可控核聚变:技术路线多样,产业化进程加速
核心观点:可控核聚变具有能量密度高、安全、清洁、原料充足等优势,是目前太阳和恒星维持其能量产生的主要机制。实现可控核聚变需要满足三个条件:足够高的温度(T)、一定的密度(n)和一定的能量约束时间(τE),即聚变三乘积。目前,实现可控核聚变约束主要有三种途径:引力约束、惯性约束和磁约束,其中磁约束核聚变是实现聚变能开发的有效途径。
技术路线:
- 磁约束核聚变:包括托卡马克、仿星器、场反位形等,其中托卡马克是主流路线,FRC路线受到广泛关注。
- 托卡马克:通过在环形真空室中构造出一个闭合的螺旋磁场,完成对高温等离子体的约束。其核心部件包括磁体系统和电源系统,其中磁体系统是约束和稳定运行的核心,电源系统是聚变装置的能量心脏。
- FRC:结构简单、造价低,具有更高的能量效率、更强的稳定性与安全性,以及更快的商业化进程。Helion Energy引领FRC路线,计划2028年为微软发电。
全球聚变项目:
- 根据IAEA数据,全球共有179个可控核聚变装置,其中82个托卡马克装置、31个仿星器装置、15个激光/惯性装置、51个其他类型装置。
- 全球范围看,各国聚变项目商业化进程均在加速,托卡马克是主流路线,FRC路线受到广泛关注。
国内产业链:
- 以合肥、上海、成都等地为核心布局,与国内重点项目的布局基本一致。
- 合肥:以中科院为核心,EAST刷新“亿度千秒”世界记录,BEST项目已启动总装,预期2027年建成,CFEDR瞄准建设世界首个聚变示范电站。
- 成都:中核集团主导“中国环流三号”,聚变三乘积突破1020量级。
- 江西:江西聚变主导“星火项目”,计划建成全球首座聚变-裂变混合发电厂“星火”。
- 上海:成立中国聚变公司。
- 众多私营项目创新突破,例如新奥集团、瀚海聚能、星环聚能等。
产业链梳理:
- 上游主要为各类原材料,包括超导磁体材料、金属钨、钽等稀有金属、特种钢材、氘和氚等燃料等。
- 中游主要为各类设备以及反应堆工程建设,以最常见的托卡马克核聚变实验装置为例,相关设备包括磁体系统、真空系统(包括偏滤器、第一壁)、加热与电流驱动系统等核聚变主机设备以及压力容器、蒸汽发生器、汽轮机、各类泵阀等其他设备。
- 下游主要为核电站运营,用于科研及发电。
标的梳理:
- 建议关注具备关键部件能力的核心公司、传统主业具备迁移能力的潜在公司,例如合锻智能、联创光电、国光电气、旭光电子、英杰电气、王子新材等。
风险提示: