1、什么是可控核聚变?
可控核聚变是一种技术。这种技术通过人为进行控制。它让氘、氚等轻元素的原子核在极端高温高压的条件下发生融合反应。融合反应会释放出巨大的能量。其原理是模拟太阳内部的核聚变过程。利用磁场或惯性约束来形成高温等离子体环境。使氘氚核能够克服库仑斥力。进而结合成氦核。并释放出中子和能量。可控核聚变与核裂变相比具有诸多核心优势。其一,其燃料储量丰富,每升海水含 30 毫克氘;其二,能量密度高,1 克氘氚燃料相当于 8 吨石油;其三,实现了零碳排放;其四,无长周期放射性废料。正因如此,可控核聚变被视为解决能源危机和气候问题的终极方案。可控核聚变是能够持续进行的核聚变反应,而核聚变是轻原子核结合成较重原子核并放出巨大能量的过程。聚变原材料资源相对丰富。所以,可控核聚变一直被认为是人类解决能源问题的重要出路,并且被视为“终极能源”。
2023 年 12 月 29 日,有 25 家央企参与其中,还有科研院所以及高校等一同组成了可控核聚变创新联合体,并且该联合体正式宣布成立。
2、板块为什么大爆发?
市场人士表示,主要有四大驱动逻辑。一是行业的政策信号持续变得明确;二是行业存在强烈的认知差异和预期差异,市场普遍觉得行业的落地时间较为遥远,然而实际上已经有大额的零部件订单逐步开始落实;三是核聚变属于 AI 的衍生概念,后续在美股等方面的外部催化作用将会非常显著;四是核聚变行业与第三代核电以及军工材料公司有较高的业务重叠部分,核电及军工材料行业的业绩增长速度是明确的,估值也较为合理,未来该行业的公司有望迎来业绩和估值的共同提升。
3、可控核聚变行业2025年发展展望
2025 年会成为全球可控核聚变技术从实验验证向工程化应用转变的重要节点。在技术方面,我国的“中国环流三号”装置能够在 150 万安培等离子体电流下达成高约束模式运行,全超导托卡马克 EAST 装置突破了 1 亿摄氏度等离子体持续放电超过千秒;美国的 NIF 装置借助激光惯性约束达到了能量净增益。这些进展表明,磁约束这条技术路径取得了实质性突破,同时惯性约束这条技术路径也取得了实质性突破,并且这些突破为工程堆设计提供了关键参数支撑。
在商业化进程方面,全球资本正加快涌入。2023 年,该行业的融资超过 62 亿美元。我国的星环聚能、能量奇点等企业已经完成了多轮融资。在政策方面,国务院国资委将可控核聚变列为未来产业的核心方向。上海、四川等地出台了专项规划,以推动聚变能源中心的建设。预计在 2025 年到 2026 年期间将会迎来装置建设的高峰。国内的企业所规划的紧凑型托卡马克项目进入了密集的安装阶段。单台装置的投资成本已经从原本的百亿级别下降到了 1.5 亿元左右。这使得商业化的门槛得到了显著的降低。
4、可控核聚变相关概念产业链个股?
产业链机遇集中在核心材料和装置环节:
高温超导材料钇钡铜氧(YBCO)带材是强磁场托卡马克的重要核心部分。它能够将磁场强度提升至 20 特斯拉以上。在这方面,相关企业如永鼎股份(其国内市占率超过 30%)以及西部超导(作为低温超导领域的龙头企业)已经能够实现批量供货。
第一壁与偏滤器方面,对直接承受等离子体辐射的钨基复合材料的需求迅速增长。安泰科技为 ITER 提供了数万件钨铜部件,而国光电气研发出了能够抗中子辐照的 CLF-1 钢。
联创光电自主研制的 D 型高温超导磁体完成了 20K 低温测试。联创光电中标了中核集团的超导线圈项目。合锻智能承接了 BEST 装置真空室的制造任务。该制造订单的金额达到 2 亿元。
核心概念股及产业链布局:
公司名称
主营业务
技术突破/订单进展
联创光电
高温超导磁体
中标中核超导线圈项目,D型磁体通过测试
安泰科技
钨铜偏滤器、第一壁
供应ITER数万件部件,涉钨产品全覆盖
永鼎股份
高温超导带材
YBCO带材年产千米级,国产替代主力
国光电气
偏滤器、真空腔体
CLAM钢通过聚变堆验证,供货中科院项目
合锻智能
真空室扇区制造
获2亿元BEST装置订单,2025年底交付
应流股份
核级泵阀、结构材料
供应ITER超导导管,股价年内涨幅超58%
同时,需要对技术路线的迭代风险保持警惕,比如仿星器技术如果取得突破,就有可能会分流托卡马克的市场份额。
证券名称
简介
安泰科技
2024 年 1 月 26 日的安泰科技投资者关系管理信息表明,公司的控股子公司安泰中科专注于深耕可控核聚变领域。它主要生产偏滤器全钨复合部件以及第一壁组件等产品。这些产品的作用是保护核聚变装置,使其免受核聚变反应过程中所产生的高能中子冲击的影响。目前,公司的产品已经成功地应用于我国的“人造太阳”EAST 大科学工程装置以及国际热核聚变实验堆ITER 项目。
海陆重工
2024 年 1 月 5 日的投资者关系管理信息表明,公司在民用核能领域拥有丰富的制造和管理经验。公司完成了多个项目的国际首件(台)制造任务,也完成了多个项目的国内首件(台)制造任务。设备供应的堆型涵盖二代+堆型,还包括三代堆型,如华龙一号、国和一号、AP1000、VVER、EPR 等,以及四代堆型,像高温气冷堆、钠冷快堆、钍基熔盐堆等,还有热核聚变堆 ITER 等国内外主要核电机型。
金杯电工
2023 年半年报表明,在超导线缆绝缘的研发制造领域处于国内领先地位,并且拥有众多自主知识产权。其产品在多个领域得到广泛应用,包括医疗诊断与治疗装备领域、大科学工程装备领域、单晶硅拉晶超导感应炉领域、超导磁悬浮车领域以及磁控核聚变装置领域。
东方精工
2021 年年报表明,公司采取直接参股的方式,对贵州航天新力科技有限公司进行了投资。航天新力承担了国际热核聚变实验堆(ITER)这一全球规模最大国际科研合作项目之一的重要设备制造,包括磁体支撑、屏蔽包层等。同时,它还承担着我国大部分核电站核 I 级机械设备构件的研制和生产任务。它深度参与了我国核电建设国产化进程,并且已经完成了数十种核能装备用合金材料和关键部件的研发与国产化。
雪人股份
2023 年 8 月 23 日至 2023 年 8 月 24 日的投资者关系活动记录表表明,公司已经给中科院合肥物质研究所以及理化所等多所研究院提供了氦气螺杆压缩机。这些氦气螺杆压缩机分别被应用于全超导托克马克核聚变实验装置以及航天试验等大科学工程的应用领域。
辰光医疗
招股说明书表明,公司的产品没有液氦回旋管超导磁体。这种超导磁体能够产生微波和毫米波波段的高功率、高频率的真空。该真空被广泛应用于受控核聚变中的 ECHR 和 ECCD 领域,以及雷达和医学等领域。
永鼎股份
2022 年年报表明,在 2022 年期间,公司的二代高温超导带材于磁感应加热设备里实现了产业化供货。随着超导产品的应用不断加深,这将会进一步推动可控核聚变堆以及磁感应加热的商业化进程。
旭光电子
2022 年年报表明,公司已成功研制出 500KW 大功率管,且已实现批量销售,用户对其使用反馈良好,此管成为发射管板块的新增长点。公司承接了中国国际核聚变能源计划执行中心立项的“长脉冲高功率四极管方案设计及关键工艺研究和整管制备”课题,该课题的工作频率为 50 - 150MHz,射频输出功率为 1.5MW,参数处于世界先进水平。其中,DB967 正在进行样管试制,预计 2023 年交付给用户进行测试;DB968 已完成样管试制并实现了销售,这推动了公司在可控核聚变能源利用领域的布局持续深入。
联创光电
2023 年 12 月 22 日的投资者关系活动记录表表明,公司从联创超导那里得知,此次联创超导参与到可控核聚变项目的建设中华龙钢结构,主要是以该项目主机装置建设里高温超导磁体系统以及低温制冷系统的供应商身份参与的。
精达股份
2023 年年报表明,公司投资的上海超导的高温超导带材产品,在以全球核聚变为代表的高场磁体应用方面正处于加速发展阶段。可控核聚变领域的下游客户群体涵盖了全球范围内的多家核心且领先的核聚变研究群体以及商业核聚变开发公司。超导电缆在实践应用中已获得运行验证,其长期运行情况良好。
东方电气
2023 年度向特定对象发行 A 股股票募集说明书(申报稿)表明,东方重机的主要业务包括:从事二代加、三代(包含“华龙一号”、AP1000、EPR、CAP1400)、四代(如高温气冷堆、快堆)以及海洋核动力平台等模块小堆的相关工作;进行国际热核聚变堆等堆型核电和核动力主设备的研制;开展核产业链相关设备的研制及服务;同时还负责钢结构(例如塔筒)、高端石化设备、LNG 储罐等设备的研制。
白银有色
2022 年半年报有所显示。其为国际热核聚变实验堆提供了超导电缆产品,一共 40 根华龙钢结构,总计 30 公里长。同时,也为中国聚变实验堆工程项目提供了 40 根共计 30 公里长的超导电缆产品。
国机重装
2024 年 2 月 20 日回复表明,公司主要参与了一项项目,即聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)TF 线圈盒的制造技术研究及应用项目。
中国核建
2023 年度环境、社会和公司治理(ESG)报告表明,与 IAEA 的合作与交流在持续深化,举办了与法国电力集团工程建设交流的专场活动,并且达成了多项合作意向,还参加了法国世界核工展,向世界展示了卓越的核电交付能力。中核二三在国际热核聚变 ITER 项目中发挥着极为重要的作用,持续提升了中国核建在国际热核聚变大科学工程方面的影响力。
上海电气
全面覆盖了国内主要的核电主流技术路线。
合锻智能
2023 年半年度业绩说明会纪要表明,公司有相关布局。公司承接了核聚变真空室构件的研制工作,并且计划在明年完成交付。
弘讯科技
2023 年半年度报表明,公司的产品【特殊专案高精度电源系统】被应用于核聚变领域的电力系统,像人造太阳的粒子加速器;同时也应用于癌症治疗的科学研究和医学领域,尤其是强子疗法。
立航科技
2024 年 1 月 5 日进行回复。公司参与了核聚变激光点火装置神光 III 主机装置项目。公司是该项目片状放大器组件的设计制造单位之一。
西部超导
2023 年 12 月 8 日的投资者关系活动记录表表明,公司超导线材产品的应用涵盖了磁控单晶炉、MRI、质子重离子治疗仪以及核聚变等领域。并且,公司的中长期产能将会依据市场需求来进行论证和建设。
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