主题策略-可控核聚变专题报告：可控核聚变系列报告（一）：未来能源的奇点-251219（29页）.pdf

1、全球算力拉动电力需求，可控核聚变进展加速，商业化征途可期。当前全球数据中心用电量约为415TWh，过去5年保持约12%的年增速；到2030年，在基准情形下将翻倍至约945TWh，年增速约15%，是其他用电部门的4倍以上。在电力需求持续攀升与“双碳”目标约束的背景下，可控核聚变是理想能源的解决方案。当前可控核聚变已由“能否点燃”迈向“能否长期、稳定、经济运行”，EAST等装置在磁约束路径上验证了等离子体物理可行，JET装置实现接近能量平衡，为实现Q1奠定基础，ITER、CFETR等大科学装置以长稳态运行和mathsfQgeqslant10为目标推进工程可行。国内方面BEST装置有望2027年进行

2、发电演示；海外方面科技巨头已在布局核聚变发电：核聚变公司HelionEnergy预计在2028年为微软供电，CFS与谷歌达成2030年代购电协议，可控核聚变商业化征途可期。托卡马克装置中游设备制造价值量高，潜力大。从全产业链视角可控核聚变可划分为1）上游原材料：主要围绕第一壁和偏滤器所需的高纯钨、铜及其合金，高温/低温超导磁体用mathsfNb_3mathsfSn、REBCO等超导材料；2）中游设备制造：既包含托卡马克主机真空室、第一壁、偏滤器、高温/低温超导磁体等关键部件，也包括加热、冷却、燃料循环、控制系统等工程系统；3）下游应用：目前还处于试验科研与示范工程阶段，尚未进入商业化。按价值量

3、拆分，以ITER为例（低温超导技术）：磁体系统占比最高（(28%)），真空室内部件（17%）、加热与电流驱动(7%）等，中游设备合计占比超过50%。DEMO示范堆项目（高温超导技术）：磁体（15%）+真空室内部件（12%）、新增的电厂辅助设施（(25%)）成为新的价值核心，中游环节的整体价值量依然占据主导地位。国内未来5年核聚变资本开支超920亿元，本土企业受益。国内本开支视角，EAST、BEST等国家级装置总投资额均已超过百亿，里程碑项目CFETR工程投入业界估算约1000亿元；星火一号、先觉聚能等重大项目将持续投入和落地，相关企业在重点项目上将显著受益。根据测算，20262030年我国可控

4、核聚变领域仍将维持约920亿元级资本开支，对应每年的投资体量将超过百亿元。本土企业无论是在上游原材料端，还是中游设备制造端均已实现国产化，能够在本轮可控核聚变中充分受益。结合产业链与价值链拆分，我们认为本土企业受益有：1）上游材料：西部超导（低温超导）、精达股份（参股上海超导）、永鼎股份（控股东部超导）、等等；2）中游设备制造：安泰科技（偏滤器与第一壁）、国光电气（偏滤器、氚工厂等）、联创光电（磁体系统）、雪人股份（冷却系统）、合锻智能（真空室），其他等等；3）下游应用：中国核电（控股股东中核集团主导核聚变研发）、中国核建（工程建设），等等。政策支持不及预期、技术路线稳定程度不及预期、技术发展

5、成熟度不及预期等。1.可控核聚变：未来重要的理想能源1.1.核聚变：能量产出比核裂变更高全球能源短缺与环境污染是人类面临的共同挑战，推动能源结构向低碳化转型已经成为国际社会的普遍共识。核能作为一种安全、清洁、稳定且能量密度高的能源形式，被视为未来理想的能源选择之一。核能的释放主要有两种形式：核裂变与核聚变。目前核能应用主要基于裂变技术，该技术已相当成熟，为多国提供了稳定的电力供应。然而，核裂变也面临两大挑战：一是长效放射性废料处理难度大，二是铀矿资源有限。核聚变与裂变相反，理论上能量产出更高。根据核裂变与核聚变发电综述，1克氘氚聚变燃料释放的能量相当于11.2吨标准煤，是1克铀-235裂变所释

6、放能量（相当于2.6吨标准煤）的约4倍。这意味着聚变能源的效率极高，燃料需求量和物理废物量也更少。放射性危害远低于裂变，燃料来源也更为丰富。因此，核聚变被视为下一代能源的重要方向，已成为全球研发焦点。1.2.氘-氚反应：当下核聚变主流应用1.2.1.氘储量丰富，氚生产条件严苛氘-氘反应难度更高，其他反应仍处研究阶段。在各类核聚变反应中，氘-氘反应燃料来源最为理想，但技术难度更高；氘-氦3反应受限于地球上氦3的极端稀缺，短期内难以实现；质子-硼11反应反应虽燃料丰富且清洁，但所需反应条件极高，目前仍处于基础研究阶段。反应堆中通过中子与锂反应滋生：Li+nT+4He。燃料自持是工程关键挑战之一。相