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中金 | 聚变能系列1：全球聚变产业共振，产业链机遇逐步显现

核心内容总结

聚变能的多重优势

核聚变能作为一种清洁、高效、可持续的能源形式，具备以下核心优势：

• 产能效率高：在等重情况下，核聚变产生的能量是化学反应的近四百万倍，是核裂变的四倍。
• 无温室气体排放：主要副产品为无毒的惰性气体氦气。
• 原料储备丰富：主要原料氘和氚可从水和锂中提取，资源丰富。
• 无长寿命放射废料：不产生高活性、长寿命的核废料。
• 扩散风险有限：不使用铀、钚等裂变材料，氚不是可裂变材料。
• 无熔毁风险：托卡马克装置不会发生核事故，反应可快速停止。

全球政策与投资趋势

• 多国政策持续加码可控核聚变，推动其产业化和商业化。
• 美国：2024年通过《加速部署清洁能源所需的多功能先进核能法案》（ADVANCE），支持聚变研究并提高核许可效率。
• 中国：在“十五五”规划中将核聚变列为新的经济增长点，并出台《中华人民共和国原子能法》明确监管要求。
• 欧盟：发布《Towards the EU Fusion Strategy》报告，从五个支柱推动聚变商业化，探索惯性约束技术。

全球聚变投资快速增长

• 自2021年以来，全球聚变投资显著增长，中美占据主导地位，合计占比80%。
• 美国投资：截至2025年9月10日，投资达57亿欧元，占全球总量的45%。
• 中国投资：达43.9亿欧元，占全球总量的34%。
• 欧盟投资：资金来源多元化，占比约21%。
• 投资分布：美国以私人资本为主（94.5%），中国以公共资金为主（71.2%），欧盟则为公共、私人和公私合资资金混合。

聚变技术路线与主要项目

磁约束技术（主流）

• 托卡马克装置：当前商业化路径中最主流的技术，全球数量最多，2025年稳定在79台。
  • ITER项目：多国合作项目，中国于2006年加入，目标验证工程可行性，2026年进展显著。
  • SPARC装置：由CFS与麻省理工联合开发，目标实现Q值>2，使用高温超导技术降低成本。
  • 洪荒70：中国能量奇点研发的全高温超导托卡马克，国产化率超96%，2026年实现1337秒稳态运行。
  • 玄龙-50U：新奥集团开发的球形托卡马克，实现全球首次氢硼等离子体高约束模放电。

直线型磁约束技术

• 场反位形技术：部分企业如Helion、瀚海聚能布局，具备建造成本低、聚变效率高等优势。
  • Helion的Trenta：2021年实现超1亿摄氏度放电，成为首家达成此目标的私营企业。
  • Polaris：Helion第七代原型机，采用磁场变化直接发电，降低成本。
  • HHMAX-901：瀚海聚能开发的场反位形装置，仅花费约2亿元，度电成本可与火电持平。

聚变能产业链结构

• 上游：主要包括第一壁材料、高温超导带材、氘氚燃料。
• 中游：核心设备包括磁体系统、真空室、冷屏、杜瓦、偏滤器、电源系统等。
• 下游：以发电为主，同时拓展至制氢、供暖等应用领域。

风险提示

• 技术发展不达预期：聚变技术难度大，ITER等项目进展缓慢，存在研究失败风险。
• 融资进展不达预期：核聚变商业化前景不明朗，可能影响企业融资。
• 替代技术路线出现：如光伏、风能等新能源技术成熟且成本下降，可能替代核聚变需求。

关键信息与主要观点

产业现状

• 全球聚变投资快速增长，形成中美双强格局。
• 磁约束技术占据主导地位，约78%资金流向磁约束路线，其中托卡马克占72%，场反位形占14%。
• 头部聚变企业融资活跃，CFS、Helion、能量奇点、星能玄光等公司融资规模领先。

技术进展

• 托卡马克技术在实验和商业化方面取得突破，如洪荒70、玄龙-50U等。
• 直线型磁约束技术（如场反位形）在降低成本和提高效率方面有较大潜力。

政策支持

• 中国、美国、欧盟等多国政策支持核聚变技术发展，推动其商业化进程。
• 中国在政策层面明确核聚变为新的经济增长点，推动产业链发展。

产业链机遇

• 随着聚变商业化进程推进，产业链中上游（如磁体系统、真空室等）将获得更多投资机会。
• 下游应用（如发电）将受益于聚变能的成熟与推广。

结论

核聚变能因其多重优势成为未来能源的重要方向，全球投资快速增长，中美主导，技术路线以磁约束为主，尤其是托卡马克装置。随着政策支持和企业融资的持续推动，核聚变产业链机遇逐步显现，值得持续关注。然而，技术发展和商业化进程仍面临诸多挑战，需警惕相关风险。