核聚变：商业化引领未来能源走进现实

证券研究报告本报告仅供华金证券客户中的专业投资者参考请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明核聚变：商业化引领未来能源走进现实电力设备与新能源/行业深度报告领先大市（维持）分析师：贺朝晖 S0910525030003 周涛 S09105230500012025年4月2日 2请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明核心观点u 核聚变：能源革命新纪元，资本与科技双轮驱动。可控核聚变有三种技术路线（引力约束、惯性约束与磁约束），其中托卡马克磁约束聚变是国际主流技术路线。2020年来，中/美/日/英/德等多个国家政府均通过制定国家战略和产业政策，推动核聚变技术的研发和应用，截止24年7月，核聚变行业已吸引超过71亿美元投资。AI算力需求激增，科技巨头加速布局核能领域，技术选择偏好上看，短期呈现出依赖现有核电基础设施重启（如三哩岛）或SMR部署，快速满足AI算力需求；中长期则聚焦核聚变，目标实现商业化突破 。同时，AI在数据分析、智能预测、实时控制等方面的优势，正在成为推动核聚变研究和应用的重要力量。可控核聚变被视为未来最具潜力的清洁能源之一，它的实现将为AI提供强大而稳定的电力支持，二者相辅相成，共同发展。u 核心技术突破与装置迭代，商业化进程加速，BEST项目迎密集招标。近年来，美国、欧洲、日本等聚变装置持续实现里程碑测试突破，25年2月，美国核聚变商业公司Helion Energy宣布计划在华盛顿马拉加建造世界首座核聚变发电厂。我国核聚变也逐步向工程应用迈进，如我国自行设计研制的世界上第一个“全超导非圆截面托卡马克”核聚变实验装置EAST，在25年1月，实现超过1亿度1066.76秒的高约束模等离子体运行，后续BEST项目已与3月初完成首块顶板顺利浇筑，旨在推动聚变能从实验室走向商业化应用。产业链已迎来密集招标。聚变新能、中科院等离子体物理研究所公布了多项招标公告，涵盖水冷系统水泵、水冷系统6000T冷却塔和中压高压氦气纯化器等多个环节。u 超导磁体+偏滤器是托卡马克关键组成部分。超导磁体几乎占托卡马克成本的一半。目前，高温超导线材良率已提升至90%，高温超导技术发展可缩短可控核聚变装置建设周期，使聚变发电初步具备商业化潜力。偏滤器是中心等离子体与聚变材料相互作用的主要区域，性能优劣直接影响核聚变装置的运行安全性与使用寿命。u 投资建议：建议关注核聚变核心部件供应商合锻智能（603011.SH）、超导材料供应商西部超导（688122.SH）与联创光电（600363.SH）以及偏滤器供应商国光电气（688776.SH），看好核电设备龙头东方电气（600875.SH）、核级阀门领军企业中核科技（000777.SZ），核级材料供应商应流股份（603308.SH）与广大特材（688186.SH）等。此外，核电运营与建设方面，建议关注行业龙头中国核电（601985.SH）、中国广核（003816.SZ）、中国核建（601611.SH）等。u 风险提示：政策落地不及预期、技术迭代风险、安全事故风险。 3请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明目录010204030506核聚变：能源革命新纪元政策加码与AI赋能：资本与科技双轮驱动全球竞速：核心技术突破与装置迭代商业化进程加速：万亿市场爆发前夜投资建议风险提示 4请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明资料来源：IAEA，王腾《超导磁体技术与磁约束核聚变》，华金证券研究所1.1 核聚变是未来的终极能源u 可控核聚变被视为未来终极能源。核聚变是两个轻原子核结合形成一个较重原子核，同时释放大量能量的过程。从一种原子核变为另外一种原子核往往伴随着大量能量的释放。可控核聚变由于原料资源丰富、释放能量大、安全清洁、环保等优势，能基本满足人类对于未来理想终极能源的各种要求。u 实现核聚变反应，需要同时满足三个条件：足够高的温度（T）、一定的密度（n）和一定的能量约束时间（τE），三者的乘积称为聚变三乘积。根据劳逊判据，只有聚变三乘积大于一定值（5×1021m−3·s·keV能产生有效的聚变功率输出。核聚变工作原理核聚变反应三要素 5请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明资料来源：王腾《超导磁体技术与磁约束核聚变》，华金证券研究所1.2 核聚变的三大技术路线u 可控核聚变有三种技术路线，磁约束核聚变是国际主流。引力约束是靠强大的万有引力来提供对聚变燃料的约束力，目前无法在地球上实现；惯性约束是以多束极高精度激光从四面八方向一个非常微小的聚变燃料丸倾注能量，产生瞬间的高温和高压，使聚变燃料的密度在短时间达到极限值，从而引发核聚变反应；磁约束是指用磁场来约束等离子体中带电粒子的运动，通过将聚变燃料完全电离形成的等离子体置身于强磁场的空间，带电的原子核与电子在垂直于磁场方向只能沿着磁场方向做回旋运动。其中基于托卡马克装置的磁约束核聚变是目前最有希望实现聚变能和平利用的途径。聚变约束的三种途径托卡马克约束磁场示意图 6请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明资料来源：IAEA，中国科学院官网，华金证券研究所1.3 提高聚变效率是主要挑战u 如何维持等离子体稳定和提高聚变反应效率是主要技术挑战。实现核聚变反应需要将氘氚原子核压缩到很小尺度的核力范围（10-15米）内，但由于原子核带正电，必须获得足够的能量或在特殊环境下才能克服彼此间的库仑势垒。在等离子体聚变技术中，磁场将等离子体束缚在一定范围内，当等离子体被加热到足够高的温度（1亿度以上）和密度时，才能发生聚变反应。u 对等离子体进行磁约束需控制“湍流”现象发生。达到聚变条件后，还需对高温聚变物进行约束，以获得持续的核聚变能。当氘核与氚核间发生聚变反应时，在此高温条件下，任何固态容器都会在极短时间内气化。大多数聚变反应堆都是基于使用磁场的等离子体约束，但在受磁场约束的高温等离子体中会产生“湍流”，热量和粒子被传输至边缘，最终损坏反应堆并缩短其运行寿命。托卡马克聚变反应堆的三个外部加热源高温等离子体“湍流”现象 7请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明目录010204030506核聚变：能源革命新纪元政策加码与AI赋能：资本与科技双轮驱动全球竞速：核心技术突破与装置迭代商业化进程加速：万亿市场爆发前夜投资建议风险提示 8请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明资料来源：中国核技术网，中国核电网，国务院国资委，中国核能安全协会，acatech，华金证券研究所2.1 核聚变行业政策加码u 2020年来，全球多个主要国家都将可控核聚变视为未来能源发展的战略方向，并出台了相应的政策支持。中国、美国、日本、英国和德国等国家政府，均通过制定国家战略和产业政策，推动核聚变技术的研发和应用。u 各国政府正在加大对核聚变的投资力度。2023年9月，德国宣布未来五年内将追加3.7亿欧元用于核聚变建设；2024年7月，韩国政府决定将投入1.2万亿韩元(8.66亿美元)用于开发核聚变反应堆；2025年1月，美国能源部为“聚变创新研究引擎”项目投入1.07亿美元，英国政府宣布斥资4.1亿英镑加速核聚变能源建设，国家时间文件名称主要内容中国2024年10月《培育和发展新质生产力 推动国资央企高质量发展》 超前布局、梯次培育核聚变产业，加快