國防軍工行業(yè)可控核聚變深度研究報告：可控核聚變技術(shù)快速發(fā)展本世紀(jì)商業(yè)化目標(biāo)已見曙光

摘要中國發(fā)電量逐年平穩(wěn)增長且結(jié)構(gòu)多元，用電量增長動力主要來源于第二產(chǎn)業(yè)，發(fā)電裝機不斷擴容。實現(xiàn)可控核聚變有磁約束和慣性約束兩種途徑，慣性約束以美國國家實驗室NIF為代表，2022年12月成功點火。國際磁約束主要進(jìn)展：1)歐洲聯(lián)合環(huán)JET

2021年在5秒內(nèi)產(chǎn)生了能量輸出為59兆焦耳的穩(wěn)定等離子體,目前已退役；2)2023年10月24日，世界上最新、規(guī)模最大的核聚變反應(yīng)堆——JT-60SA(超導(dǎo)托卡馬克裝置)成功點火;3)“人造太陽”ITER項目目前正處于裝配第一階段，2024年3月，中國承接ITER主機安裝合同。國內(nèi)磁約束主要進(jìn)展：1)2023年8,新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”首次實現(xiàn)100萬安培等離子體電流下的高約束模式運行;

2)2023年4月，EAST成功實現(xiàn)了403秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行，創(chuàng)造了托卡馬克裝置高約束模式運行新的世界紀(jì)錄；3)2023年11月BEST(緊湊型聚變能實驗裝置)完成園區(qū)基坑施工，計劃2024年年初啟動園區(qū)建筑土建施工;

4)聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施(CRAFT),

聚變工程實驗反應(yīng)堆(CFETR)也在持續(xù)推進(jìn)；5)2024年3月，洪荒70托卡馬克總體安裝完工，是全球首臺全高溫超導(dǎo)托卡馬克裝置;

洪荒170為下一代托卡馬克裝置，預(yù)計2027年完成；

6)星環(huán)聚能與清華大學(xué)聯(lián)合建設(shè)的聚變實驗裝置SUNIST-2球形托卡馬克。根據(jù)FIA2023年度報告，2023年研究可控核聚變的公司共融資62億美元，其中私人投資59億美元。從2022到2023年，新增14億美元投資，新增了13家聚變公司，包括能量奇點。國內(nèi)外可控核聚變?nèi)谫Y快速增長，逐漸呈現(xiàn)爆發(fā)趨勢。建議關(guān)注：聚變能裝置核心零部件：國光電氣;核工業(yè)基礎(chǔ)件：航天晨光;可控核聚變超導(dǎo)線材：西部超導(dǎo);

高溫超導(dǎo)感應(yīng)加熱裝置：聯(lián)創(chuàng)光電;高溫超導(dǎo)帶材：永鼎股份;聚變堆真空室：合鍛智能風(fēng)險提示：可控核聚變技術(shù)發(fā)展不及預(yù)期；ITER項目推進(jìn)不及預(yù)期；國內(nèi)可控核聚變項目推進(jìn)不及預(yù)期2目錄3第一部分 中國發(fā)電量逐年平穩(wěn)增長,世界電力需求保持彈性第二部分 國內(nèi)外可控核聚變項目持續(xù)推進(jìn)第三部分 資本市場對可控核聚變投入逐漸爆發(fā)第四部分 相關(guān)標(biāo)的：核聚變相關(guān)上市公司第五部分 風(fēng)險提示目錄4第一部分 中國發(fā)電量逐年平穩(wěn)增長,世界電力需求保持彈性中國發(fā)電量逐年平穩(wěn)增長且結(jié)構(gòu)多元，發(fā)電裝機不斷擴容中國用電量增長動力主要來源于第二產(chǎn)業(yè)，世界電力需求增速放緩電費：2024第一季度部分地區(qū)電價上漲，地區(qū)差異明顯聚變能是未來能源換代的根本出路1.1 中國發(fā)電量逐年平穩(wěn)增長且結(jié)構(gòu)多元，發(fā)電裝機不斷擴容5全國發(fā)電量逐年平穩(wěn)增長且結(jié)構(gòu)多元：2023年，全國規(guī)模以上電廠發(fā)電量8.91萬億千瓦時(+5.2%),

水電、核電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電等清潔能源發(fā)電量31906億千瓦時(+7.8%),

其中，水電發(fā)電量同比下降(-5.6%)，煤電發(fā)電量占比仍接近六成。全年全社會用電量9.22萬億千瓦時(+6.7%)，其中11月用電量7360億千瓦時(+11.6%)。全國發(fā)電裝機不斷擴容：2023年全國發(fā)電裝機容量29.2億千瓦(+13.9%)，人均發(fā)電裝機容量自2014年底歷史性突破1千瓦/人后，在2023年首次突破2千瓦/人，達(dá)到2.1千瓦/人。非化石能源發(fā)電裝機在2023年首次超過火電裝機規(guī)模,煤電裝機占比首次降至40%以下。具體來看，太陽能發(fā)電裝機容量約6.1億千瓦(+55.2%)；風(fēng)電裝機容量約4.4億千瓦(+20.7%);

水電發(fā)電裝機容量約4.2億千瓦(+1.8%)；火電裝機容量約13.9億千瓦(+4.1%);

核電裝機容量約0.6億千瓦(+2.4%)。預(yù)測到2024年底，全國發(fā)電裝機容量預(yù)計達(dá)到32.5億千瓦(+12%),

其中新能源發(fā)電累計裝機規(guī)模將達(dá)到13億千瓦左右，占總裝機容量比重上升至40%左右，首次超過煤電裝機規(guī)模。用電量逐年增長，僅靠發(fā)電機擴容已不能滿足日益增長的用電需求。圖：2018-2022全國發(fā)電量情況（萬億千瓦小時）圖：2023年全國發(fā)電量結(jié)構(gòu)圖資料來源：國家統(tǒng)計局，中國能源網(wǎng)，統(tǒng)計公報》，方正證券研究所《中華人民共和國2022年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展13%5%9%3%70%火電 水電 核電 風(fēng)電 太陽能發(fā)電12%10%8%6%4%2%0%0246810201720182019202220232020發(fā)電量2021YOY1.2 中國用電量增長動力主要來源于第二產(chǎn)業(yè)，世界電力需求增速放緩6資料來源：

國家能源局，IEA，《2023年電力市場報告》，《中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告2023》，方正證券研究所2023年全國全社會用電量92241億千瓦時，增速比2022年提高3.1個百分點。全國人均用電量6539千瓦時，比上年增加423千瓦時/人,

國民經(jīng)濟回升向好拉動電力消費增速同比提高。分產(chǎn)業(yè)看，第一產(chǎn)業(yè)用電量1278億千瓦時(+11.5%)；第二產(chǎn)業(yè)用電量60745億千瓦時(+6.5%)；第三產(chǎn)業(yè)用電量16694億千瓦時(+12.2%);

城鄉(xiāng)居民生活用電量13524億千瓦時(+0.9%)。2023年發(fā)達(dá)經(jīng)濟體用電量下降抑制了全球電力需求的增長。2023年全球電力需求增長了2.2%，低于2022年2.4%的增長率。2023年，宏觀經(jīng)濟環(huán)境低迷以及高通脹導(dǎo)致制造業(yè)和工業(yè)產(chǎn)出產(chǎn)出減少，發(fā)達(dá)國家電力需求大幅度下降。預(yù)計未來三年全球電力需求將以更快的速度增長，到2026年平均每年增長3.4%。-200-1000100400300200圖：2022-2024全球各區(qū)域年度用電量變化（億千瓦時）500中國美國歐盟印度東南亞其他2022

2023

202466%18%圖：2023全國產(chǎn)業(yè)用電量1%15%第一產(chǎn)業(yè)第二產(chǎn)業(yè)第三產(chǎn)業(yè)城鄉(xiāng)居民生活用電7究所資料來源：北極星售電網(wǎng)，方正證券研2024年第一季度大部分地區(qū)電價開始上漲。其中，廣東和深圳1-3月購電價格穩(wěn)定攀升，并列位居第一名，海南省購電價格大幅度下滑，處于第二位。價格末三名的地區(qū)分別為蒙東、新疆、云南。用電量需求越來越大，我們需要開發(fā)一種可商業(yè)化的清潔能源來解決目前限電、電價貴、電供應(yīng)不能滿足需求的問題，而核能就是未來能源換代的新出路。圖：2023年6月-2024年3月全國部分地區(qū)電網(wǎng)代理購電價格表(元/兆瓦時)1.3 電費：2024第一季度部分地區(qū)電價上漲，地區(qū)差異明顯1.4 聚變能是未來能源換代的根本出路8聚變能具有燃料豐富、清潔、安全性高、能量密度大等突出優(yōu)點，被視為終極能源。1)安全可靠。國際原子能機構(gòu)表示，可控核聚變在運行中不會出現(xiàn)類似裂變型的事故或核熔毀的“失控”鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。2)

環(huán)境友好。氘氚核聚變反應(yīng)的產(chǎn)物是惰性氦，不產(chǎn)生高放射性、長壽命的核廢物，也不會產(chǎn)生有毒有害氣體或者溫室氣體。3)經(jīng)濟性明顯。據(jù)測算，相比滿足每年全球一次能源消耗需要98萬噸天然鈾、1451個三峽電站、200億tce，聚變僅需消耗一個標(biāo)準(zhǔn)泳池的重水，考慮到重水價格每克不足千元，聚變電站每年的重水消耗量僅為克級水平，遠(yuǎn)少于裂變電站。4)能量密度高。1噸氘氚聚變反應(yīng)釋放的能量，相當(dāng)5.7噸裂變?nèi)剂匣?00萬噸原油燃燒釋放的能量。地球上蘊藏的核聚變能約為全部可進(jìn)行核裂變元素釋出能量的1000萬倍。各國都將核聚變能作為未來理想的清潔能源。2023年12月，美國氣候特使在第28屆聯(lián)合國氣候變化大會(COP28)宣布了美國聚變能源國際參與計劃，并為核聚變能源的發(fā)展布局。12月29日，由中核集團牽頭，聯(lián)合24家央企、科研院所、高校等組成的可控核聚變創(chuàng)新聯(lián)合體宣布成立，中國聚變能源有限公司揭牌，明確可控核聚變領(lǐng)域為未來能源的唯一方向。民營資本涌入也在推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。根據(jù)FIA數(shù)據(jù)，2022年全球私營核聚變公司獲得超過48億美元投資，比21年增加139%，私人投資對核聚變的投資額首次超過政府資助。2023年，全球私營聚變公司獲得的投資額從48億美元增加至62億美元。網(wǎng)，方正證券研究所節(jié)能，中核集團，美國駐華大使館，證券時報資料來源：《廣州化工》，中國核電網(wǎng)，上海圖：中國聚變能源有限公司揭牌圖：美國氣候特使在COP28會上發(fā)言目錄9第二部分 國內(nèi)外可控核聚變項目持續(xù)推進(jìn)實現(xiàn)可控核聚變有磁約束和慣性約束兩種途徑國際慣性約束代表項目國際磁約束看見曙光，但道阻且長可控核聚變創(chuàng)新聯(lián)合體成立，我國可控核聚變產(chǎn)業(yè)化或加速國內(nèi)慣性約束代表項目-“神光-Ⅲ”蓬勃發(fā)展國內(nèi)磁約束研究進(jìn)展-國家隊、初創(chuàng)公司快步向前2.1 實現(xiàn)可控核聚變有磁約束和慣性約束兩種途徑10資料來源：

《中國核電》，中科院合肥研究所官網(wǎng)，方正證券研究所實現(xiàn)可控核聚變有磁約束和慣性約束兩種途徑。國際磁約束核聚變研究始于20世紀(jì)50年代,

經(jīng)歷了從最初的少數(shù)幾個核大國進(jìn)行秘密研究階段，到50年代末的技術(shù)解密，再到60年代后世界范圍內(nèi)很多國家合作參與的研究階段。在磁約束可控核聚變途徑的探索方面，也經(jīng)歷了快箍縮、磁鏡、仿星器等探索。從80年代開始，主要集中于以托卡馬克裝置為主的研究途徑上。雖然從發(fā)展聚變堆的角度來看，托卡馬克目前仍有一些關(guān)鍵問題需要通過實驗加以驗證，公認(rèn)的是只有它才具備建造實驗性聚變反應(yīng)堆的基本條件。圖：磁約束發(fā)展歷程圖：慣性約束發(fā)展歷程2.1.1

國際慣性約束研究進(jìn)展-美國國家點火裝置（NIF）11NIF是世界上最大的激光驅(qū)動慣性約束聚變裝置，于1997年開始建造，2009年正式建成投入使用，耗資約35億美元。盡管從驅(qū)動能量層面來看，NIF已經(jīng)完全達(dá)到聚變點火的要求，但是從2010年10月首次進(jìn)行集成點火實驗，到2022年12月實現(xiàn)可控聚變點火，經(jīng)歷了12年，期間受到大量質(zhì)疑與批評。在這12年中，科學(xué)家們從5000多次失敗中不斷完善和修正實驗。從2010年到2012年，NIF啟動NationalIgnitionCampaign（NIC）進(jìn)行一系列點火實驗，但是由于缺乏對大能量激光器強輻射驅(qū)動的預(yù)測能力，以及沒有細(xì)致考慮參量不穩(wěn)定性和流體力學(xué)不穩(wěn)定性

問題

引起驅(qū)動不對稱性與燃料混合，最終實際達(dá)到壓強只有聚變所需壓強的1/3，在輸入能量為1.8兆焦的條件下，輸出能量只有約2.5千焦，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到聚變點火的要求。2021年8月8日，NIF終于在實驗中接近了點火閾值，到達(dá)了聚變點火的門檻。2022年12月5日，NIF經(jīng)過多次實驗失敗后終于實現(xiàn)了能量增益大于1，實現(xiàn)了聚變點火。2023年7月30日，再次實現(xiàn)能量凈增益，且產(chǎn)生了比12月更高的能量輸出。資料來源：光明網(wǎng)，漢斯出版社，物理學(xué)家組織網(wǎng)，中核集團官網(wǎng)，中國核新聞網(wǎng)，方正證券研究所圖：在NIF的目標(biāo)艙內(nèi)，192束激光束集中在花椒大小的聚變?nèi)剂闲緣K上圖：在勞倫斯利弗莫爾國家實驗室，2022年12月5日，192束激光束向一個微小的燃料球傳遞了超過200萬焦耳的紫外線能量，以產(chǎn)生聚變點火。2.1.1

國際慣性約束研究進(jìn)展-法國激光聚變裝置(LMJ)12究室，方正證券研究所資料來源:中國科學(xué)院等離子體物理研圖：法國激光核聚變反應(yīng)實驗室(LMJ)：在反應(yīng)室中置入兆焦級激光法國兆焦耳激光器(LMJ)是與NIF類似的慣性約束聚變裝置，由替代能源與原子能委員會（CEA）于2014年在法國大西洋沿岸建成，耗時15年，耗資30億歐元。與NIF類似，兩個裝置都是為了同一個目的而建——即讓數(shù)十束強激光射向一個目標(biāo)靶標(biāo)，在瞬間形成極高溫和極大壓力。兩個設(shè)施也都是出于軍事目的：復(fù)制微型核爆炸。裝置的另一個目的是實現(xiàn)慣性核聚變（IFE）研究，LMJ裝置用激光脈沖打破氫同位素的膠囊，使氫同位素熔合成氦，釋放出其中蘊藏的巨大能量，該裝置將在未來某一天被用于核電站。就其核心來說，兩個裝置就像是一對“雙胞胎”。和NIF相同，LMJ的研究人員也在使用光纖激光器制造出一束持續(xù)時間僅為十億分之幾秒的紅外線。然后，這束較弱的紅外線會進(jìn)入前置放大器——在脈沖到來前，用氙氣閃光燈使摻釹激光玻璃厚片充滿能量。它們會把能量傳入光束中，在光線分成很多平行光并被送到主放大鏡之前（同樣的摻釹激光玻璃與同樣的疝氣燈，不過規(guī)模更大），使其達(dá)到1焦耳。LMJ在

2014年12月30日建成，并進(jìn)行了第一組與核武器相關(guān)的實驗。LMJ有22個主放大鏡鏈條，每個放大鏡都可以容納八組平行光束。在每次激光射擊中，八組光線在四組放大鏡之間來回反彈并使能量增加至2萬倍。最后重新把這些光線集合在一起之后會向反應(yīng)室中心的目標(biāo)點上傳遞1.5兆焦的能量，而NIF的激光則可以傳遞1.8兆焦的能量。2.1.2 國際磁約束研究進(jìn)展-以托卡馬克為代表的磁約束核聚變13資料來源：新華網(wǎng)，中國核電網(wǎng)，中國核電，Nuclear

Engineering

International,方正證券研究所

20世紀(jì)80年代以來,

國際磁約束可控核聚變研究取得了顯著進(jìn)展，一批大型和超大型托卡馬克裝置(美國的TFTR、歐共體的JET、日本的JT-60U、蘇聯(lián)的T-15等)相繼建成并投入運行。多項聚變工程關(guān)鍵技術(shù)迅速發(fā)展,

主要物理參數(shù)已接近達(dá)到為實現(xiàn)可控核聚變所要求的數(shù)值。在典型的裝置上，聚變?nèi)剂弦芽杀患訜岬?億～4億℃的高溫，表征聚變反應(yīng)率最重要參數(shù)（聚變?nèi)朔e）已達(dá)到

1.5×1021

k

e

V/m3

·s

，人類已經(jīng)看到了實現(xiàn)聚變能源的曙光。進(jìn)入90年代,

國際可控核聚變研究取得了突破性的進(jìn)展。1991年末，人類首次用可控的方法在歐洲共同體聯(lián)合環(huán)JET裝置上進(jìn)行了首次氘-氚放電實驗。隨后,

在美國普林斯頓大學(xué)的TFTR裝置上的氘-氚放電也獲得成功,

其輸出的功率更高,達(dá)到了10.7

MW，獲得聚變能6.5

MJ。1997年JET裝置創(chuàng)下了輸出聚變功率16.1

MW、聚變能21.7

MJ的世界紀(jì)錄。1998年，在日本原子能研究所的JT-60U托卡馬克裝置上進(jìn)行的D-D反應(yīng)的實驗，其等效的氘-氚聚變反應(yīng)的能量增益因子Q（能量增益因子定義為，聚變反應(yīng)產(chǎn)生的能量與輸入裝置能量之比）已達(dá)到1.25。2021年，JET

（

歐洲聯(lián)合環(huán)）

完成核聚變研究的一項重大突破：在5秒內(nèi)產(chǎn)生了能量輸出為59兆焦耳的穩(wěn)定等離子體，打破了此前1997年同樣由JET創(chuàng)下的21.7兆焦耳的紀(jì)錄。然而，從單次實驗到核聚變能源實用化仍道阻且長，需要世界各國的共同研發(fā)。JET裝置于2023年底完成了最后一次實驗，此后將重新調(diào)整用途，進(jìn)行退役，預(yù)計持續(xù)到2040年。圖：美國TFTR裝置鳥覽 圖：JET設(shè)施圖：JT-60U中性粒子束噴射器142.1.2

國際磁約束研究進(jìn)展-JT-60SA成功點火正證券研究所資料來源：科創(chuàng)板日報，ITER官網(wǎng)，方2023年10月24日，世界上最新、規(guī)模最大的核聚變反應(yīng)堆——JT-60SA成功點火，成為實用核聚變能源漫長發(fā)展進(jìn)程中的一個里程碑。據(jù)《科學(xué)》報道，JT-60SA是一個由日本和歐盟共同合作建造運行的超導(dǎo)托卡馬克裝置，位于茨城縣日本原子能研究開發(fā)機構(gòu)（JAEA）內(nèi)。ITER計劃歐洲執(zhí)行機構(gòu)——歐洲聚變能組織（F4E）和日本量子科學(xué)技術(shù)研究所（QST）合作開發(fā)了JT-60SA。F4E項目主管SamDavis表示，JT-60SA的成功點火“向世界證明了該裝置實現(xiàn)了基本功能”。QST

JT-60SA項目負(fù)責(zé)人Hiroshi

Shirai表示，JT-60SA還需要兩年的時間才能更持久的運行，以滿足有意義的物理實驗所需。據(jù)悉，到2050年，日本希望建造一座示范發(fā)電廠——DEMO，它將成為JT-60SA和ITER未來商業(yè)化運行的墊腳石。圖：JT-60SA2.1.2

國際磁約束研究進(jìn)展-ITER項目15資料來源：中國知網(wǎng)，《超導(dǎo)磁體技術(shù)研究所與磁約束核聚變》王騰，ITER官網(wǎng)，方正證券ITER項目有35個國家參與，項目內(nèi)容是建造一個最大的托卡馬克，該裝置必須證明聚變產(chǎn)生的能源可以用作大型規(guī)模能源，不排放二氧化碳，用來發(fā)電。ITER

的主要目標(biāo)是產(chǎn)生“燃燒等離子體”并了解它們的行為。在燃燒的等離子體中，氘-氚聚變反應(yīng)產(chǎn)生的氦核釋放的能量足以維持介質(zhì)的溫度，從而減少甚至完全消除對外部加熱系統(tǒng)的需要。ITER

還必須確保掌握集成工業(yè)聚變反應(yīng)堆運行所必需的所有技術(shù)（超導(dǎo)磁體、極端環(huán)境下的遠(yuǎn)程操縱、電力提取等）。ITER成員（中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國）參與合作建設(shè)和運營

ITER

實驗設(shè)施。ITER計劃分三個階段進(jìn)行:第一階段為實驗堆建設(shè)階段,從2007年到2021年;第二階段為熱核聚變運行實驗階段,持續(xù)20年,其間將驗證核聚變?nèi)剂系男阅?、實驗堆所使用材料的可靠性、核聚變堆的可開發(fā)性等,為大規(guī)模商業(yè)開發(fā)聚變能進(jìn)行科學(xué)和技術(shù)認(rèn)證;第三階段為實驗堆退役階段,歷時5年。ITER具體的科學(xué)計劃是:在為期十年的第一階段,通過感應(yīng)驅(qū)動獲得聚變功率500

MW、Q大于10、脈沖時間500

s的燃燒等離子體;第二階段,通過非感應(yīng)驅(qū)動等離子體電流,產(chǎn)生聚變功率大于350

MW、Q大于5、燃燒時間持續(xù)3000

s的等離子體。如果約束條件允許,將探索Q大于30的穩(wěn)態(tài)臨界點火的燃燒等離子體。ITER計劃科學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)將為商用聚變堆的建造奠定可靠的科學(xué)和工程技術(shù)基礎(chǔ)。圖：平臺的安裝目前ITER處于裝配第一階段(2022年3月-2024年12月：重點組裝核心機器以及第一等離子體運行所需的系統(tǒng)第二階段(2026年6月-2028年6月):通過機器引入容器內(nèi)組件，如ITER包層等等。第三階段(2030年6月-2031年9月):安裝加熱系統(tǒng)以及中性束診斷系統(tǒng)第四階段(2034年3月-2035年3月):全氚廠和熱電池設(shè)施的實施為2035年6月的聚變發(fā)電運行開辟了道路。2.1.2

國際磁約束研究進(jìn)展-ITER項目16資料來源：中國國際核聚變能源計劃執(zhí)行中心，方正證券研究所我國于2008年6月簽署了第一個ITER計劃采購安排協(xié)議，其后陸續(xù)簽署了涉及ITER導(dǎo)體，電源，支撐，診斷，包層等多個系統(tǒng)的共18個采購安排協(xié)議，涵蓋了ITER裝置幾乎所有關(guān)鍵部件的制造任務(wù)。2024年2月29日，ITER組織與中核工程聯(lián)合體正式簽署ITER核心安裝標(biāo)段真空室模塊組裝合同，中國成為目前ITER項目主機安裝的唯一承包商。ITER中方部分采購包 功能 承擔(dān)任務(wù)磁體支撐負(fù)責(zé)支撐整個熱核聚變實驗堆的核心裝置，是ITER重要結(jié)構(gòu)安全部件之一中方全部承擔(dān)校正場線圈系統(tǒng)(CC)ITER超導(dǎo)磁體系統(tǒng)由四個子系統(tǒng)組成：環(huán)向場線圈，中心螺線管線圈，極向場線圈和校正場線圈，極向場線圈的主要作用是在等離子體的產(chǎn)生，上升，成形和平頂各個階段提供歐姆加熱和控制等離子體位形。中方承擔(dān)所有18個校正場線圈的制造極向場(PF)線圈中方負(fù)責(zé)PF2至PF5共60根導(dǎo)體，約占全部導(dǎo)體的65%環(huán)向場線圈系統(tǒng)(TF)中方承擔(dān)11根TF導(dǎo)體制造任務(wù)，約占全部TF導(dǎo)體的7.51%饋線導(dǎo)體校正場線圈和磁體

為CC線圈和饋線系統(tǒng)的制造提供Cu啞導(dǎo)體和Nb-Ti基超導(dǎo)導(dǎo)體共計29根導(dǎo)體由中方全部承擔(dān)ITER磁體饋線(Feeder)連接杜瓦內(nèi)的ITER超導(dǎo)磁體與杜瓦外的低溫制冷系統(tǒng)，電源系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)的接口部件，自低溫(4K)向室溫過渡。中方承擔(dān)ITER裝置所有31套Feeder制造。包層第一壁包層系統(tǒng)包括覆蓋于ITER真空室內(nèi)壁的兩個不同的子系統(tǒng)，分別是：壁掛包層模塊和包層模塊,每個模塊由第一壁(First

Wall，簡稱FW)、屏蔽塊(Shield

Module)以及柔性支撐等組成我國承擔(dān)約10%的ITER第一壁生產(chǎn)制造任務(wù)包層屏蔽模塊中方率先完成制造ITER包層屏蔽模塊全尺寸原型件，完成全球首臺用于ITER包層部件的大型真空高溫氦檢漏設(shè)備的制造和調(diào)試，設(shè)備重要指標(biāo)參數(shù)優(yōu)于ITER組織要求。17國知網(wǎng)，方正證券研究所資料來源：核工業(yè)西南物理研究院，中2.2 可控核聚變創(chuàng)新聯(lián)合體成立，我國可控核聚變產(chǎn)業(yè)化或加速早在1983年6月,國務(wù)院科技領(lǐng)導(dǎo)小組提出了中國核能發(fā)展“三步(壓水堆—快堆—聚變堆)走”的戰(zhàn)略,以及“堅持核燃料閉式循環(huán)”的方針;在《國家能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》中,提出了安全高效發(fā)展核電的主要任務(wù),繼續(xù)明確了堅持熱堆、快堆、聚變堆“三步走”的技術(shù)路線。從核能所使用的資源角度來看,中國核能發(fā)展的第一步,發(fā)展以壓水堆為代表的熱中子反應(yīng)堆,即利用加壓輕水慢化后的熱中子產(chǎn)生裂變的能量來發(fā)電的反應(yīng)堆技術(shù),利用鈾資源中0.7%的235U,解決“百年”的核能發(fā)展問題;第二步,發(fā)展以快堆為代表的增殖與嬗變堆,即由快中子引起裂變反應(yīng),可以利用鈾資源中99.3%的238U,解決“千年”的核能發(fā)展問題;第三步,發(fā)展可控聚變堆技術(shù),希望是人類能源終極解決方案,“永遠(yuǎn)”的解決能源問題。近年來我國緊跟世界科研步伐，可控核聚變技術(shù)取得多項進(jìn)展。隨著2023年12月美國在COP28宣布聚變能源國際參與計劃，12月29日，我國以“核力啟航

聚變未來”為主題的可控核聚變未來產(chǎn)業(yè)推進(jìn)會在蓉召開，

由25家央企、科研院所、高校等組成的可控核聚變創(chuàng)新聯(lián)合體正式宣布成立。會議表示，今年以來，國務(wù)院國資委啟動實施未來產(chǎn)業(yè)啟航行動，明確可控核聚變領(lǐng)域為未來能源的唯一方向。會議提出，可控核聚變作為人類能源問題的理想解決方案，已成為大國科技競爭的前沿陣地。圖：中核科創(chuàng)基金合作簽約儀式18院，中國知網(wǎng)，方正證券研究所資料來源：光明網(wǎng)，中國工程物理研究2.2.1 國內(nèi)慣性約束研究進(jìn)展-“神光-Ⅲ”蓬勃發(fā)展圖：“神光-Ⅲ”主機裝置實驗室外觀中國的慣性約束聚變研究起步稍晚，但也在蓬勃發(fā)展。“神光-Ⅲ”主機裝置歷經(jīng)十余年研制，于2015年順利完成建設(shè)項目，全面達(dá)到設(shè)計指標(biāo)，成為世界上投入運行的第二大激光驅(qū)動器，同時也是亞洲最大的高功率激光裝置，在我國慣性約束聚變（ICF）研究發(fā)展歷史上具有里程碑的意義。目前，中國正在建造功率更高的“神光”Ⅳ號裝置?！吧窆?Ⅲ”主機裝置包含48束陣列化的大口徑高功率脈沖激光，主要由前端、預(yù)放、主放大級、靶場、光束控制與參數(shù)測量、計算機集中控制等六大系統(tǒng)組成，具備三倍頻180KJ/3ns,峰值功率60TW的輸出能力。該裝置的成功研制，標(biāo)志著我國已具備十萬焦耳級ICF實驗?zāi)芰?，為我國開展關(guān)鍵物理過程研究、高能量密度物理研究提供了重要實驗平臺，造就了一支高素質(zhì)的專業(yè)技術(shù)隊伍，為我國研制更強驅(qū)動能力的激光裝置奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。圖：“神光-Ⅲ”主機裝置前端、預(yù)放和主放系統(tǒng)圖：“神光-Ⅲ”主機裝置主體光路示意圖2.2.2 國內(nèi)磁約束研究進(jìn)展-東方超環(huán)EAST，中國環(huán)流器二號A(HL-2A)等多個代表項目19方正證券研究所研究與發(fā)展》，中國核電，新華網(wǎng)，科學(xué)網(wǎng)，資料來源：中國核技術(shù)網(wǎng)，《世界科技1958年，在國際可控核聚變正式納入原子能和平應(yīng)用范圍的推動下，我國在中國科學(xué)院物理研究所和原二機部401所（現(xiàn)中國原子能科學(xué)研究院）幾乎同步地相繼展開實驗研究。創(chuàng)始初期，都建造了最簡單的直線箍縮裝置，如“雷公”，為我國第一代可控核聚變研究人員提供了真實的實驗舞臺。1959年冬，在國家科學(xué)技術(shù)委員會召開的“第一次全國電工會議”上明確由黑龍江原子核物理研究所進(jìn)行“磁鏡”研究，該所建立了可控?zé)岷朔磻?yīng)研究小組。到1960年代中期，開始建造仿星器裝置“凌云”。20世紀(jì)70年代，在當(dāng)時國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)極為落后、對外封閉而不能交流的情況下，過早選用了超導(dǎo)技術(shù)，被迫從液氦制造設(shè)備、超導(dǎo)線材等研制開始，因未能獲得可供物理研究的等離子體而被迫中止。之后，轉(zhuǎn)入以托卡馬克為重點。我國是全球范圍內(nèi)少數(shù)幾個能夠獨立開展可控核聚變技術(shù)研究和聚變裝置組建的國家之一。中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所先后建成了“合肥托卡馬克6號模擬裝置”（HT-6B、HT-6M)、“合肥超環(huán)-7”（HT-7）、“東方超環(huán)”（EAST）、緊湊型聚變能實驗裝置（BEST）等多臺磁約束聚變裝置?！熬盼濉逼陂g，中國環(huán)流器二號A（HL-2A）裝置通過國家立項建造，由中國核工業(yè)集團西南物理研究院在2002年建成并成功投入實驗運行。HL-2A裝置是我國第一個具有偏濾器位形的大型托卡馬克裝置。至2009年，以中國環(huán)流器二號A（HL-2A）和EAST兩個聚變裝置為代表，標(biāo)志著我國磁約束核聚變研究已經(jīng)躋身于世界中等規(guī)模實驗裝置的行列，綜合實力和科學(xué)技術(shù)達(dá)到和接近了國際水平，大大提高了中國聚變研究在國際上的地位。圖：仿星器裝置“凌云”結(jié)構(gòu)圖 圖：HL-2A裝置20我國的環(huán)流系列發(fā)展：環(huán)流器一號裝置（HL－1）（1984－1992）、環(huán)流器新一號裝置（HL－1M）（1994-2001）、環(huán)流器二號A（HL-2A）（2002）、環(huán)流器二號M裝置（HL-2M）。HL-2M裝置的建造目的是研究未來聚變堆相關(guān)物理及其關(guān)鍵技術(shù)，研究高比壓、高參數(shù)的聚變等離子體物理,

為下一步建造聚變堆打好基礎(chǔ)。核工業(yè)西南物理研究院（西物院）的“環(huán)流系列”不斷研發(fā)與突破。2020年12月，中國環(huán)流器二號M裝置(HL-2M)在成都建成并實現(xiàn)首次放電；2023年8月，“中國環(huán)流三號”首次實現(xiàn)100萬安培等離子體電流下的高約束模式運行，標(biāo)志著我國磁約束核聚變研究向高性能聚變等離子體運行邁出重要一步。2023年8月25日，新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”取得重大科研進(jìn)展，首次實現(xiàn)100萬安培等離子體電流下的高約束模式運行，再次刷新我國磁約束聚變裝置運行紀(jì)錄，突破了等離子體大電流高約束模式運行控制、高功率加熱系統(tǒng)注入耦合、先進(jìn)偏濾器位形控制等關(guān)鍵技術(shù)難題，是我國核聚變能開發(fā)進(jìn)程中的重要里程碑，標(biāo)志著我國磁約束核聚變研究向高性能聚變等離子體運行邁出重要一步。在實現(xiàn)百萬安培等離子體電流高約束模式運行的基礎(chǔ)上，新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”團隊，將進(jìn)一步發(fā)展高功率加熱和電流驅(qū)動、等離子體先進(jìn)運行控制等核心技術(shù)，實現(xiàn)堆芯級等離子體運行，研究前沿聚變物理，為我國開展聚變?nèi)紵龑嶒?、自主建造聚變堆奠定堅實基礎(chǔ)。所究院，央視網(wǎng)，國家核安全局，方正證券研究資料來源：人民網(wǎng)，核工業(yè)西南物理研2.2.2 國內(nèi)磁約束研究進(jìn)展-西物院“環(huán)流系列”向高性能聚變等離子體運行前進(jìn)圖：“中國環(huán)流三號”圖：“中國環(huán)流三號”首次實現(xiàn)100萬安培等離子 圖：HL-2M裝置結(jié)構(gòu)示意圖體電流下的高約束模式運行2.2.2

國內(nèi)磁約束研究進(jìn)展-等離子體所“東方超環(huán)”（EAST）創(chuàng)造新世界紀(jì)錄21官網(wǎng)，方正證券研究所國科學(xué)院等離子體物理研究所，合肥市廬江縣資料來源：中科院合肥研究所官網(wǎng)，中由中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所（等離子所）自主設(shè)計研制的具有完全知識產(chǎn)權(quán)的世界首個全超導(dǎo)非圓截面托卡馬克裝置EAST可以對磁約束核聚變相關(guān)的前沿物理問題開展實驗研究和工程驗證，為未來穩(wěn)態(tài)、安全、高效的聚變堆提供物理和工程技術(shù)基礎(chǔ)。EAST內(nèi)部部件是指所有裝在EAST真空室內(nèi)部的硬件結(jié)構(gòu)，其主要作用為在未來EAST長脈沖放電時作為真空室結(jié)構(gòu)的屏蔽第一壁，抵抗核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的熱流和粒子流。2023年4月12日，中外合作的世界首個全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置EAST獲重大成果，成功實現(xiàn)了403秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行，創(chuàng)造了托卡馬克裝置高約束模式運行新的世界紀(jì)錄。4月13日，團隊再次重復(fù)了403秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行，標(biāo)志著EAST裝置高參數(shù)長脈沖穩(wěn)態(tài)運行的可靠能力。2023年下半年，BEST（緊湊型聚變能實驗裝置）在合肥市廬江區(qū)招標(biāo)。2023年11月已經(jīng)完成園區(qū)基坑施工，計劃2024年年初啟動園區(qū)建筑土建施工。圖：EAST裝置主機及內(nèi)部構(gòu)件示意圖圖：真空室外部結(jié)構(gòu)2.2.2 國內(nèi)磁約束研究進(jìn)展-等離子體所 中國聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施(CRAFT)22變》，方正證券研究所，中國科學(xué)院，《超導(dǎo)磁體技術(shù)與磁約束核聚資料來源：中科院合肥所官網(wǎng)，新華網(wǎng)聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施（CRAFT）是《國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)“十三五”規(guī)劃》中優(yōu)先部署的大科學(xué)裝置。為我國開展聚變堆設(shè)計及核心部件研發(fā)、大規(guī)模低溫和超導(dǎo)技術(shù)研究、強流離子束與基礎(chǔ)等離子體研究等提供技術(shù)支撐。工程目標(biāo)是建成參數(shù)高、功能完備的綜合性研究設(shè)施。CRAFT主要面向磁約束核聚變堆開展近堆芯等離子體行為研究，并對超導(dǎo)磁體和偏濾器等關(guān)鍵部件在聚變堆條件下的可靠性、穩(wěn)定性和安全性進(jìn)行探究和評估。

CRAFT主要建設(shè)內(nèi)容為超導(dǎo)磁體研究系統(tǒng)和偏濾器研究系統(tǒng)，其中超導(dǎo)磁體研究系統(tǒng)要建設(shè)三個大型超導(dǎo)磁體，包括：縱場（TF）原型線圈磁體、中心螺線管模型線圈（CSMC）磁體、高溫超導(dǎo)中心螺線管縮比線圈磁體。2021年7月，下一代“人造太陽”——中國聚變工程實驗堆已完成工程設(shè)計。目前，聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施（CRAFT）尚未完成全部建設(shè)，2022年3月26日CRAFT園區(qū)正式在合肥交付啟用。根據(jù)中國磁約束核聚變路線圖，未來瞄準(zhǔn)建設(shè)世界首個聚變示范電站。這是磁約束核聚變領(lǐng)域又一個國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項目，CRAFT全面建成后將是最高參數(shù)和最完備功能的磁約束核聚變研究平臺，保證未來聚變工程堆建設(shè)和關(guān)鍵部件研發(fā)的順利進(jìn)行。圖：聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施（CRAFT）效果圖2.2.2 國內(nèi)磁約束研究進(jìn)展-中國聚變工程實驗堆(CFETR)232017年，中國推出比ITER規(guī)模更大的聚變工程實驗反應(yīng)堆（CFETR），計劃到2035年建成，開始大規(guī)?？茖W(xué)實驗，

中國核聚變研究由此開啟新征程。CFETR計劃分三步走，完成“中國聚變夢”。第一階段到2021年，CFETR開始立項建設(shè)；第二階段到2035年，計劃建成聚變工程實驗堆，開始大規(guī)?？茖W(xué)實驗；第三階段到2050年，聚變工程實驗堆實驗成功，建設(shè)聚變商業(yè)示范堆，完成人類終極能源。CFETR將為世界提供關(guān)鍵的能力，以開發(fā)和實驗未來商用電廠所需的關(guān)鍵元素。CFETR將為中國立足于聚變能發(fā)展前沿提供強大基礎(chǔ)。資料來源：中科院合肥研究所，《超導(dǎo)磁體技術(shù)與磁約束核聚變》王騰，江淮晨報，方正證券研究所圖：CFETR

TF

原型線圈及其測試平臺圖：CFETR超導(dǎo)磁體系統(tǒng)24洪荒70是全球首臺全高溫超導(dǎo)托卡馬克裝置，率先在完整裝置層面驗證高溫超導(dǎo)托卡馬克技術(shù)路線的工程可行性。裝置由能量奇點設(shè)計、研發(fā)和建設(shè)，總體安裝由中國核工業(yè)第五建設(shè)有限公司承建。洪荒70的設(shè)計工作開始于2022年3月，2023年8月啟動總體安裝。2024年3月，洪荒70托卡馬克總體安裝完工，這標(biāo)志著裝置建設(shè)工作全部結(jié)束至此建成,洪荒70將開始磁體降溫和調(diào)試運行，以盡快實現(xiàn)等離子體放電。洪荒170為公司下一代托卡馬克裝置，預(yù)計到2027年完成。能量奇點能源科技（上海）有限公司，成立于2021年，位于上海市，是一家以從事科技推廣和應(yīng)用服務(wù)業(yè)為主的企業(yè)。企業(yè)注冊資本174.6233萬人民幣，并已于2023年完成了Pre-A輪，交易金額近4億人民幣。董事長兼總經(jīng)理為楊釗，董事有葉雨明、吳頔，監(jiān)事為董閣。公司核心技術(shù)有高溫超導(dǎo)磁體，基于高溫超導(dǎo)材料的先進(jìn)磁體系統(tǒng)是實現(xiàn)聚變商業(yè)發(fā)電的關(guān)鍵一環(huán)。高溫超導(dǎo)磁體可以顯著提升裝置性價比，顯著增強聚變能源商業(yè)化潛力。先進(jìn)等離子體物理，實現(xiàn)等離子體長時、穩(wěn)定運行的科學(xué)和工程基礎(chǔ)正在逐步構(gòu)建。人工智能技術(shù)，人工智能技術(shù)在可控核聚變領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用空間。2.2.2

國內(nèi)磁約束研究進(jìn)展-能量奇點:洪荒70高溫超導(dǎo)托卡馬克證券研究所國核電信息網(wǎng)，上海市科學(xué)技術(shù)委員會，方正資料來源：能量奇點官網(wǎng)，天眼查，中圖：洪荒70裝置結(jié)構(gòu)圖圖：融資歷程252.2.2

國內(nèi)磁約束研究進(jìn)展-球形托卡馬克

多個指標(biāo)全國第一券研究所資料來源：天眼查，星環(huán)聚能官網(wǎng)，方正證2023年第三季度，由清華大學(xué)設(shè)計、星環(huán)聚能與清華大學(xué)聯(lián)合建設(shè)的聚變實驗裝置SUNIST-2球形托卡馬克關(guān)鍵等離子體參數(shù)和脈沖大功率電源性能較上一季度翻倍提升，環(huán)向磁場等指標(biāo)在球形托卡馬克領(lǐng)域已達(dá)國內(nèi)第一、世界第三；星環(huán)聚能在高溫超導(dǎo)磁體、重復(fù)重聯(lián)運行方式和非感應(yīng)啟動等關(guān)鍵聚變工程和物理領(lǐng)域取得了一系列顯著進(jìn)展。陜西星環(huán)聚能科技有限公司，成立于2021年，位于陜西省咸陽市，是一家以從事科技推廣和應(yīng)用服務(wù)業(yè)為主的企業(yè)。企業(yè)注冊資本140萬人民幣，實繳資本112萬人民幣，并于2023年1月完成了Pre-A輪投資。2024年3月，由上海知識產(chǎn)權(quán)基金領(lǐng)投，公司再次完成了數(shù)億元Pre-A輪投資,資金將主要用于星環(huán)聚能新一代聚變驗證裝置的設(shè)計、研發(fā)和建造。公司創(chuàng)始團隊核心成員均來自清華大學(xué)工程物理系核能所團隊，該團隊運行國內(nèi)首個球形托卡馬克（SUNIST）近二十年，在球形托卡馬克及其技術(shù)等方面有深厚的積累,

是目前國內(nèi)系統(tǒng)性從事磁約束可控聚變研究的頂尖團隊之一。圖：融資歷程星環(huán)聚能的發(fā)展規(guī)劃分為三步：第一步是建立原理驗證裝置，計劃在今年一季度完成；第二步是構(gòu)建技術(shù)驗證裝置CTRFR-1，一臺接近聚變堆要求的中型高溫超導(dǎo)球形托卡馬克，預(yù)計2027年實現(xiàn)；第三步則是打造商用示范堆CTRFR-2，將與業(yè)界合作驗證聚變堆的燃料循環(huán)、功率輸出、抗中子與熱負(fù)荷材料等問題，計劃2032年實現(xiàn)。圖：SUNIST-2球形托卡馬克262.2.2

國內(nèi)磁約束研究進(jìn)展-聚變新能

參與建設(shè)BEST裝置資料來源：天眼查，方正證券研究所20%

10.1%

19.9%聚變新能

(安徽)

有限公司(Neo

Fusion)15%15%10%安徽新聚能企業(yè)管理咨詢合伙企業(yè)

蔚聚科技（安徽）有限公司合肥蔚澤晶潤創(chuàng)業(yè)投資合伙企業(yè)10%2023年，聚變新能有限公司與等離子體所合作在合肥市建設(shè)緊湊型聚變能實驗裝置BEST。2023年11月已經(jīng)完成園區(qū)基坑施工，計劃2024年年初啟動園區(qū)建筑土建施工。據(jù)天眼查顯示，公司已經(jīng)開展BEST裝置的多項招標(biāo)項目。2023年,蔚來與安徽省和合肥市的國有資本共同組局成立聚變新能

(安徽)

有限公司(Neo

Fusion)，以實現(xiàn)可控核聚變的商用發(fā)電為愿景，背后技術(shù)主要來自兩家合肥的科研院所(中國科學(xué)院等離子體物理研究所,合肥綜合性國家科學(xué)中心能源研究院)

。

聚變新能主要從事于新興能源技術(shù)研發(fā)、新材料技術(shù)研發(fā)及發(fā)電技術(shù)服務(wù)等。在發(fā)展模式上，公司明確規(guī)劃了“聚變實驗裝置—聚變工程示范堆—商業(yè)聚變電站”三大發(fā)展階段，其中，緊湊型聚變能實驗裝置

BEST

的建設(shè)方案已通過國際聚變權(quán)威專家多輪評審。同時，為實現(xiàn)聚變能商業(yè)化的目標(biāo)，公司計劃適時開展聚變工程示范堆的研發(fā)工作。圖：股權(quán)結(jié)構(gòu)圖控股股東 蔚來資本安徽省皖能資本投資有限公司 安徽省皖能股份有限公司 合肥產(chǎn)投新能科技合伙企業(yè) 合肥產(chǎn)投聚變產(chǎn)業(yè)發(fā)展合伙企業(yè)安徽省能源集團有限公司(安徽省國資委為實控人)的控股子公司

指合肥市產(chǎn)業(yè)投資控股(集團)有限公司，實控人是合肥市國資委272.2.2 國內(nèi)磁約束研究進(jìn)展-玄龍-50 國內(nèi)首座中等規(guī)模球形物理實驗裝置證券研究所資料來源：新奧集團官網(wǎng)，中國能源，方正在過去的五年，新奧已經(jīng)累計投入約30億元用于聚變能研發(fā)，建立了“河北省緊湊型聚變重點實驗室”，建成了國內(nèi)首座中等規(guī)模球形環(huán)物理實驗裝置“玄龍-50”，組建了百余人、專業(yè)化的高層次技術(shù)研發(fā)團隊，構(gòu)建了開放式生態(tài)研發(fā)模式，還與國內(nèi)外專業(yè)科研院所建立了廣泛的技術(shù)合作。EXL-50（ENN

Xuanlong-50，玄龍-50）是基于聚變中心根據(jù)新奧科技（新奧能源研究院）的總體規(guī)劃，建設(shè)成功的緊湊型聚變研究裝置。該裝置是新奧自主設(shè)計建造的中型球形托卡馬克實驗裝置。2018年10月開始啟動，主體于2019年6月建設(shè)完成，并投入放電運行至今，裝置在無中心螺線管ECRH電流驅(qū)動實驗方面取得了一系列的進(jìn)展。EXL-50裝置的主機部分高7.5米，長寬6.8米，由真空室、環(huán)向場線圈、極向場線圈、支撐系統(tǒng)等四大部件組成。2022年，新奧啟動了與國際同類裝置整體參數(shù)領(lǐng)先的球形環(huán)新裝置—新奧“和龍”建設(shè)計劃。項目計劃硬件投資40億元，在四年內(nèi)建成。下一步將通過“和龍”裝置，探索解決球形環(huán)氫硼聚變中的各項科學(xué)問題和關(guān)鍵技術(shù)。新奧聚變研究的下一代球形環(huán)裝置“和龍-2”的物理設(shè)計也已全面開展，將成為攻關(guān)和驗證球形環(huán)氫硼聚變路線可行性的關(guān)鍵裝置。2022年新奧決定將玄龍-50改造升級為玄龍-50U，籍此作為下一代和龍-2裝置的前序平臺。2024年1月24日，玄龍-50U正式啟動，獲得了重復(fù)穩(wěn)定的放電，等離子體電流超過100kA，等離子體平頂維持2秒。玄龍-50U較玄龍-50，對主體真空室、環(huán)向場線圈、極向場線圈、電源系統(tǒng)進(jìn)行了升級，新增了中心螺線管，磁場提升了約兩倍，等離子體密度和離子溫度等物理參數(shù)也將顯著提升，總體性能與美國NSTX、英國MAST等國際大型球形環(huán)處于同一級別。圖：玄龍-50 圖：玄龍-50U282.2.2 國內(nèi)磁約束研究進(jìn)展-聚變實驗裝置J-TEXT 高校中唯一的大中型托卡馬克裝置究所官網(wǎng)，方正證券研究所資料來源：華中科技大學(xué)聚變與等離子體研2016年，華中科技大學(xué)聚變與等離子體所依托J-TEXT裝置開展聯(lián)合研究，與美國德克薩斯大學(xué)奧斯丁分校、韓國國立聚變研究所、英國卡拉姆實驗室等多個國際知名磁約束聚變研究機構(gòu)建立了良好的合作關(guān)系，簽署了正式的合作協(xié)議，匯聚了眾多的國際領(lǐng)軍人才，取得了一批具有國際影響力的研究結(jié)果。2016年11月教育部正式將華中科技大學(xué)申報的“磁約束聚變與等離子體”國際合作聯(lián)合實驗室列入立項建設(shè)名單。J-TEXT是我國高校中唯一的大中型托卡馬克裝置，也是依托于華中科技大學(xué)成立的“磁約束核聚變教育部研究中心”的主要研究平臺。如圖示是J-TEXT能量轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的示意圖，能量轉(zhuǎn)移線圈繞在中心柱上，并與快速開關(guān)和能量吸收部件相互串聯(lián)構(gòu)成能量轉(zhuǎn)移回路。通過相關(guān)研究實現(xiàn)等離子體大破裂的抑制與緩解，對于ITER及未來聚變堆建設(shè)具有極為重要的意義。圖：等離子體破裂電磁能量轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)原理圖292.2.2 國內(nèi)磁約束研究進(jìn)展-自行設(shè)計研制的反場箍縮裝置KTX正證券研究所資料來源：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，鳳凰網(wǎng)，方圖：KTX裝置主機結(jié)構(gòu)圖KTX是中國完全自行設(shè)計、自主研制集成的國際先進(jìn)反場箍縮裝置。項目由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理學(xué)院基礎(chǔ)等離子體物理重點實驗室承擔(dān)，屬科技部“國家磁約束核聚變能發(fā)展研究專項”支持的大型裝置建設(shè)項目。裝置在2015年8月1日正式竣工，經(jīng)過兩個多月的系統(tǒng)調(diào)試，于11月3日正式運行放電。反場箍縮是有別于托卡馬克、仿星器位形的另一類環(huán)形磁約束聚變裝置，其主要特點是約束等離子體的磁場是由等離子體內(nèi)部電流所產(chǎn)生，具有純歐姆加熱達(dá)到聚變點火條件、高質(zhì)量功率密度等優(yōu)勢，是未來磁約束反應(yīng)堆位形的候選方案。裝置設(shè)計的各項指標(biāo)均達(dá)國際同類裝置先進(jìn)水平，它的建成，將為國內(nèi)外從事等離子體物理研究的科研人員提供一個全新的大型實驗平臺，對中國磁約束聚變領(lǐng)域高端人才培養(yǎng)，發(fā)展磁約束聚變能科學(xué)技術(shù)研究都具有重要意義。KTX裝置采用真空室雙C開合可進(jìn)性設(shè)計，解決了當(dāng)前反場箍縮裝置可進(jìn)性差、真空室維護(hù)更新難、費用高的缺陷，為裝置的先進(jìn)鋰壁運行提供了必備的實驗條件。圖：KTX裝置真空室與縱場磁體整體穿插組合及雙C組件合龍成功目錄30第三部分 資本市場對可控核聚變投入逐漸爆發(fā)國內(nèi)外可控核聚變?nèi)谫Y快速增長，逐漸呈現(xiàn)爆發(fā)趨勢國際可控核聚變?nèi)谫Y快速增長-部分核聚變公司主要進(jìn)展3.1 國內(nèi)外可控核聚變?nèi)谫Y快速增長，逐漸呈現(xiàn)爆發(fā)趨勢31資料來源：FIA2023年核聚變調(diào)查報告，F(xiàn)IA2022年核聚變報告，方正證券研究所圖：2023年國際大規(guī)模融資情況根據(jù)FIA2023年度報告，截至2023年7月，研究可控核聚變的公司共融資62億美元，其中私人投資59億美元，政府資助2.72億美元。從2022到2023年，新增14億美元投資，新增了13家聚變公司。國際上知名投資者有比爾蓋茨、谷歌公司、索尼公司、尼康公司，等等。行業(yè)內(nèi)創(chuàng)造出了975個新職業(yè)，提供了大概3000個工作崗位。從2022年至2023年，全球在可控核聚變領(lǐng)域的整體融資規(guī)模呈現(xiàn)快速增長。圖：2022年國際大規(guī)模融資情況 圖：截至2023年，核聚變公司總?cè)谫Y圖：截至2023年，融資規(guī)模超過2億美元的公司32資料來源：FIA2023年核聚變調(diào)查報告，方正證券研究所根據(jù)FIA2023年度報告，聚變公司前景廣闊，具有較強商業(yè)價值。近年來，全球范圍內(nèi)新建立的聚變公司數(shù)量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。國內(nèi)的能量奇點、星環(huán)聚能被列為獨角獸公司，市場對聚變公司的未來比較樂觀。圖：聚變公司建立時間表3.1 國內(nèi)外可控核聚變?nèi)谫Y快速增長，逐漸呈現(xiàn)爆發(fā)趨勢3.1 國內(nèi)外可控核聚變?nèi)谫Y快速增長，逐漸呈現(xiàn)爆發(fā)趨勢33資料來源：FIA2023年核聚變調(diào)查報告，F(xiàn)IA2022年核聚變調(diào)查報告，方正證券研究所目前全球核聚變公司，美國有25家，領(lǐng)先于其他國家；其次是日本、英國、德國，分別有3家；中國有4家核聚變公司。大部分核聚變公司主要聚焦于電力和工業(yè)用熱兩大領(lǐng)域，但是清潔能源作為潛在市場勢頭強勁，前景廣闊。2023年新增的核聚變公司中，美國新增4家，中國新增2家（能量奇點，聚變新能），日本新增1家，德國新增2家，瑞典新增1家。此外，國內(nèi)核聚變公司還包括新奧集團，星環(huán)聚能，翌曦科技。圖：2023年核聚變公司的目標(biāo)市場圖：2023年核聚變公司的分布圖3.1 國內(nèi)外可控核聚變?nèi)谫Y快速增長，逐漸呈現(xiàn)爆發(fā)趨勢34資料來源：FIA官網(wǎng)，F(xiàn)IA2021報告，F(xiàn)IA2022報告，F(xiàn)IA2023報告，方正證券研究所05101520253035402021 20222023磁約束磁約束混合慣性約束慣性約束靜電混合約束024681012141618202220232021Z箍縮托卡馬克仿星器FieldReversed

Configuration(FRC)2022 2023氘氘(DD)

2

3氘氘，氫和硼-11 1 1氘氦(DHe3)

2

2氘氚(DT) 22 28氫和硼-11(

pB11)

5

5截至2023年7月，國內(nèi)外最廣泛的核聚變途徑是磁約束（21家）、其次是慣性約束（9家），還有有5家公司同時進(jìn)行磁約束和慣性約束的研究；使用最廣泛的磁約束聚變途徑是托卡馬克（6家）、其次是仿星器（6家）。我國的聚變公司主要項目是托卡馬克。從2022年到2023年，新增6家公司選擇磁約束的實現(xiàn)途徑，而2家公司放棄了磁約束的方法，也有公司選擇了新的方法，如非熱激光聚變、里德伯物質(zhì)燃料基聚變等?？梢姶偶s束仍是主流方向，但是也有公司在不斷創(chuàng)新。大多數(shù)公司使用氘氚作為核聚變?nèi)剂?，其次是氘氘。圖：2021-2023核聚變公司聚變實現(xiàn)途徑 圖：2021-2023核聚變公司具體聚變方法 圖：2022-2023核聚變公司使用燃