国防军工行业：可控核聚变发展稳步推进商业化未来可期_57页_5mb

可控核聚变发展稳步推进，商业化未来可期

核心内容概述

可控核聚变是一种利用轻核在高温高压条件下结合释放能量的过程，相较于核裂变，具有能量密度高、原料资源丰富、低放射性污染和安全性好等显著优势。实现核聚变的“可控”需要通过引力约束、惯性约束或磁约束等方式对等离子体进行约束，其中磁约束，特别是基于托卡马克装置，是目前最有可能实现可控核聚变的途径。

主要观点

1. 核聚变原理与优势

   • 核聚变通过轻核结合释放能量，其能量密度远高于核裂变。
   • 核聚变原料（如氘、氚）资源丰富，特别是氘可以从海水中提取，氚可通过中子与锂反应获得。
   • 核聚变产物主要为氦等非放射性元素，污染小且安全性高。
   • 核聚变反应不会失控，且在条件不满足时可自动停止。

2. 核聚变商业化路径

   • 商业化路径为实验堆 → 示范堆 → 商用堆。
   • ITER（国际热核聚变实验堆）是当前全球最大规模的托卡马克实验堆，目标是验证核聚变技术的可行性，探索其商业化潜力。
   • 中国在可控核聚变研究方面走在世界前列，已掌握大型托卡马克装置的设计、建造和运行技术。

3. 中国在核聚变领域的进展

   • 中国自20世纪70年代开始研究可控核聚变，2020年建成并实现首次放电的中国环流器二号M（HL-2M）。
   • 中国确立“三步走”发展计划，2005-2015年掌握实验堆技术，2015-2030年全面掌握示范堆技术，2030-2050年实现商业化。
   • 中国聚变能源有限公司于2023年12月29日正式揭牌，标志着核聚变研究和建设加速推进。

4. 全球核聚变研究进展

   • 美国、日本、韩国、印度、俄罗斯等国均在推进核聚变研究，部分国家已启动示范堆建设。
   • 美国国家点火装置（NIF）和中国神光系列研究装置代表惯性约束核聚变研究进展。
   • 日本JT-60SA、韩国K-DEMO、印度SST-2等装置在磁约束领域取得进展。

关键信息

核聚变技术挑战

核聚变产业链

核聚变商业化目标

• ITER项目：预计2025年进行首次等离子体放电，2035年开始氘-氚运行。
• 中国进展：2023年12月29日成立中国聚变能源有限公司，推进核聚变研究。
• EAST装置：2021年实现1056秒长脉冲等离子体运行，2023年实现403秒稳态高约束等离子体运行。
• 商业堆：中国计划在2030年后实现示范堆，最终走向商业化。

投资建议

• 关注中游环节：技术升级和国产替代是投资重点，核心设备如第一壁、偏滤器、高温超导磁体等。
• 受益企业：关注联创光电、西部超导、永鼎股份、国光电气、安泰科技、海陆重工、精达股份等企业。
• 投资前景：全球聚变公司数量和融资额快速增长，表明市场对核聚变商业化前景充满信心。

风险提示

• 行业政策不及预期
• 相关投资不及预期
• 技术研发不及预期
• 商业化进度不及预期

图表目录

• 图1：核裂变过程
• 图2：核聚变过程
• 图3：获得核聚变反应的三要素
• 图4：惯性约束核聚变原理示意图
• 图5：磁场约束带电粒子运动示意图
• 图6：托卡马克、仿星器等多种磁约束装置形态示意图
• 图7：托卡马克放电基本过程
• 图8：聚变三重积发展速度
• 图9：全球聚变公司数量
• 图10：全球聚变公司成立时间和私营公司数量
• 图11：磁约束核聚变三重积进展
• 图12：ITER项目图
• 图13：ITER项目提出历程
• 图14：ITER七方贡献比例
• 图15：ITER项目商业化目标
• 图16：ITER直接投资成本结构
• 图17：氘氚聚变示意图
• 图18：中子与锂反应示意图
• 图19：氘氚聚变堆主循环原理示意图
• 图20：中国承担ITER采购包任务
• 图21：ITER项目进度时间表
• 图22：东方超环EAST
• 图23：快堆中铀-238反应图
• 图24：核能技术发展路线图
• 图25：中国核电厂分布
• 图26：中国磁约束聚变能发展路线
• 图27：星环聚能核聚变工程规划图
• 图28：洪荒70实图
• 图29：玄龙50实图
• 图30：JT-60SA项目发展历程
• 图31：日本核聚变发展路线
• 图32：韩国核聚变发展路线
• 图33：印度核聚变发展路线
• 图34：可控核聚变产业链
• 图35：包层系统示意图
• 图36：ITER增强热负荷第一壁模块
• 图37：超导材料发展历程
• 图38：超导材料发展历程
• 图39：高温超导产业链
• 图40：国际上采用钨作为偏滤器靶板材料的主要装置图
• 图41：联创光电发展历程
• 图42：联创光电产品矩阵
• 图43：联创光电超导业务发展历程
• 图44：联创光电超导业务情况
• 图45：联创光电营收及增速
• 图46：联创光电净利润及增速
• 图47：联创光电分产品营收
• 图48：联创光电分产品营收占比
• 图49：联创光电毛利率和归母净利率
• 图50：联创光电期间费用率
• 图51：西部超导历史沿革
• 图52：西部超导营收及增速
• 图53：西部超导净利润及增速
• 图54：西部超导分产品营收
• 图55：西部超导分产品营收占比
• 图56：西部超导毛利率和归母净利率
• 图57：西部超导期间费用率
• 图58：二代高温超导带材
• 图59：永鼎股份营收及增速
• 图60：永鼎股份净利润及增速
• 图61：永鼎股份分产品营收结构
• 图62：永鼎股份毛利率和归母净利率
• 图63：永鼎股份期间费用率
• 图64：国光电气营收及增速
• 图65：国光电气净利润及增速
• 图66：国光电气分产品营收
• 图67：国光电气分产品营收占比
• 图68：国光电气毛利率和归母净利率
• 图69：国光电气期间费用率
• 图70：安泰科技营收及增速
• 图71：安泰科技净利润及增速
• 图72：安泰科技分产品营收
• 图73：安泰科技分产品营收占比
• 图74：安泰科技毛利率和归母净利率
• 图75：安泰科技期间费用率
• 图76：海陆重工核电营收
• 图77：海陆重工参与核电设备制造项目实景
• 图78：海陆重工营收及增速
• 图79：海陆重工净利润及增速
• 图80：海陆重工毛利率和归母净利率
• 图81：上海超导第二代高温超导带材结构

表格目录

• 表1：可控核聚变面临的技术和工程上的挑战
• 表2：20世纪国内外托卡马克装置发展历程
• 表3：ITER主要目标
• 表4：中国托卡马克装置发展历程
• 表5：2023年中国新增核电机组
• 表6：国内在建核电项目情况
• 表7：星环聚能核聚变技术方案
• 表8：包层系统介绍