可控核聚變行業(yè)分析：人類終極能源，行業(yè)資本開支進(jìn)入擴(kuò)張期.pdf

可控核聚變行業(yè)分析：人類終極能源，行業(yè)資本開支進(jìn)入擴(kuò)張期。AI 驅(qū)動用電結(jié)構(gòu)重構(gòu)，聚變能源戰(zhàn)略價(jià)值凸顯，行業(yè)融資顯著提速。核聚變是 指兩個(gè)較輕的原子核結(jié)合形成一個(gè)較重的原子核，并釋放大量能量的核反應(yīng)過 程。聚變能源具有高能量密度、原料相對易得、安全性高、零碳排放等優(yōu)勢，已 成為理論上最接近“終極能源”的現(xiàn)實(shí)路徑。據(jù)麥肯錫預(yù)測，伴隨云計(jì)算、加密 貨幣、AI 需求激增，預(yù)計(jì) 2050 年數(shù)據(jù)中心用電量將占全球總用電量的 5%-9%。 Open AI 聯(lián)合創(chuàng)始人山姆·奧特曼、谷歌及 Alphabet 等 AI 巨頭均對聚變產(chǎn)業(yè)鏈 進(jìn)行了前瞻性投資，谷歌、微軟還分別與 CFS、Helion 簽訂了購電協(xié)議。據(jù) Fusion Energy Base 數(shù)據(jù)，2021 年起全球聚變行業(yè)融資規(guī)模顯著攀升，截至 2025 年 7 月，全球聚變能源領(lǐng)域累計(jì)股權(quán)融資總額達(dá) 97 億美元。FIA 數(shù)據(jù)顯示，約 76% 的受訪聚變公司預(yù)計(jì)將在 2035 年前實(shí)現(xiàn)聚變電能并網(wǎng)。

國內(nèi)多路線百花齊放，步入招標(biāo)大年。我國承擔(dān)了 ITER 計(jì)劃多個(gè)核心關(guān)鍵部件 制造任務(wù)，正從 ITER 參與者逐步向產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)者轉(zhuǎn)變。以中國科學(xué)院等離子體物 理研究所和核工業(yè)西南物理研究院為主的核聚變“國家隊(duì)”，主導(dǎo)建設(shè)的項(xiàng)目采 用相對較為成熟的磁約束托卡馬克路線，項(xiàng)目投資體量較大；而民營公司的項(xiàng)目 路線則呈現(xiàn)多樣化特征，裝置相對緊湊。當(dāng)前國內(nèi)核聚變路線多處于驗(yàn)證技術(shù)可 行性階段，有望于 2040 年前后實(shí)現(xiàn)商業(yè)化發(fā)電。據(jù)我們統(tǒng)計(jì)測算，截至 25 年 9 月，國內(nèi)規(guī)劃或建設(shè)中的核聚變項(xiàng)目的總投資金額已超 1500 億元，行業(yè)進(jìn)入資 本開支擴(kuò)張階段；展望未來，國內(nèi)聚變產(chǎn)業(yè)有望于 2027 年前后進(jìn)入工程實(shí)驗(yàn)堆 建設(shè)期，屆時(shí)聚變裝置體量、投資金額將進(jìn)一步擴(kuò)大，產(chǎn)業(yè)鏈上核心供應(yīng)商有望 持續(xù)受益。

磁體系統(tǒng)、真空室及內(nèi)部件、電源系統(tǒng)等高價(jià)值量環(huán)節(jié)，有望深度受益于產(chǎn)業(yè)資 本開支提速。以 ITER 計(jì)劃為例，磁體系統(tǒng)、真空室及其內(nèi)部組件、電源系統(tǒng)三 大核心環(huán)節(jié)，成本占比分別為 28%、25%、15%。其中，磁體系統(tǒng)是整個(gè)磁約 束聚變裝置的核心，聚變功率與場強(qiáng)的四次方成正比，高溫超導(dǎo)材料憑借性能優(yōu) 勢有望在磁體系統(tǒng)中獲得廣泛運(yùn)用，此外，仿星器路線對于磁體系統(tǒng)的要求具有 上升趨勢；真空室及內(nèi)部件是托卡馬克裝置的首道安全屏障，高密度焊縫與緊湊 結(jié)構(gòu)并存的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)給真空室設(shè)計(jì)制造帶來巨大挑戰(zhàn)，而器壁設(shè)計(jì)直接影響托卡 馬克裝置的壽命；電源系統(tǒng)不僅在托卡馬克中具備高價(jià)值量，在 FRC、Z 箍縮等 路徑中由于裝置設(shè)計(jì)差異，價(jià)值量占比進(jìn)一步提升。