核聚变装置主要部件拆解:超导磁体深度
核心观点:
核聚变产业已从科学研究转向真实产业,具备明确投资额和订单下达节奏。预计投资额将从今年百亿级起步,明年达200亿,2027年攀至240亿规模。6月中国聚变新主体投资计划将再增约1000亿投资计划,目标2030年前达到年投资额400亿左右,2035年左右实现商业化。近期技术进展(如三重积达10^21水平)持续验证行业前景,当前市场调整属交易面因素,产业核心催化(如订单下达)尚未兑现,持续看好核聚变板块,尤其关注六、七月份真空期机会。
投资框架:
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链主企业:
- 国光电器:占据氘氚系统(占装置价值量25%)的核心价值环节,是唯一标的。
- 合锻智能:代表BEST装置。
按2027年240亿项目测算,其核聚变业务价值显著高于当前市值。
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核心成本构成:
- 超导磁体(占20—30%): 技术门槛高,价值量大,是长线配置重点。高温超导应用趋势明确(如美国SPARC堆、国内洪荒麒麟、能量起点、江西星火一号混合堆等),上海超导IPO在即将提供更多信息。
- 电源(占约15%): 首推四创电子(子公司华耀电子),其为EAST装置等离子体加热PSM电源主要供应商(占造价约5%),央企背景利于后续项目拓展。磁体驱动电源等构成其余部分。
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其他环节:
- 杜瓦/真空室(上海电气)
- 冷屏(海陆重工)
- PF线圈导管(久立特材)
- 结构件(安泰科技等)
- 核心模块建设(利柏特、中国能建)
超导磁体深度解析:
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超导材料分类:
- 低温超导(LTS):如NbTi、Nb3Sn,发展成熟,已商业化(如核磁共振、ITER)。临界温度低(液氮温区),冷却要求高。目前占市场超90%。
- 高温超导(HTS):如REBCO(二代秘系带材),临界温度高(液氮温区),应用场景更广,目前成本高于LTS,但份额将随核聚变、超导电缆等应用扩大。二代带材(蓝基氧化物)因银用量少、成本潜力大、临界磁场/载流能力高,成为主流。
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制备与工艺:
- 超导线材经绕制、绝缘、固化等流程制成磁体线圈。高温超导带材常用饼式线圈结构绕制。
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在核聚变装置(以ITER为例)的应用:
- 环向场线圈(TFCoils,18个):使用Nb3Sn导体,产生约束等离子体的环向磁场(~12T)。中国负责制造其中11个线圈。
- 极向场线圈(PFColls,6个):使用NbTI导体,控制等离子体位形(~5T)。中国负责约65%导体(60根)。
- 6校正场线圈(CCCoils):补偿磁场误差,使用NbTi导体(~ST)。中国负责全部制造。
- 中心螺线管(CS):产生等离子体电流,使用Nb3Sn导体。
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国内新项目高温超导应用趋势:
- 洪荒麒麟/洪荒70:全高温超导技术路线。
- 能量起点:全高温超导。
- 安徽BEST装置(预计2027年建成):新一代全超导托卡马克,以低温超导为主,高温超导为辅。
- 江西星火一号混合堆:设计即为全高温超导,Q值目标>30,总投资超200亿。设计已完成并通过评审,待批复。
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相关标的:
- 高温超导材料/磁体:
- 联创光电:子公司联创超导突破制冷机直冷高温超导磁体技术,深度参与星火一号。
- 金田股份:参股上海超导(二代高温超导带材),产品应用于全球科研磁体,与国内外机构(MIT,CFS,能量起点等)合作紧密。
- 上海超导IPO在即。
- 永鼎股份:子公司东部超导为国内二代高温超导带材头部企业,技术独特,产品应用于加热、磁体、电力装备等,客户包括联创光电、能量起点、中核集团等。
- 低温超导材料(ITER经验):
- 西部超导:国内唯一全产业链LTS供应商,长期参与ITER项目,技术领先(NbTi长线达9万米,Nb3Sn满足高场要求)。
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价值量占比:
- 在ITER中磁体系统(含材料、线圈等)占成本约28%。
- 在采用高温超导的新装置(如托卡马克、仿星器、混合堆)中,该占比预计提升至1/3甚至40%以上。
结论:
核聚变产业趋势明确,订单即将落地,超导磁体作为核心成本构成(20—40%),技术壁垒高,价值量大。高温超导应用是未来趋势,相关企业(联创光电、金田股份/上海超导、永鼎股份)以及具有ITER经验的低温超导龙头(西部超导)将显著受益。六、七月份行业催化(新项目批复、上海超导IPO、IAEA大会等)密集,行情有望持续。