中国可控核聚变正迎来多个标志性项目的同时推进。浙商证券研究所研报显示,中核集团“星火一号”聚变-裂变混合实验堆总投资超200亿元,技术目标Q值大于30、连续发电功率100MW,计划2029年发出第一度核聚变电;中科院BEST紧凑型聚变能实验装置计划2027年建成,全球首次演示聚变能发电。两大项目标志着中国核聚变从“聚变反应”向“工程化”的跨越。本文基于浙商证券研报,深入梳理星火一号与BEST两大聚变项目的进展与意义。
星火一号——聚变-裂变混合实验堆
2023年11月12日,中核集团与江西省政府签署《全面战略合作框架协议》。联创光电超导和中核聚变(成都)签订协议,双方计划联合建设聚变-裂变混合实验堆项目——星火一号。2024年12月,联创光电中标中核集团“星火一号”项目,首个订单金额4180万元,标志项目正式启动。
星火一号技术目标Q值(聚变能量增益因子)大于30,实现连续发电功率100MW。工程总投资预计超过200亿元。关键节点:2025年完成核聚变混合堆实验技术验证,2029年发出第一度核聚变电并并入电网,2035至2040年开始大规模商业化。
超导磁体——核聚变设备中的核心单品
超导磁体是核聚变设备中价值量最大的单品,约占整体建造成本的17%。联创光电作为高温超导磁体核心供应商,在星火一号项目中卡位核心环节。联创超导已实现由铝加工向光伏晶硅炉拓展,与宁夏盈谷合作在手订单4.3亿元、意向订单达9.9亿元。
高温超导可用于金属加工、熔炼等领域,较传统工频炉节能超过50%。联创光电供货中铝东轻设备投产具备示范性意义。国务院国资委提出超前布局核聚变,联创光电超导业务有望持续受益于核聚变实验堆建设。
BEST——全球首个紧凑型聚变能实验装置
BEST装置是中国科学院合肥物质科学研究院等离子体所负责建设的全超导托卡马克装置,是EAST的后续项目。BEST将使用真实的原料气和氚进行可控核聚变反应,计划在2027年建设完成,并在全球首次演示聚变能发电。
2025年1月20日,EAST创造了1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”的新世界纪录,为BEST提供了关键的技术验证。2024年8月,BEST项目正在合肥滨湖科学城区加紧施工。未来,中科院等离子体所将持续在EAST工程和物理实验研究、ITER部件研发和工程安装、CRAFT设施建设、BEST项目推进中取得新突破。
聚变-裂变混合堆的技术路径
星火一号采用聚变-裂变混合堆技术路线。传统的纯聚变堆需要实现Q值大于10的自持燃烧,技术难度极高。混合堆利用聚变产生的高能中子驱动次临界裂变堆,可大幅降低对聚变Q值的要求(Q>30即可),同时实现100MW级发电功率。
2023年11月,由中核集团牵头,联合25家央企、科研院所、高校等组成的可控核聚变创新联合体宣布成立,中国聚变能源有限公司正式揭牌。2025年2月28日,中国核电和浙能电力分别公告拟以增资方式参股中国聚变能源公司,投资金额分别为10亿元和7.5亿元,资本加速入场信号明确。
表2:星火一号与BEST核心参数对比| 项目 | 星火一号 | BEST |
|---|
| 技术路线 | 聚变-裂变混合堆 | 全超导托卡马克 |
| Q值目标 | >30 | — |
| 发电功率 | 100MW | 聚变能发电演示 |
| 总投资 | >200亿元 | — |
| 关键节点 | 2029年并网发电 | 2027年建成 |