可控核聚变行业深度报告:未来理想终极能源 “政策-产业-资本”有望共振
可控核聚变:未来理想终极能源,多种装置路线并行1、核聚变指的是两个较轻的原子核结合成一个较重的核,同时释放巨大能量的核反应形式;一般用反应截面来描述核聚变反应发生的难易程度,氘氚(D-T)反应是最容易实现的核聚变反应。
2、可控核聚变是指在人工控制条件下,通过持续、稳定的核聚变反应释放能量的技术,具有资源丰富、清洁绿色、安全高效等优点,是人类未来理想终极能源。
3、实现聚变的三种途径:磁约束、惯性约束和引力约束。磁约束聚变目前是各国研究的重点方向,而托卡马克装置是目前最有前景的磁约束核聚变装置。
聚变研究的两个关键参数:聚变三乘积、Q 值1、聚变三乘积指的是密度、温度、能量约束时间的三乘积,是劳逊判据的重要形式。劳逊判据(Lawson criterion)用于衡量核聚变反应的能量产出率与能量损耗率之间的关系。
2、聚变增益因子Q 是直接衡量聚变反应堆品质的参量,其定义为聚变反应产生的聚变能量输出值与外部能量输入值之比。
当Q=1 时,输出能量与输入能量达到平衡。但一般来说大多数聚变反应会释放一部分无法在等离子体中被捕获的能量,因此需要更高Q 值才可能在不需要外部加热的条件下实现自我维持,达到真正的点火条件。
产业接近临界:当前已进入工程可行性验证阶段,等待核聚变ChatGPT 时刻1、90 年代实现核聚变能科学可行性已得到验证,目前处于工程验证阶段,对于托卡马克装置,若工程Q 值>1,则有望实现能量净增益;若工程Q 值>30,则商业化有望开启。
2、国内外催化不断,“政策、产业、资本”形成共振。1)国内:3 月28 日 “环流三号”实现双亿度;4 月1 日上海未来产业基金拟入股聚变能源公司;2)海外:
2024 年底OpenAI CEO 透露其投资的初创企业Helion 将很快演示净能量增益核聚变,均标志着产业临界点即将到来,有望带动可控核聚变产业大爆发。
空间测算:2031-2035 年全球核聚变设备新增规模有望达万亿,2023-2035 年CAGR 约23%
中期:实验装置、工程堆招标在即,国内设备市场空间超千亿。目前国内规划在建核聚变项目众多,并给出清晰时间规划,规模多在百亿人民币级别以上:BEST、CFEDR、星火一号聚变-裂变混合堆、Z—FFR 等。
全球核聚变设备市场空间测算:2031-2035 年全球核聚变设备市场新增规模有望达万亿,2023-2035 年设备市场年均规模CAGR 约23%。投资建议:全球可控核聚变产业加速,聚焦设备供应商看好中游设备:联创光电(高温超导磁体)、国光电气(偏滤器、第一壁、泵阀等)、安泰科技(偏滤器)、合锻智能(真空室);上游材料:西部超导、永鼎股份、精达股份等。
风险提示
技术可行性验证不及预期,资金投入及政策支持不及预期,宏观环境超预期恶化。