长脉冲运行，已实现 30 分钟氦等离子体放电。 优势：无等离子体电流，避免破裂风险，适合稳态运行；磁场结构自然稳定，对材料要求较低（热负荷分布更均匀）。 缺点：磁场设计复杂，建造成本是同规模托卡马克的 2-3 倍；同等尺寸下约束时间比托卡马克短 50%。

惯性约束聚变：Z 箍缩惯性约束聚变

惯性约束聚变通过高功率驱动器（激光、离子束等）在极短时间（纳秒级）内均匀轰击微型燃料靶丸（氘氚混合物）， 利用靶丸物质消融反冲产生的惯性压力，将燃料压缩至超高密度。 优势： 小型化潜力：单装置尺寸远小于磁约束装置，适合分布式能源布局；无需稳态约束，通过重复脉冲实现连续能 量输出，可模拟核武器物理，推动极端条件下的物质科学研究。 缺点：驱动器效率低；靶丸制备苛刻；辐照不均匀性导致压缩效率下降能量输出断续；依赖高效能量转换与储能系统。

可控核聚变：各国的资本开支是投资预判的前瞻性指标

我们需要重点分析全球可控核聚变的研发与工程投资进展，目前看美 国、欧洲等海外地区已通过私营企业融资与政府项目加速推进，国内 未来五年将进入投资密集期，中核集团是典型代表：中核集团宣布未 来五年将投入超 500 亿元用于可控核聚变关键技术攻关与实验堆建设， 重点布局磁约束聚变工程、惯性约束点火技术及聚变 - 裂变混合堆研 发，其核心规划包括： 加速磁约束聚变工程堆建设投入：未来五年投入超 200 亿元推进 CFETR建设， 2025 年完成 CRAFT 综合研究设施验收，2030 年前建成百兆瓦级工程堆，重点 突破高温超导磁体等核心部件国产化，预计 2035 年实现氘氚燃烧实验。 强化惯性约束点火技术研发：设立 150 亿元专项基金用于 “神光” 系列激光 装置升级，2027 年建成神光 -Ⅳ 原型装置（攻关靶丸均匀性制备、快点火技术， 目标 2030 年实现能量增益 Q>5，为惯性约束商业化奠定技术基础。 推进聚变 - 裂变混合堆示范项目：联合联创光电等企业投资 150 亿元建设 “星火一号” 混合堆，2025 年完成 50 兆安 Z 箍缩驱动器技术验证，2029 年 实现首台 100MW 实验堆并网发电，探索聚变中子驱动裂变的高效能源模式，预 计 2040 年进入商业堆设计阶段。

国内外主要聚变项目的成本收益比例

时间周期：从 Q 值验证到厂房建成平均需10-15 年，中国因技术追赶和政策支持显著缩短至 3-5 年。总体建设时间普遍超 过 20 年，中国 “星火” 项目通过混合堆技术将时间压缩至 12 年。 收益率：示范堆阶段投资回收期约 15 年，IRR 为 8-12%；商用堆阶段回收期可缩短至 10 年以内，IRR 提升至 15%+。 美国 Helion 等私营企业通过技术创新（如直接磁场发电），远期 IRR 可能突破 20%。

商业化挑战： 材料耐久性：第一壁材料寿命不足和氚自持循环未闭 合是主要瓶颈。 成本控制：ITER 单堆成本超 200 亿美元，需通过规 模化生产（如中国规划 2050 年每年建 10 座）降低 至 300 亿元 / 座以下。 国际竞争格局： 中国：在高温超导、紧凑型托卡马克领域领先，2030 年或建成全球首座示范堆。 美国：私营企业主导技术创新，2028 年或实现首个 商用堆并网。 欧洲：依赖 ITER 项目，2040 年后进入商业化。

2、产业链协同发展：材料与设备攻关

核聚变工程核心设备成本拆解

以ITER（国际热核聚变实验堆）、CFETR（中国聚变工程实验堆）为例，核心设备可分为超导磁体系统，真空室与第一壁， 偏滤器与包层，加热与诊断系统四部分，ITER的成本分配为磁体系统：28%（56 亿欧元），真空室及堆内构件：25%（55 亿欧元），加热与供电系统：18%（39.6 亿欧元），建筑与低温系统：14%（30.8 亿欧元）。

产业链分布和关键企业概况

产业链上游主要包含超导材料:低温超导线材，高温超导带材;耐辐照材料：钨基合金，低活化钢。 产业链中游主要包含磁体系统，真空与冷却系统，加热与诊断系统；产业链下游由中核集团、中科院系进行总工程承包。

西部超导：低温超导线材全流程生产

西部超导材料科技股份有限公司成立于 2003 年，是中国唯一实现低温超导线材商业化量产的企业， 也是全球唯一具备铌钛（NbTi）锭棒、超导线材、超导磁体全流程生产能力的供应商。产品覆盖能源、医疗、航空航天等 领域，是我国聚变技术自主化的核心推动者。

安泰科技：先进金属材料领域的龙头企业

安泰科技成立于 1998 年，总部位于北京，是中国钢研科技集团旗下先进金属材料领域的龙头企业，业务涵盖高端粉末冶金材 料及制品、先进功能材料及器件等，产品广泛应用于新能源、航空航天、光伏核电等高端领域。在可控核聚变领域，公司聚焦 核聚变装置核心部件制造，作为全球少数具备全钨复合部件量产能力的企业，为我国 “人造太阳” EAST 大科学工程装置及国 际热核聚变实验堆 ITER 提供关键部件，是核聚变全钨偏滤器复合部件研究和制造的世界领先者。

合锻智能：国内高端成形装备制造领域的龙头企业

合锻智能成立于 1951 年，总部位于安徽合肥，是国内高端成形装备制造领域的龙头企业，业务涵盖液压机、机械压力机及自 动化生产线，产品广泛应用于汽车、军工、核电等领域。在可控核聚变领域，公司依托精密制造能力，深度切入聚变堆真空室、 偏滤器等核心部件制造环节，是国内唯一具备 ITER 级 D 形双层真空室整体成型能力的企业，技术水平国际领先。

3、政策与资本助力：未来延伸空间可期

聚变能源开发的重要里程碑节点

近年来，各种聚变技术路线均取得显著进步，但面向能源应用的聚变技术路径尚未获得闭环验证，相应开发工作面临 着多重挑战。劳逊判据是核聚变的科学门槛，而商业化还需跨越工程可行性（Q>10）、燃料循环（氚自持）、材料寿 命等多重关卡，预计 2030-2050 年进入示范堆验证阶段。跨越这4个节点后，聚变能源还面临经济竞争力差的困境。

中国国内对可控核聚变的政策支持总结：双碳目标与能源体系规划

国家顶层设计与战略定位（包括双碳目标与能源体系规划）： 《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》 （中共中央、国务院，2021 年）：明确将可控核聚变列为 “探索开发” 的前沿技术，作为实现 “双碳” 目标的重要战略储备能源。 《2030 年前碳达峰行动方案》（国务院，2021 年）：提出 “推进可控核 聚变技术研究和工程测试”，纳入 “能源绿色低碳转型行动” 重点任务。 《“十四五” 现代能源体系规划》（国家发改委、国家能源局，2022 年）：在 “前瞻布局前沿能源技术” 专栏中明确支持 “受控核聚变基础 研究和技术研发”，首次将其纳入国家级五年规划。 核能 “三步走” 战略深化： 延续 1983 年提出的 “热堆 - 快堆 - 聚变堆” 发展路径，2023 年《中国核 能发展报告》重申 “聚变堆是最终解决能源问题的根本途径”，明确 2030 年建成CFETR 工程堆、2050 年建成PFPP 原型电站的时间表。

可控核聚变的政策支持总结：科研专项与财政投入

国家磁约束核聚变能发展研究专项（2008 年启动）：累计部署 220 个项目，安排经费超 60 亿元，支持 EAST、HL2M 等装置建设及核心技术攻关（如高温超导磁体、偏滤器材料）。 “十三五” 国家重大科技基础设施：投资 50 亿元建设CRAFT（聚变堆主机关键系统综合研究设施），2025 年完成验 收，为 CFETR 提供技术验证平台。 中核集团专项规划：未来五年投入超 500 亿元，重点支持 CFETR 工程堆建设（200 亿元）、“星火一号” 混合堆研 发（150 亿元）及高温超导磁体国产化。

可控核聚变的政策支持总结：社会资本引导

中国聚变能源有限公司（筹）：2023 年 12月揭牌；中国核电（10 亿元）、浙能电力（7.5 亿元）首批增资 17.5 亿 元，目标通过市场化机制加速商业化进程。 地方政府配套：安徽、四川等地设立聚变产业园，提供税收优惠、用地支持，吸引联创光电、星环聚能等企业落地。 上海的核电工业支持着重要的核电装机容量，通过新项目和升级，旨在助力中国到 2025 年达到 70GW 的核电装机目标。

报告节选：

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）