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1、 1|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 行業深度研究行業深度研究|國防軍工國防軍工 可控核聚變“人造太陽”未來可期 行業深度研究報告 核心結論核心結論 行業評級行業評級 超配超配 前次評級 超配 評級變動 維持 近一年近一年行業行業走勢走勢 相對表現相對表現 1 個月個月 3 個月個月 12 個月個月 國防軍工-0.80-3.98-20.14 滬深 300-4.20-2.14-9.42 分析師分析師 楊雨南楊雨南 S0800523050002 18518390495 相關研究相關研究 國防軍工:至暗將盡,晨曦微明從混沌到結 構 國 防 軍 工 2024 年 度 策 略 報 告 202
2、3-10-31 國防軍工:干將發硎,有作其芒:航發產業鏈23 年 H1 數據分析航發產業鏈 2023 年中報數據分析 2023-10-20 國防軍工:航發產業鏈 22 年數據分析航空發動機行業深度報告 2023-07-17 【核心結論】【核心結論】可控核聚變應用場景多樣化,涵蓋發電、醫療等市場,目前最主要的目標場景為發電??煽睾司圩儼l電的安全性、環保性、能量密度和成本相比其他發電方式具有優勢。國家政策發力,中央核心文件彰顯堅定發展核聚變的決心,在整個核電領域,我國技術儲備豐富,其中,聚變裂變混合堆技術處于全球領先水平,核聚變市場空間巨大,產業鏈投資機會豐富?!局饕壿嫛俊局饕壿嫛亢司圩兿嚓P技
3、術核聚變相關技術當下當下在快速發展在快速發展階段,階段,磁約束是主要的發生方磁約束是主要的發生方式式。核聚變是兩個輕原子核結合成一個較重原子核并釋放出巨大能量的過程,可控核聚變常見三種約束方式分別為引力、磁、慣性約束,其中磁約束利用強磁場來約束粒子,是國內目前側重的核聚變方式。在整個核電領域,我國技術儲備豐富,其中聚變裂變混合堆技術處于全球領先水平,其主要優勢包括更高的能量效率、燃料增殖能力、減少放射性廢物和更高的安全性。核聚變最核心的應用場景為發電,對我國資源發展具有重要意義。核聚變最核心的應用場景為發電,對我國資源發展具有重要意義。核聚變應用場景多樣化,涵蓋發電、醫療等市場,目前最主要的目
4、標場景為發電??煽睾司圩儼l電的安全性、環保性、能量密度和成本相比其他發電方式具有優勢。從國內能源需求來看,可控核聚變發電對中國能源發展意義重大,根據國家統計局數據顯示,自 2016 年以來,中國的能源消費量年復合增長率為3.8%。核聚變發電將為中國的經濟和社會發展提供強有力的保障,有助于實現碳達峰和碳中和目標,推動可持續發展進程。政策發力,政策發力,中央核心文件彰顯堅定發展核聚變中央核心文件彰顯堅定發展核聚變的決心的決心。自 21 年以來,中央發布了兩份核心文件以強調發展可控核聚變技術,中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見以及“十四五”現代能源體系規劃分別從環
5、境保護與現代能源發展的角度闡述了該技術的重要性與國家發展的決心。除這兩份關鍵文件之外,國家還實施了一系列政策助力可控核聚變發展。核聚變市場空間巨大,產業鏈投資機會豐富。核聚變市場空間巨大,產業鏈投資機會豐富。根據 Coherent Market Insights和 SkyQuestt 的測算,預計 24 年全球核聚變市場規模將達到約 3312.6 億美元,并預計到 31 年達到 4915.5 億美元。核聚變產業鏈上游集中在設備原材料與核反應原料;中游涉及聚變技術的研發、裝備制造以及相關軟件開發;下游主要集中在核電站的建設和運營。因核聚變對研發要求較高,行業護城河較寬,推薦已具備研發基礎的公司:
6、西部超導(688122.SH);建議關注:聯創光電(600363.SH)、安泰科技(000969.SZ)、國光電氣(688776.SH)、永鼎股份(600105.SH)、精達股份(600577.SH)。風險提示:風險提示:研發進度不及預期,新興技術迭代的風險,融資進度不及預期,行業需求減弱,社會發展阻力等不確定因素。-36%-30%-24%-18%-12%-6%0%2023-062023-102024-02國防軍工滬深300證券研究報告證券研究報告 2024 年 06 月 29 日 行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 2|請務必仔細閱讀報告尾部的投
7、資評級說明和聲明 索引 內容目錄 一、可控核聚變“人造太陽”未來的能源之王.4 1.1 可控核聚變原理及實現方式.4 1.2 核聚變發電具有多重優勢,核聚變電站將是未來能源發展的關鍵.9 1.3 中國的前瞻性布局-聚變裂變混合堆.13 二、政策利好核聚變發展,靜待行業春風.14 三、中國核聚變產業鏈布局完善,市場規??焖僭鲩L.17 3.1 全球核聚變產業布局.17 3.2 我國核聚變產業布局.18 3.3 市場規模概況.23 四、投資建議.24 4.1 建議關注:聯創光電(600363.SH).24 4.2 建議關注:安泰科技(000969.SZ).25 4.3 推薦:西部超導(688122.
8、SH).25 4.4 建議關注:國光電氣(688776.SH).26 4.5 建議關注:永鼎股份(600105.SH).27 4.6 建議關注:精達股份(600577.SH).27 五、風險提示.28 圖表目錄 圖 1:核聚變原理展示.4 圖 2:影響勞森判據的三大因素.5 圖 3:可控核聚變的三種技術實現方式.6 圖 4:中國激光慣性約束演示圖.7 圖 5:托卡馬克裝置示意圖.8 圖 6:粒子加速器中的超導磁體技術.8 圖 7:托卡馬克(a)和仿星器(b)示意圖.9 圖 8:2023 年核聚變公司目標市場(注:單位為公司數量-個).9 圖 9:全球不同能源發電量占比歷史發展(1985-202
9、3)(單位:%).11 圖 10:全球不同能源發電量歷史發展結構圖(1985-2023)(單位:太瓦時).11 圖 11:2023 年我國發電結構.12 圖 12:核聚變電站主要結構、工藝和代表公司.12 圖 13:裂變聚變混合堆示意圖.14 圖 14:國家層面系列政策.15 PByUoPqNmPsOnPpQyQmPtOtPsQbR9R9PnPqQpNnRkPoOqPkPnNoP7NmNrQuOqRrMNZtRrQ 行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 3|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 圖 15:安徽省相關政策發布時間線.16 圖 16
10、:四川省相關政策發布時間線.16 圖 17:上海市相關政策發布時間線.17 圖 18:中國參與 ITER 重要零部件生產的占比.19 圖 19:可控核聚變產業鏈.20 圖 20:我國核聚變發展路徑規劃.21 圖 21:聯創光電營業收入(百萬元,%).24 圖 22:聯創光電 2023 年主營業務占比(百萬元,%).24 圖 23:安泰科技營業收入(百萬元,%).25 圖 24:安泰科技主營業務占比(百萬元,%).25 圖 25:西部超導營業收入(百萬元,%).26 圖 26:西部超導主營業務占比(百萬元,%).26 圖 27:國光電氣營業收入(百萬元,%).26 圖 28:國光電氣主營業務占比
11、(百萬元,%).26 圖 29:永鼎股份營業收入(百萬元,%).27 圖 30:永鼎股份主營業務占比(百萬元,%).27 圖 31:精達股份營業收入(百萬元,%).27 圖 32:精達股份主營業務占比(百萬元,%).27 表 1:核聚變能量脈沖持續時間和 Q 值歷史發展和未來展望.6 表 2:核聚變發電優勢.10 表 3:國外核聚變重要試驗裝置.18 表 4:我國核聚變各科研院及對應研究方向.22 表 5:我國目前已建核聚變裝置及大事件.23 表 6:我國目前在建核聚變裝置.23 行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 4|請務必仔細閱讀報告尾部的投資
12、評級說明和聲明 一、一、可控核聚變可控核聚變“人造太陽”未來的能源之王“人造太陽”未來的能源之王 1.1 可控核聚變原理及實現方式可控核聚變原理及實現方式 核聚變是兩個輕原子核結合成一個較重的原子核并釋放出巨大能量的過程。核聚變是兩個輕原子核結合成一個較重的原子核并釋放出巨大能量的過程。核聚變反應發生在一種等離子體的物質狀態中,等離子體是一種由正離子和自由移動的電子組成的高溫帶電氣體,具有不同于固體、液體和氣體的獨特性質??煽睾司圩冎傅氖窃谌藶榭刂葡聦崿F核聚變反應,從而安全、有效地利用其釋放的巨大能量,可控核聚變原理等價于太陽等恒星的能量產生方式。其原理具體為輕原子核(如氫的同位素氘和氚)在高
13、溫高壓下結合形成較重的原子核(如氦),并釋放出大量能量的過程。這個過程模仿了太陽和其他恒星的能量產生方式,其中,D 代表氘,T 代表氚,He 代表氦,n 代表中子,其反應方程為:D D +T T HeHe +n n +能量能量 可控核聚變的燃可控核聚變的燃料一般是氫的同位素料一般是氫的同位素,主要為主要為氘(氘(D D)和氚()和氚(T T)。其中,氘是氫的同位素,具有一個質子和一個中子,它在自然界中較為豐富,通常從海水中提??;氚是氫的另一種同位素,同樣具有一個質子和兩個中子,但氚在自然界中相對稀少,需要通過中子與鋰反應來生產。圖 1:核聚變原理展示 資料來源:國際原子能機構,西部證券研發中心
14、 勞森判據是判斷核聚變反應是否能夠自持并產生凈能量的勞森判據是判斷核聚變反應是否能夠自持并產生凈能量的重要重要條件之一條件之一。其影響因素包括三個:溫度、密度、能量約束時間,勞森判據的密度溫度時間表達式如下:12 其中,n 是等離子體的粒子密度(個/立方米),是等離子體的能量約束時間(秒),是玻爾茲曼常數,T 是等離子體的溫度(開爾文),是反應截面和相對速度的乘積的 行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 5|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 平均值,通常與溫度有關。等式的左邊表示在特定條件等離子體能量的累積效果;等式右邊則表示實現凈能量輸出
15、所需的最低累積能量條件。根據表達式可知,溫度越高,核聚變反應速率越快,但能量損失也相對增加。對密度而言,高密度等離子體增加了核聚變反應的概率,但也增加了技術實現的難度。就能量約束時間而言,長時間維持高溫等離子體是實現聚變的關鍵。只有滿足該不等式,核聚變才能夠維持相對穩定并產生凈能量。在核聚變研究中,在核聚變研究中,Q 值(值(Q-Value)也也是衡量核聚變反應效率是衡量核聚變反應效率以及以及可行性的重要參數??尚行缘闹匾獏?。Q值表示反應生成的核聚變能量與維持反應所需輸入能量的比值。Q 值的表達式為:=其中,表示由聚變反應產生的功率。表示維持等離子體和核聚變條件所需的輸入功率。Q 值越高,反
16、應越有效率。Q1 表示反應輸出能量多于輸入能量。ITER 的目標是實現Q 值至少為 10,這意味著用 50 兆瓦的普通輸入能量便可產生 500 兆瓦的核聚變能量 圖 2:影響勞森判據的三大因素 資料來源:中國科學院,西部證券研發中心 全球核聚變正處于快速發展階段。全球核聚變正處于快速發展階段。根據 Wikipedia 和 EURO fusion 數據表明,核聚變研究在過去幾十年中取得了顯著進步,尤其是在脈沖持續時間方面。從最初的幾秒到如今的數分鐘,再到未來預計的數千秒,每一步進展都標志著技術的飛躍和控制能力的提升。1980年代的歐洲聯合環形加速器(JET)僅能維持幾秒鐘的脈沖,而到 2017
17、年,中國的實驗先進超導托卡馬克(EAST)已實現了 101 秒的持續時間,2021 年更是突破至 1056 秒。與此同時,韓國的 KSTAR 在 2020 年和 2022 年也分別達到了 30 秒和 100 秒的高溫等離子體維持時間。2021 年,美國國家點火裝置實現了一次歷史性突破,在一次實驗中釋放的能量達到了點火條件的 70%,這是向可控核聚變邁進的重要里程碑。這些進展不僅展示了各國在核聚變研究中的競爭與合作,也表明了全球在這一領域的快速發展。展望未來,國際熱核實驗反應堆(ITER)計劃在 2025 年實現 400 秒的脈沖持續時間,并在 2035 年前達到 3000秒的目標。這樣的發展速
18、度反映了核聚變能量在逐步接近可行的商業化應用,為實現可持續的清潔能源提供了堅實的基礎。行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 6|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 表 1:核聚變能量脈沖持續時間和 Q 值歷史發展和未來展望 時間時間 裝置名稱裝置名稱 實現時間實現時間 Q 值值 1980s 歐洲聯合環形加速器(JET)幾秒 0.67 1990s 托卡馬克聚變試驗反應堆(TFTR)約 1 秒 0.3 2000s 歐洲聯合環形加速器(JET)5 秒 0.67 2017 中國實驗先進超導托卡馬克(EAST)101 秒 1 2020 韓國超導托卡馬克
19、先進研究(KSTAR)30 秒 1 2021 中國實驗先進超導托卡馬克(EAST)1056 秒 1 2022 韓國超導托卡馬克先進研究(KSTAR)100 秒 1 2025 ITER 預計 400 秒 10 2035 年前 ITER 預計 3000 秒 5 資料來源:Wikipedia,西部證券研發中心 可控核聚變常見的三種實現方式分別為可控核聚變常見的三種實現方式分別為引力約束引力約束、磁約束磁約束和和慣性約束慣性約束。磁約束通過強磁場將高溫等離子體限制在特定區域,常見裝置有托卡馬克和仿星器;慣性約束利用強激光或粒子束在極短時間內壓縮燃料小球,使其發生聚變反應;引力約束則主要在天體如恒星內部
20、,通過強大引力實現聚變反應,但在地球上無法實現這種方式。因此,可控核聚變目前人工的方式主要為磁約束和慣性約束。圖 3:可控核聚變的三種技術實現方式 資料來源:維基百科,西部證券研發中心 行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 7|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 引力約束引力約束主要在恒星內部自然發生主要在恒星內部自然發生,人工基本無法完成,人工基本無法完成。在恒星內部,引力將大量的氫原子壓縮在一起,使得核心區域的溫度和壓力達到極高水平,足以引發核聚變反應。例如,在太陽的核心溫度高達 1500 萬,其巨大的質量(約為地球質量的 33 萬倍)產
21、生強大的引力,使得外層的氫不斷向中心擠壓,形成極高的密度。在這種高溫高壓環境下,氫原子核被剝離電子形成裸核,并且由于太陽具有足夠長的能量約束時間,核聚變反應能夠持續進行。慣性約束是一種利用粒子的慣性來實現核聚變的方法。慣性約束是一種利用粒子的慣性來實現核聚變的方法。通過多束激光或粒子束從各個方向同時照射一個微小的聚變燃料丸(通常是氘和氚的混合物),在瞬間注入大量能量,使其達到極高的溫度和壓力。這種極高的壓力使燃料的密度在極短時間內達到極限,產生劇烈的壓縮。由于粒子的慣性,它們會在極短時間內繼續被壓縮,為核聚變反應提供條件。該方法通過控制多次瞬間的不可控小規模核聚變反應來實現總體的核聚變能量輸出
22、。其技術難點在于需要在點火瞬間迅速達到高溫,并且燃料丸必須具有足夠的密度來維持足夠長的反應時間。代表實驗裝置有國家點火裝置(NIF)、歐洲的 HiPER 項目、我國的神光計劃等。慣性約束的優點在于發生設備可以做到小型化,且開、關火控制性能也較好,適合未來用在飛行器等領域,但其缺點是需要激光點火,對能量要求較高。圖 4:中國激光慣性約束演示圖 資料來源:北京大學官網,西部證券研發中心 磁約束核聚變磁約束核聚變利用強磁場來約束粒子利用強磁場來約束粒子,是國內目前側重研發的核聚變方式是國內目前側重研發的核聚變方式。磁約束聚變原理為利用磁場對帶電粒子產生的洛倫茲力,即等離子體中的離子和電子所產生的力,
23、來限制它們的運動,使等離子體保持在高溫、高密度的狀態,足以發生核聚變反應。主要裝置包括托卡馬克和仿星器:托卡馬克通過環形磁場和等離子體內部電流共同維持穩定性,而仿星器則利用復雜的三維磁場結構自然穩定等離子體,這些裝置需要高強度的磁場和有效的加熱方法來實現核聚變反應,并且需要精密的診斷技術來監測等離子體的狀態。磁約束設備相對較大,但其勝在反應的持續性好,相對于慣性約束核聚變不需要反復點火,目前國內更側重于磁約束核聚變發展。磁約束聚變已有較長的研究歷史磁約束聚變已有較長的研究歷史。托卡馬克在 20 世紀 50 年代由蘇聯科學家發明,經過幾十年的發展,已經形成了比較成熟的技術體系。同時,磁約束聚變裝
24、置能夠維持較長時間的等離子體穩定性。例如,托卡馬克裝置通過強大的磁場將等離子體長時間維持在極高溫度下,這對于實現持續穩定的核聚變反應至關重要。相比之下,慣性約束聚變需要在極短時間內(納秒級)同時施加大量能量,這使得控制和維持反應變得更加困難。磁約束聚變 行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 8|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 實驗通常使用較大型的裝置,能夠進行多次實驗和優化,而慣性約束聚變依賴于精密的激光或其他能量驅動裝置,如美國的國家點火裝置(NIF)。這些設備的復雜性和成本使得大規模、長期的研究較為困難。托卡馬克是重要的磁約束托卡馬克
25、是重要的磁約束核聚變核聚變實現實現裝置裝置。托卡馬克裝置由一個環形真空室和多組磁體組成,周圍分布著環向場線圈、中心螺管線圈(用于歐姆加熱)和極向場線圈等磁體。通過在這些磁體中通入電流,產生磁場來激發和控制等離子體,使其在高溫下運行并維持穩定。在托卡馬克的愿景中,核心目標是將氘氚聚變材料加熱到點火值或更高溫度,并在受控制條件下維持盡可能長的反應時間,以持續產生聚變能量。即使采用了導電性良好的銅作為線圈材料,電流巨大仍然導致線圈發熱問題,這限制了磁約束核聚變的長期穩定運行。然而,超導體具有零電阻效應,且能夠承受更高密度的電流,有利于構建更緊湊、更高場強的聚變裝置,從而極大地延長了等離子體的約束時間
26、,有效改善了長脈沖穩定運行。因此,借助高溫超導材料,實現強磁場小型化的托卡馬克技術路徑有望大幅降低聚變裝置的成本,同時縮短建設周期至 3 到 4 年,大幅壓縮技術迭代周期,使得聚變發電初步具備商業化潛力。圖 5:托卡馬克裝置示意圖 圖 6:粒子加速器中的超導磁體技術 資料來源:澎拜網,Science Photo Library,西部證券研發中心 資料來源:CERN,中國核技術網,西部證券研發中心 仿星器仿星器在理論上比托卡馬克運行更加穩定,但在理論上比托卡馬克運行更加穩定,但其其成本高成本高、工藝工藝難度大。難度大。仿星器是一種更為復雜的磁約束裝置,與托卡馬克相比,它不需要等離子體中的電流來維
27、持磁場,而是完全依靠外部磁線圈來產生復雜的三維磁場結構。這種設計可以減少由等離子體電流引起的不穩定性,但其結構和制造工藝更加復雜。文德爾施泰因 7-X 是目前世界上最大的仿星器,運行時間上可以達到 30 分鐘以上的連續放電能力。其設計目的是驗證仿星器在長時間連續運行中的穩定性和效率,其采用復雜的三維磁場結構,可以有效約束高溫等離子體,減少能量損失和不穩定現象。行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 9|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 圖 7:托卡馬克(a)和仿星器(b)示意圖 資料來源:經濟學人,西部證券研發中心 1.2 核聚變發電具有多重
28、優勢,核聚變電站將是未來能源發展的核聚變發電具有多重優勢,核聚變電站將是未來能源發展的關鍵關鍵 核聚變應用場景多樣化,涵蓋發電、醫療等市場,目前最主要的目標場景為發電。核聚變應用場景多樣化,涵蓋發電、醫療等市場,目前最主要的目標場景為發電。根據全球核聚變工業協會調查顯示(FIA),全球核聚變公司的目標市場中,發電為核聚變的主要應用市場。FIA 調研多家公司,被調研公司可選擇多個下游市場,發電行業被 33 家公司選擇為重要的目標市場。除發電外,核聚變的應用場景多樣,核聚變的其它應用包括:航天和航海領域核聚變有潛力用于開發高效的太空推進系統和海洋推進系統,使深空探測和長途航行成為可能;醫療領域核聚
29、變反應產生的中子可以用于醫學成像和癌癥治療中的放射性同位素生產,提高診斷和治療效果,根據 FIA 報告顯示,目前已經有公司將核聚變應用到醫學中。圖 8:2023 年核聚變公司目標市場(注:單位為公司數量-個)資料來源:FIA,西部證券研發中心 可控核聚變可控核聚變發電發電的安全性、環保性和能量密度的安全性、環保性和能量密度相比其相比其他他發電方式發電方式具有優勢具有優勢,是人類未來能,是人類未來能源發展的源發展的重要重要方向方向。能源是現代社會賴以存在和發展的物質基礎,然而目前的多種能源形式都存在局限。煤、石油、天然氣等化石能源不僅不可再生,而且在使用過程中會產生大發電空間動力海洋動力醫學新能
30、源獨立電源系統氫/清潔燃料工業加熱數量33535961105101520253035 行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 10|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 量污染;太陽能、地熱、風能和潮汐能等清潔能源則只能在特定區域開發利用;頁巖氣和可燃冰等新型能源也面臨枯竭的風險。根據中國能源網,在這種供需背景下,可控核聚變被視為未來能源的核心方向,被認為有望提供幾乎無限的清潔能源。一旦實現商業規模的核聚變發電,將有助解決人類面臨的能源短缺問題,為應對氣候變化、保護環境以及解決貧困與發展問題提供源源不斷的動力,從而改變人類的未來。表 2:核聚變發
31、電優勢 核聚變發電核心優勢核聚變發電核心優勢 具體說明具體說明 燃料儲量豐富 核聚變使用的燃料(如氘和氚)來源廣泛,氘可以從海水中提取,1 公升海水里提取出的氘,在完全的聚變反應中可釋放相當于燃燒 300 公升汽油的能量。而氚可以通過鋰反應生成,地球上儲量非常豐富,能夠滿足人類長期的能源需求。環境友好 發電過程中幾乎不產生溫室氣體和有害廢物,產生的放射性廢物較少且半衰期較短,對環境影響遠小于核裂變反應堆。同時,單位 kwh 下各類發電量對應等效 CO2排放量的順序分別為煤電氣電光伏水電風電核電 安全性高 核聚變反應需要極高的溫度和壓力條件,一旦出現故障,反應會迅速停止,不會像核裂變反應堆那樣發
32、生鏈式反應,降低了發生重大事故的風險。高能量密度 核聚變釋放的能量密度遠高于化石燃料和核裂變反應,1t 氘氚聚變反應釋放的能量,相當于 5.7t 裂變燃料或 700 萬 t原油燃燒釋放的能量。地球上蘊藏的核聚變能約為全部可進行核裂變元素釋出能量的 1000 萬倍。減少資源掠奪和競爭 由于核聚變燃料的廣泛可得性,不依賴特定地域的礦產資源,有助于減少國際間對能源資源的爭奪和沖突,促進全球能源安全和穩定。資料來源:中國科學院等離子體物理研究所,西部證券研發中心 從成本端來看,可控核聚變單位發電成本從成本端來看,可控核聚變單位發電成本或或低于其他清潔能源低于其他清潔能源。根據美國核裂變發電公司Heli
33、on Energy 預估,其提供的發電成本將降低到每千瓦時 1 美分,且其中未計入可能的國家補貼,而美國目前的平均發電成本為每千瓦時超過 10 美分,并且其中計入了美國政府所提供的可再生能源補貼。從國際能源需求端看,全球電能需求持續攀升,火力發電從國際能源需求端看,全球電能需求持續攀升,火力發電短期短期無法替代。無法替代。世界能源結構中,火力發電仍然占據主導地位,且其比例穩定保持在首位,根據 Electricity Mix 數據顯示,從 1985 到 2023 年,全球能源消耗持續上升,2023 年燃煤產生電量已經超過 10000 太瓦時。2023 年燃煤發電量占比依舊高達 35%,燃煤燃氣這
34、兩種主要發電方式,合計占比超過 65%,火力發電依舊是不可替代的發電方式。燃煤發電由于其高碳排放問題,在許多國家正逐步減少,以應對氣候變化和減少環境污染的需求;天然氣相比煤炭具有更高的能源效率和較低的二氧化碳排放,成為一種相對清潔的過渡能源;此外,隨著各國對可再生能源投資的增加,太陽能、風能、水力發電等清潔能源的比例也在逐年上升,推動全球能源結構向低碳化和可持續化發展。核能作為一種穩定且低碳的能源形式,也陸續在各個國家得到重視和發展。行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 11|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 圖 9:全球不同能源發電量占比
35、歷史發展(1985-2023)(單位:%)資料來源:Electricity Mix,西部證券研發中心 圖 10:全球不同能源發電量歷史發展結構圖(1985-2023)(單位:太瓦時)資料來源:Electricity Mix,西部證券研發中心 從國內能源需求來看,從國內能源需求來看,可控核聚變發電對中國可控核聚變發電對中國能源發展能源發展意義重大。意義重大。根據北京市科學技術研究院資源環境研究所,自 2016 年以來,中國的能源消費量呈現逐年上升的趨勢,年復合增長率為 3.8%,包括疫情期間也未出現顯著下降。據中華人民共和國 2023 年國民經濟和社會發展統計公報顯示,2023 年我國能源消費總
36、量達 57.2 億噸標準煤,比 2022 年增加了 5.7%。其中,煤炭消費量占能源消費總量的 55.3%,雖然比 2022 年下降了 0.7 個百分點,但依然占據主導地位。隨著環境保護和可持續發展壓力的增大,天然氣、水電、核電、風電和太陽能發電等清潔能源的消費比例已經上升至 26.4%。盡管如此,煤炭在能源結構中的高占比依舊帶來了巨大的碳排放和環境污染問題??煽睾司圩儼l電作為一種高0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%35.00%40.00%45.00%1985198819911994199720002003200620092012201520182
37、021燃煤燃氣水力太陽能風力石油核能其他清潔能源生物能0200040006000800010000120001985198819911994199720002003200620092012201520182021其他清潔能源生物能太陽能風力水力核能石油燃氣燃煤 行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 12|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 能量密度、無碳排放的清潔能源,有望徹底改變污染問題。此外,核聚變發電具備的燃料豐富、幾乎無限的清潔能源潛力,將為中國的經濟和社會發展提供強有力的保障,有助于實現碳達峰和碳中和目標,從而提升中國在全球能源格局
38、中的地位,推動可持續發展進程。圖 11:2023 年我國發電結構 資料來源:北京市科學技術研究院資源環境研究所能源簡報,西部證券研發中心 可控核聚變電站分為核島和常規島兩部分可控核聚變電站分為核島和常規島兩部分??煽睾司圩儼l生原理上文已做介紹,落實到發電站中,核島是核聚變電站的核心部分,負責將核能轉化成熱能,其工作原理是氘、氚、氦等核燃料在反應堆中通過核聚變反應產生熱量的過程。常規島則利用核聚變產生的熱量加熱一回路高壓水,一回路水通過蒸汽發生器加熱二回路水使之變為蒸汽。蒸汽通過管路進入汽輪發電機,推動汽輪發電機發電傳輸至電力傳輸網。整個反應的能量轉換過程是由核能轉換為熱能,熱能轉換為機械能,機
39、械能再轉換為電能。圖 12:核聚變電站主要結構、工藝和代表公司 資料來源:中國核電網,西部證券研發中心 核島是核電站所有設備中投入成本最大、工藝最為復雜的部分,成本占比達到核島是核電站所有設備中投入成本最大、工藝最為復雜的部分,成本占比達到 58%58%。目前6%9%5%14%66%太陽能發電風電核電水電火電 行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 13|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 最為成熟的核聚變裝置是托卡馬克裝置,主要包含:(1)高溫超導線圈,原材料為釔鋇銅氧(YBCO)、鉍鍶鈣銅氧(BSCCO)等,運用絕緣處理和冷卻系統集成工藝,
40、我國開展超導帶材相關業務的公司主要有聯創光電(高溫射頻電纜)、精達股份(電磁線,特種導體)、西部超導(MgB2、Monolith 等超導線材,CUSP、MCZ 直拉單晶硅磁體等超導磁體)、永鼎股份等。(2)偏濾器,原材料為銅合金、鎢、鈹、碳基材料等,采用熱等靜壓(HIP)和焊接工藝,我國開展偏濾器相關業務的公司主要有國光電氣、安泰科技等。(3)包層系統,包括屏蔽層、氚增殖區和第一壁,原材料為鎢和鎢基合金、鉛、鋰等等離子體材料,采用熱等靜壓(HIP)工藝,我國開展包層系統(第一壁)相關業務的公司主要有國光電氣、中核集團等。其中,國光電氣生產的偏濾器和包層系統是 ITER 項目的關鍵部位,公司制造
41、的真空高溫氦檢漏設備是全球首臺滿足 ITER 項目要求的包層部件的大型真空高溫氦檢漏設備。1.3 中國中國的的前瞻性前瞻性布局布局-聚變裂變混合堆聚變裂變混合堆 核裂變技術自核裂變技術自 20 世紀中葉以來得到廣泛應用,最初用于核武器的開發,隨后擴展到核能世紀中葉以來得到廣泛應用,最初用于核武器的開發,隨后擴展到核能發電領域。發電領域。裂變反應通過重原子核(如鈾-235 或钚-239)的分裂釋放出大量能量,同時產生中子,引發鏈式反應。當前,全球許多國家使用核裂變反應堆進行電力生產,主要類型包括輕水堆、重水堆和快中子增殖堆等。盡管核裂變技術已相對成熟,但面臨著核廢料處理和核安全等挑戰。聚變裂變混
42、合堆是一種結合核聚變和核裂變兩種反應機制的先進核反應堆聚變裂變混合堆是一種結合核聚變和核裂變兩種反應機制的先進核反應堆,目前仍處于實,目前仍處于實驗室狀態驗室狀態。其設計目的是利用核聚變反應產生的高能中子來引發核裂變反應,從而提高能量產出效率和燃料利用率。原理為在裝置的中心設置聚變堆,在其外圍是裂變堆,聚變產生的中子逸出到裂變堆即可參與裂變反應、釋出裂變能,作為聚變能的補充。從實際應用上理解,首先用 D-T 聚變產生 14.1MeV 的高能中子。有了這些高能中子,就能“燃燒”U238這類通常意義上的核廢料,這樣不僅提高燃料經濟性,也相對傳統核裂變減少了核廢料的排放。其主要優勢包括更高的能量效率
43、、燃料增殖能力、減少放射性廢物和更高的安全性?;旌隙延型蔀橐环N高效、安全、環保的未來能源解決方案。中國在聚變裂變混合堆技術方面取得了顯著進展。中國在聚變裂變混合堆技術方面取得了顯著進展。聚變-裂變混合堆這一概念于 1953 年提出,最初被認為可以利用聚變中子增殖易裂變核素,并在過程中放大聚變能量輸出。此后,也有研究轉向了利用混合堆處理乏燃料,屬于嬗變堆。乏燃料是經受過輻射照射、使用過的核燃料。在實現條件上,混合堆降低了聚變功率的要求,能顯著地降低實現聚變技術應用的難度。北京應用物理與計算數學研究所計算物理實驗室彭先覺、師學明在 2009 年發表的論文中指出,傳統的混合堆研究陷入了一個困境,增
44、殖堆有不擴散的制約,嬗變堆則面臨超鈾元素裝量巨大的困難。2010 年,中國工程物理研究院提出 Z 箍縮聚變裂變混合能源堆(Z-FFR),采用近期可獲得的聚變技術和較成熟的裂變反應堆技術,具有較高的技術可行性。Z-FFR 充分體現了聚變與裂變優勢互補的特點,大幅提升了核能的安全性。由于其設計沒有臨界安全問題,并且完全避免了余熱安全問題,安全性得到了顯著提高。在經濟性方面,100 萬千瓦反應堆的建設成本預計為 30 億美元。此外,Z-FFR 在資源利用率和持久性上表現突出,鈾和釷的利用率可達 90%以上,可以為人類提供長期能源供應。環境方面,Z-FFR 產生的核廢料量少且易于處置,體現了其環境友好
45、性?;谶@些優勢,Z-FFR成為了未來具有強大競爭力的能源解決方案。行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 14|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 圖 13:裂變聚變混合堆示意圖 資料來源:核工業西南物理研究院,西部證券研發中心 中國預計中國預計 2035 年完成混合堆的發電示范堆。年完成混合堆的發電示范堆。2023 年 11 月,聯創光和中核聚變計劃聯合建設聚變-裂變混合實驗堆項目,技術目標 Q 值大于 30,實現連續發電功率 100 MW。根據中國工程院院士彭先覺透露,預計 2025 年左右將會建成 50 兆安 Z-箍縮驅動器實驗裝置,用
46、于驗證聚變和次臨界堆關鍵技術。屆時,這將成為中國人工大規模實現熱核聚變的突破。在此基礎上,2035 年左右將有可能建成百萬千瓦級工程演示混合堆。這一時間表顯示了中國在聚變裂變混合堆技術領域的快速推進的決心。聚變裂變混合堆在原理上可行性極高,有望提前實現商用落地。二、二、政策利好核聚變發展,靜待政策利好核聚變發展,靜待行業行業春風春風 核聚變依托優異的性能得到我國重視核聚變依托優異的性能得到我國重視。核聚變部分燃料很容易獲得,如作為氫同位素的氘和氚,可以通過海水大量獲取,與化石燃料和核裂變所必須的鈾相比,成本低的同時產生的溫室氣體和放射性廢物最少。核聚變特有的安全性降低了災難性故障的風險,可控核
47、聚變發展有望利用高科技創造更多就業機會,其帶來的科學進步也將創造巨大的經濟效益。實現聚變能源可以加強能源安全,減少對進口燃料的依賴,并促進我國成為尖端能源技術的全球領導者,在環境保護和減緩氣候變化方面發揮關鍵作用。為實現這一目標,國務院和各地政府出臺了一系列政策以支持和促進可控核聚變的發展。中央核心文件彰顯堅定發展核聚變中央核心文件彰顯堅定發展核聚變的決心的決心。自 2021 年以來,中央發布了兩份核心文件以強調發展可控核聚變技術,兩份文件分別從環境保護與現代能源發展的角度闡述了該技術的重要性與國家發展的決心。2021 年 10 月 24 日,中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳
48、達峰碳中和工作的意見(后簡稱“雙碳工作意見”)中明確指出:為加強綠色低碳重大科技攻關和推廣應用,要推進可控核聚變等低碳前沿技術攻關。另一方面,2022 年 3 月 22 日在國家“十四五”現代能源體系規劃(后簡稱“能源體系規劃”)文件中,直接要求我國繼續發展先進核能技術,三代核電關鍵技術優化升級示范應用,模塊式小型堆、(超)高溫氣冷堆、低溫供熱堆、快堆、熔鹽堆、海上浮動式核動力平臺等技 行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 15|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 術攻關及示范應用,并支持新燃料、新材料等新技術研發應用;支持可控核聚變的前期研
49、發,并積極開展國際合作。除這兩份關鍵文件之外,國家還實施了一系列政策助力可控核聚變發展。我國在增加高技術產業投資并積極布局核聚變產業、擴大規模的同時,積極尋求國際交流合作,與俄羅斯、法國等國家充分交流、分享核聚變研究成果,并準備開展下一階段研究。圖 14:國家層面系列政策 資料來源:國務院,中國外交部,西部證券研發中心 安徽省為我國重要的核聚變工業大省。安徽省為我國重要的核聚變工業大省。在核聚變技術公司和研究中心的支持下,中國安徽省的核聚變產業正在成為國家能源戰略的重要組成部分。中國科學院合肥物理科學研究院(HFIPS)等領先機構走在了最前沿,他們操作著被稱為“中國人造太陽”的實驗先進超導托卡
50、馬克(EAST),旨在實現長期穩定的等離子體運行。HFIPS、中國核工業集團公司(CNNC)等大型國有企業和安徽恒坤能源科技有限公司等地方實體的合作進一步加強了研發力度。核聚變產業鏈正在通過多渠道融資擴大產業規模,通過高科技就業機會以及可應用能源為當地經濟做出貢獻。目前的項目包括 EAST 和聚變工程試驗反應堆(CFETR),兩個項目在實驗反應堆和商業聚變發電廠之間架起橋梁。未來的計劃包括擴大研發規模,到 2030 年通過試點工廠實現完全商業化發展。政府方面將繼續批準新的核聚變工程園區,加快工程化與商業化進程。安徽的核聚變產業整體目前處于國內領先水平。2024.3.13關于2023年國民經濟和
51、社會發展計劃執行情況與2024年國民經濟和社會發展計劃草案的報告 積極培育發展新興產業和未來產業。持續推進核聚變等前沿技術研究開發 影響影響 未來規劃未來規劃:明確將核聚變列為未來產業,表明國家對該領域的高度重視和長期投入的決心 研發支持研發支持:持續推進核聚變等前沿技術的研究開發,將帶來更多的科研項目和資金投入,推動技術突破2024.5.10國務院國資委開展第二批央企原創技術策源地布局建設 國務院國資委近日開展第二批中央企業原創技術策源地布局建設,在量子信息、類腦智能、生物制造等36個領域,支持40家中央企業布局52個原創技術策源地。兩批布局后,共有58家中央企業承建97個原創技術源地,其中
52、涵蓋可控核聚變項目 影響影響 原創技術發展原創技術發展:原創技術策源地的建設將為核聚變技術的創新和突破提供重要的平臺和資源 央企參與央企參與:央企的參與能夠帶來更多的資源和技術力量,有助于加速核聚變技術的產業化進程2024.5.16中華人民共和國和俄羅斯聯邦在兩國建交75周年之際關于深化新時代全面戰略協作伙伴關系的聯合聲明(全文)在已成功落地和正在實施的項目經驗基礎上,按照互利共贏、利益均衡原則深化民用核能領域合作,包括熱核聚變、快中子反應堆、核燃料閉式循環,探討以一攬子方式開展核燃料循環前端和共建核電站合作 影響影響 國際合作國際合作:與俄羅斯在民用核能領域的合作,將引進先進的技術和經驗,促
53、進中國核聚變技術的發展 項目推進項目推進:雙方在熱核聚變等領域的合作將推動相關項目的實施,加速技術的應用和商業化 行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 16|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 圖 15:安徽省相關政策發布時間線 資料來源:安徽省人民政府,安徽省科學技術廳,安徽日報,西部證券研發中心 四川省核聚變工業正在迅速發展,并為國家的清潔能源四川省核聚變工業正在迅速發展,并為國家的清潔能源項目項目做出了重大貢獻做出了重大貢獻。中國核工業集團公司(CNNC)和西南物理研究所(SWIP)等主要參與者走在核聚變技術前沿,SWIP 操作的HL-
54、2A 和 HL-2M 托卡馬克,分別專注于了解等離子體行為和實現更高的等離子體溫度。圖 16:四川省相關政策發布時間線 資料來源:四川省人民政府,西部證券研發中心 上海市聚焦核電產業上海市聚焦核電產業,專注于核聚變商業化進程。專注于核聚變商業化進程。在核電產業方面,上海市出臺政策鼓勵2022.2.24安徽省“十四五”科技創新規劃發布 安徽將以建設高水平創新型省份為目標,以強化科技創新策源能力為主線,以提升基礎研究能力和突破關鍵核心技術為主攻方向,以自主創新與開放協同雙輪驅動,以深化科技體制機制改革為根本動力,加快建設科技創新攻堅力量體系和科技成果轉化應用體系,推進長三角科技創新共同體建設,力爭
55、在量子信息、核聚變、集成電路、生命健康等領域取得關鍵性技術突破,支撐碳達峰碳中和目標如期實現,助力建設經濟強、格局新、環境優、活力足、百姓富的現代化美好安徽。影響影響 戰略定位戰略定位:明確了核聚變作為關鍵核心技術的戰略地位,有助于集中資源和力量進行攻關。政策支持政策支持:加強對核聚變等技術創新的政策支持,促進相關技術的研發和應用。產業布局產業布局:推動核聚變技術在安徽的布局和發展,提升區域科技創新能力。2024.2.11【安徽】全力打造三大科創高地 政府工作報告提出,建強戰略科技力量。加強國家實驗室服務保障,加快建設量子信息、聚變能源、深空探測三大科創高地。我省將布局聚變能源裝備、零部件、后
56、市場全產業鏈。組織實施聚變點火關鍵核心技術攻關省科技重大專項,瞄準燃燒等離子體裝置點火目標,開展長脈沖穩態運行、先進診斷及氚燃料循環與安全三個方向關鍵技術攻關。影響影響 重點攻關重點攻關:明確聚變能源作為重點攻關領域,集中力量進行關鍵技術突破。區域發展區域發展:在安徽打造聚變能源高地,有助于形成區域性的科技創新集群,帶動地方經濟發展??萍计脚_科技平臺:建設相關的科技平臺和實驗設施,支持核聚變技術的研究和開發。2024.2.21科技創新助力安徽加快高質量發展 位于合肥的“人造太陽”近年來屢次刷新核聚變能源研究領域的多項世界紀錄,對探索未來的聚變堆前沿物理問題,提升核聚變能源經濟性、可行性具有重要
57、意義。依托這一前沿技術研究,安徽正致力于加快推進聚變能從實驗室走向應用場,打造世界級聚變能源產業集群。影響影響 應用轉化應用轉化:推動核聚變技術的應用轉化,促進科技成果的產業化。經濟貢獻經濟貢獻:通過核聚變技術的發展,推動地方經濟的高質量發展。人才培養人才培養:加強對相關領域的人才培養和引進,提升科技創新能力。2024.4.25安徽加快培育壯大新質生產力 我省積極建設高能級科技創新平臺,構建由國家實驗室、合肥綜合性國家科學中心、重大科技基礎設施集群、“雙一流”大學和學科等多類型、多層次的高能級創新體系??煽睾司圩兊阮I域,安徽已經實現全球并跑領跑。影響影響 創新平臺創新平臺:建設高能級的科技創新
58、平臺,為核聚變技術的研發提供支持。系統創新系統創新:推動核聚變等領域的系統創新,提升整體科技水平。產業生態產業生態:構建相關的產業生態系統,促進技術與產業的深度融合。2024.4.26【安徽日報】加快聚變工程化和商用化進程 國外多個國家紛紛前瞻部署可控核聚變技術和產業布局,搶占未來能源賽道發展先機,磁約束核聚變科技創新已成為大國博弈的重要戰場。加快新一代裝置建設,將推動可控核聚變技術由科學實驗階段,逐步提升至高成熟度的工程應用和商業應用水平階段,實現聚變能源有效商業利用。這是我省前瞻謀劃聚變能商業應用的重要一步。影響影響 工程化推進工程化推進:加快核聚變技術的工程化進程,推動從實驗室向實際應用
59、過渡。商業化進程商業化進程:推動核聚變技術的商業化,探索其在能源領域的應用,提升經濟效益。技術進步技術進步:通過實際應用推動技術的進步和完善,提升整體技術水平。2022.12.31四川省碳達峰實施方案 強化應用基礎研究。圍繞低碳零碳負碳領域,實施一批前瞻性、戰略性的重大前沿科技項目,推動技術裝備研發取得突破性進展。重點推進新型電力系統、節能、氫能、儲能、動力電池、高效率太陽能電池、生物質燃料替代、零碳綜合供能、零碳工業流程再造等基礎前沿技術攻關。積極研發先進核電技術,加強可控核聚變等前沿顛覆性技術研究??赡苡绊懣赡苡绊?基礎研究基礎研究:加強對核電技術的基礎研究,為核聚變技術的發展打下堅實基礎
60、。技術攻關技術攻關:推動前沿科技項目的發展,加速核聚變技術的突破和應用。產業布局產業布局:在四川省布局相關的研究項目,促進地方科技和產業的協調發展。2023.3.9多位住川全國政協委員提交聯名提案呼吁在成渝地區布局綜合性國家科學中心“四川是我國核工業的重要基地。西物院、中物院、西南交大都在天府新區興隆湖畔布局建設聚變研究設施。在成渝地區建設引領國際的聚變原創技術策源地,創建國際聚變創新研究中心,對于成渝地區合力共建具有全國影響力的科技創新中心具有重大意義?!笨赡苡绊懣赡苡绊懀貉芯吭O施研究設施:在成都渝地區建設聚變研究設施,有助于形成區域性科技創新高地。政策支持政策支持:國家層面的政策支持,推動
61、核聚變技術研究的深化和擴展。區域發展區域發展:通過聚變研究設施的建設,提升成都渝地區的科技創新能力和影響力。2024.3.13關于2023年國民經濟和社會發展計劃執行情況與2024年國民經濟和社會發展計劃草案的報告 加快推動氫能等未來能源產業創新發展,持續推進核聚變等前沿技術研究開發。優化產業投資基金功能,出臺促進創業投資發展的具體政策??赡苡绊懣赡苡绊?未來能源未來能源:將核聚變列為未來能源產業的重要部分,推動其研究和開發。持續投入持續投入:明確對核聚變等前沿技術的持續投入,保障長期研究的資金和資源支持。產業創新產業創新:通過推動核聚變技術的發展,促進能源產業的創新和升級。行業深度研究|國防
62、軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 17|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 創新并提出了明確的規模目標。上海的核電工業是中國能源多樣化和減少碳排放戰略的重要組成部分,在國家產業布局中發揮著重要作用。上海電氣集團、中國核工業集團公司(CNNC)和國家電力投資公司(SPIC)等主要參與者分別以制造核電設備、監督核能開發和推進核技術為重點,推動了該行業的發展。上海的核電工業支持著重要的核電裝機容量,通過新項目和升級,旨在助力中國到 2025 年達到 70GW 的核電裝機目標。CNNC 和中國廣核集團正在大力投資研發先進的反應堆設計,如華龍一號和 CAP1400,
63、推進與強調安全、效率和國際合作。上海具有良好的工業基礎可以促進核電產業經濟一體化和出口潛力,作為戰略樞紐,上海的核電產業蓄勢以待。圖 17:上海市相關政策發布時間線 資料來源:上海市政府,西部證券研發中心 三、三、中國核聚變產業鏈布局完善,市場規??焖僭鲩L中國核聚變產業鏈布局完善,市場規??焖僭鲩L 3.1 全球核聚變產業布局全球核聚變產業布局 全球各國全球各國紛紛推進核聚變實驗裝置紛紛推進核聚變實驗裝置,ITERITER 為標志性項目為標志性項目。目前,全球主要國家紛紛推出政策并采取行動,積極推動核聚變的商業化進程。隨著技術不斷突破,可控核聚變正在逐步接近實現聚變發電的目標。ITER 是全球核
64、聚變裝置的示范性項目,其時間線標志全球核聚變技術發展。ITER 目標 Q 值為 10。從整體來看,第一階段:建設一個氘、氚能燃燒產生 5*105 kw 聚變功率、聚變增益系數 Q=10、脈沖維持大于 400s 的托卡馬克聚變堆;第二階段調試:探索實現穩態高約束的高性能燃燒等離子體,聚變增益系數 Q=5,脈沖維持大于 3000s。2023.12.20上海14條新舉措服務科技創新 上海面向生命、能源、海洋、人工智能等領域,規劃了一批重大科技基礎設施。例如,聚變能源項目是我國第一個開工的“十四五”國家重大科技基礎設施,也是國內唯一的多重特性的可控核聚變研究平臺。影響影響 基礎設施基礎設施:加強核聚變
65、研究的基礎設施建設,為科學實驗和技術開發提供重要支持??蒲衅脚_科研平臺:建立多重特性的可控核聚變研究平臺,推動技術突破和創新。行業引領行業引領:上海作為首個開工的“十四五”國家重大科技基礎設施項目所在地,將引領國內其他地區的核聚變研究和應用。2024.1.30關于上海市2023年國民經濟和社會發展計劃執行情況與2024年國民經濟和社會發展計劃草案的報告 全力構建現代化產業體系,進一步推動產業結構轉型升級:強化新賽道產業布局,深化未來產業先導區建設,布局核聚變。影響影響 產業布局產業布局:明確將核聚變技術納入未來產業布局,加速相關產業的發展和成熟。政策支持政策支持:政府計劃和政策支持將有助于吸引
66、更多的資源和投資進入核聚變領域。產業轉型產業轉型:通過深化未來產業先導區建設,推動傳統產業向高新技術產業轉型升級。2024.3.1上海核電產業高質量發展行動方案(2024-2027年)到2027年,上海核電產業規模達600億元,核電產業基礎高級化和產業鏈現代化水平顯著提升,科技創新有力支撐產業高質量發展,基本建成世界級核電產業中心,打響“上海核電”品牌。影響影響 產業規模產業規模:顯著提升核電產業的規模,促進經濟發展和就業。技術進步技術進步:推動核電技術創新,提升產業鏈現代化水平,確保技術處于國際領先地位。國際競爭力國際競爭力:通過建設世界級核電產業中心,增強中國在國際核電市場的競爭力和影響力
67、。行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 18|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 表 3:國外核聚變重要試驗裝置 國外核聚變國外核聚變重要實驗裝重要實驗裝置置 描述描述 ITER 位于法國卡達拉舍的 ITER 是全球最大的國際核聚變實驗項目,為磁約束聚變。ITER 的裝配過程在 2020 年開始,經過十年的設計和建設,旨在展示核聚變能量的科學和技術可行性,并作為未來電力生產的核聚變電廠(DEMO)的前驅體。盡管首次等離子體的實現時間有所推遲,并將在 2024 年中期更新,ITER 仍然是全球核聚變努力的基石 JET(聯合歐洲托卡馬克)JET
68、設施是 Eurofusion 聯合體的一部分,為磁約束聚變,2021 年進行了具有里程碑意義的實驗,達到了與 ITER 預期相似的條件。這些實驗達到了 1.5 億攝氏度的溫度,并觀察到了加熱的自持過程,即高能氦離子加熱周圍的燃料混合物,這對于持續的核聚變反應至關重要 美國 NIF 是世界上最大的激光聚變裝置,通過聚焦激光束到微型燃料球上,能夠產生高溫高壓的環境,實現核聚變反應。2022 年 12 月,NIF 首次實現聚變點火,創造了聚變能試驗紀錄。2023 年又接連進行了三次點火實驗,最高一次達到了 3.88MJ,比輸入能量增加了 89%俄羅斯T-15MD 位于俄羅斯聯邦庫爾恰托夫研究所,獨特
69、之處在于高功率和緊湊尺寸相結合,高性能輔助等離子體加熱與電流驅動系統將允許同時實現高等離子體溫度和密度,脈沖時長可達 2030 秒。于 2023 年 4 月,實現了首次穩定的等離子體操作 資料來源:維基百科,西部證券研發中心 國際上,核聚變產業上游包括關鍵材料如鈦合金、高溫陶瓷等,國際上,核聚變產業上游包括關鍵材料如鈦合金、高溫陶瓷等,和核和核聚變所需燃料供應,聚變所需燃料供應,企業企業集中在美國和日本等。集中在美國和日本等。高溫超導材料供應商包括住友電工(日本)、SuperPower Inc(美國)等。住友電工主要制造和供應高溫超導線材和相關產品,SuperPower Inc 生產高性能高溫
70、超導線材,主要用于能源和醫療領域。燃料供應商包括劍橋同位素實驗室公司(英國)等。劍橋同位素實驗室公司可以提供高純度氘氣和氚氣,作為核聚變反應的主要燃料。核聚變產業的中游環節涉及核聚變反應堆的建設和運營核聚變產業的中游環節涉及核聚變反應堆的建設和運營,集中在美國和歐洲。,集中在美國和歐洲。核聚變產業的中游環節包括反應堆設計、工程施工、等離子體加熱系統、超導磁體系統、診斷和監測系統、以及控制和數據采集系統等關鍵技術和設備的開發和集成。托卡馬克反應堆設計與建造主要有通用原子能公司(General Atomics)(美國)、核聚變能源(Fusion For Energy,F4E)(西班牙)等。超導磁體
71、系統主要有日本原子能研究開發機構(JAEA)(日本)、科赫斯特(CERN)(瑞士)等。診斷和監測系統主要有安特衛普大學(University of Antwerp)(比利時)、奧地利國家科學技術研究所(Austrian Institute of Technology,AIT)(奧地利)等 國際上國際上核聚變商業化應用公司核聚變商業化應用公司多多為私人投資,技術路徑多樣。為私人投資,技術路徑多樣。根據 FIA 2023 調查顯示,全球 2023 年核聚變投資約為 62 億美元,其中個人投資為 59 億美元,占比高達 95%。公司包括赫爾摩斯核聚變公司(Helion Energy)(美國),專注于
72、開發脈沖聚變裝置,稱為“聚變引擎”,使用氘-氚作為燃料,目標是實現高效能量輸出。其獨特的磁約束方法能夠在短時間內達到高溫和高壓,實現核聚變反應。托卡馬克能源(Tokamak Energy)(英國)專注于開發緊湊型托卡馬克裝置,使用高溫超導磁體以提高等離子體的約束能力和設備的緊湊性。其最新的 ST40 裝置已經成功實現了 1500 萬攝氏度的等離子體溫度。公司計劃在2030 年前實現商業核聚變發電,并在 2025 年實現一個規模較小的商用原型反應堆。3.2 我國核聚變產業布局我國核聚變產業布局 我國已確定以磁約束聚變作為核聚變技術發展的主要路線,并在關鍵技術方面達到了全球我國已確定以磁約束聚變作
73、為核聚變技術發展的主要路線,并在關鍵技術方面達到了全球領先水平。領先水平。中國的可控核聚變研究始于 20 世紀 50 年代中期。1994 年,我國建成了首臺超 行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 19|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 導托卡馬克裝置 HT-7。2002 年,具有偏濾器位形的中國環流器二號 A 裝置(HL-2A)投入使用。2006 年,世界上第一臺全超導托卡馬克裝置東方超環(EAST)首次成功放電。從2008 年到 2023 年 11 月 20 日,我國國家磁約束核聚變能發展研究專項共部署了 220個項目,總計投入約 60
74、 億元,取得了多項國際和國內領先的研究成果。中國在全球核聚變產業鏈中占據重要地位,尤其在國際熱核聚變實驗堆(中國在全球核聚變產業鏈中占據重要地位,尤其在國際熱核聚變實驗堆(ITERITER)項目的建)項目的建設中扮演了關鍵角色。設中扮演了關鍵角色。ITER 是一個由 35 個國家共同參與的大型國際合作項目,其建設和運營費用由參與國分擔。根據 ITER 官網顯示,中國、印度、日本、韓國、俄羅斯及美國分別承擔了 ITER 建設階段費用的 9.1%,累計承擔約 54.6%,其中 90%是以設備形式貢獻,剩余 10%為現金貢獻。在 ITER 項目中,各國的貢獻被細分為 22 個采購包和 97 個子包。
75、中國承擔了其中 12 個子包的制造任務,總費用達到 40 億元人民幣。這些子包包括制造關鍵零部件和系統,這些部件對于 ITER 裝置的成功建設和運行至關重要。圖 18:中國參與 ITER 重要零部件生產的占比 資料來源:中國科學院,西部證券研發中心 我國核聚變產業鏈的上游主要集中在我國核聚變產業鏈的上游主要集中在設備原材料與核反應設備原材料與核反應原料的供應上,包括有色金屬、原料的供應上,包括有色金屬、特種鋼材、以及特種氣體等原材料。特種鋼材、以及特種氣體等原材料。這些原材料是構建核聚變裝置的基礎,如鎢和銅在核聚變反應器的第一壁和熱交換器中扮演關鍵角色,由鈮-錫(Nb-Sn)或鈮-鈦(Nb-T
76、i)合金制成的超導磁體,氫同位素氘和氚則是實現核聚變反應的必要原料。代表公司包括生產高強高導銅合金材料及制品的斯瑞新材(SH.688102),生產超導磁體原料的東方鉭業(SZ.000962),主營鋼鐵的久立特材(SZ.002318),特種材料、磁材料生產為主營業務的安泰科技(SZ.000969)和鈮鈦超導線材、超導磁體研發生產的西部超導(SH.688122)。核聚變產業鏈的中游環節是產業鏈的核心,涉及到聚變技術的研發、裝備制造以及相關軟核聚變產業鏈的中游環節是產業鏈的核心,涉及到聚變技術的研發、裝備制造以及相關軟件的開發。件的開發。包括了物理研究和工程技術的創新,還有復雜裝備的制造和優化,如反
77、應器內的第一壁、偏濾器、蒸汽發生器和超導磁線圈等關鍵組件。這些組件的設計和制造需要極高的精度和可靠性,以保證反應器的安全和效率。同時,控制軟件、仿真模擬等電子程序對于模擬聚變反應過程、優化反應器設計和提高運行控制的精確度具有重要作用。代表公司有負責超導設備生產的聯創光電(SH.600363),磁懸浮、超導產品生產的磁谷科技(SH.688448),關鍵組件核電氣體分離裝置生產的利鉑特(SH.605176),負責機壓機、液壓機的合鍛智能(SH.603011),負責電子零配件的國光電氣(SH.688776),電器控制裝置、傳感器、敏感元器件的中航機載(SH.600372)和負責仿真模擬計算的國盾量子
78、(SH.688027)。行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 20|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 核聚變產業鏈的下游主要集中在核電站的建設和運營上。核聚變產業鏈的下游主要集中在核電站的建設和運營上。盡管可控核聚變技術目前尚未實現商業化發電,但這一環節是產業鏈最終的目標所在。核電站的建設和運營不僅需要高度專業化的技術團隊,還需要遵循嚴格的安全標準和監管要求。未來,隨著技術的成熟和商業化進程的推進,核聚變能源有望為全球提供清潔、高效和可持續的電力供應。代表公司有負責新能源與電力建設的中國能建(SH.601868),銷售核電產品、壓力容器產品
79、的海陸重工(SZ.002255),銷售電力、研究新能源的中國廣核(SZ.003816),銷售新能源發電產品的國電電力(SH.600795),銷售新型電力及新能源成套設備的旭光電子(SH.600353),制造工業特種電源、精密電源、通用電能質量控制設備的愛科賽博(SH.688719)和負責核能發電設備、核能發電設備以及燃氣發電設備的東方電氣(SH.600875)。圖 19:可控核聚變產業鏈 資料來源:iFind,西部證券研發中心 行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 21|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 我國磁約束聚變我國磁約束聚變整體發展
80、規劃整體發展規劃明確,商用落地預計時間為明確,商用落地預計時間為 2050 年。年。根據中國工程科學中可控核聚變科學技術前沿問題和進展描述,以 2015 年出發來看,我國磁約束聚變的近期(已實現)、中期和遠期技術目標為:1.近期目標(20152021 年):建立近堆芯級穩態等離子體實驗平臺,吸收消化、發展與儲備聚變工程實驗堆關鍵技術,設計、預研聚變工程實驗堆關鍵部件等;2中期目標(20212035 年):建設、運行聚變工程實驗堆,開展穩態、高效、安全聚變堆科學研究;3.遠期目標(20352050 年):發展聚變電站,探索聚變商用電站的工程、安全、經濟性。圖 20:我國核聚變發展路徑規劃 資料來
81、源:中國工程院院刊,西部證券研發中心 我國核聚變研究具有卓越的科研實力和技術先進性,研究方向覆蓋核聚變各個我國核聚變研究具有卓越的科研實力和技術先進性,研究方向覆蓋核聚變各個領域領域。中國科學院等離子體物理研究所位于安徽省合肥市,致力于磁約束聚變托卡馬克裝置 EAST 的研究;核工業西南物理研究院在四川省成都市,專注于磁約束聚變托卡馬克裝置 HL-2M 和 HL-2A 的研究;中國工程物理研究院(九院)在四川省綿陽市,研究慣性約束聚變裝置神光。此外,中國科學技術大學核科學技術學院、北京大學核物理與核技術國家重點實驗室、清華大學等離子體科學與聚變實驗室、華中科技大學電氣與電子工程學院等機構在各自
82、領域也有著重要的研究貢獻。這些科研機構分布在全國各地,涵蓋從磁約束聚變、慣性約束聚變到反場箍縮、核物理等多個研究方向,展示了中國在核聚變領域的全面布局和領先地位。行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 22|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 表 4:我國核聚變各科研院及對應研究方向 科研院所科研院所 研究方向研究方向 位置位置 中國科學院等離子體物理研究所 磁約束聚變托卡馬克裝置 EAST 安徽省合肥市 核工業西南物理研究院 磁約束聚變托卡馬克裝置 HL-2M、HL-2A 四川省成都市 中國工程物理研究院(九院)慣性約束聚變裝置神光 四川省綿
83、陽市 中國科學技術大學核科學技術學院 反場箍縮裝置 KTX 安徽省合肥市 北京大學核物理與核技術國家重點實驗室 核物理與核技術 北京市 清華大學等離子體科學與聚變實驗室 球形托卡馬克 SUNIST 北京市 華中科技大學電氣與電子工程學院 磁約束聚變托卡馬克裝置 J-TEXT 湖北省武漢市 浙江大學聚變理論與模擬中心 聚變理論與模擬 浙江省杭州市 大連理工大學物理學院 物理研究 遼寧省大連市 四川大學物理學院原子分子物理研究所 原子分子物理研究 四川省成都市 南昌大學江西省聚變能與信息控制重點實驗室 球形托卡馬克裝置 NCST 江西省南昌市 南華大學核科學技術學院 核科學技術 湖南省衡陽市 東華
84、理工大學核科學和工程學院 核科學與工程 江西省南昌市 新奧能源研究院 緊湊型聚變研究 河北省廊坊市 深圳大學新能源研究中心院士工作站 新能源研究 廣東省深圳市 西南交通大學聚變科學研究所 四川省成都市 資料來源:中國科學院,國家原子能機構,西部證券研發中心 我國核聚變實驗裝置有望繼續保持技術領先。我國核聚變實驗裝置有望繼續保持技術領先。我國核聚變發展重點將在國內的三個主力磁約束裝置(EAST、HL-2M 和 CFETR)上開展高水平的實驗研究。EAST 裝置目前已基本完成升級,其研究能力和實驗條件顯著提升,可大量針對未來的 ITER 裝置和下一代聚變工程堆的穩態高性能等離子體進行研究。EAST
85、 于 2023 年 4 月 12 日,成功創造了 403 秒穩態長脈沖高約束模等離子體運行的世界紀錄,我國核聚變研究起步要比其他國家晚 20 多年,但如今國際上其他聚變裝置的運行時間均未達到百秒級,目前,EAST 正向 1000 秒高約束模等更高、更持久的目標發起挑戰。這將使其成為向 ITER 裝置提供重要數據庫的國際大規模先進實驗平臺。結合全超導托卡馬克的新特性,EAST 還將探索并實現兩到三種適合穩態條件的先進托卡馬克運行模式,使穩態等離子體性能處于國際領先水平。同時,HL-2M 裝置作為我國最新的磁約束聚變研究裝置,將通過不斷優化和改進,進一步提升等離子體的約束能力和穩定性,為未來的聚變
86、反應堆提供關鍵技術支持。此外,中國聚變工程實驗堆(CFETR)將填補 EAST 和 ITER之間的技術和工程空白,目標是實現更高的等離子體參數和更長的運行時間,以驗證核聚變能的可行性和經濟性。相比之下,美國的 DIII-D 和 NSTX-U 裝置、歐洲的 JET 裝置雖然在各自領域取得了一定進展,但在超導托卡馬克技術和長時間等離子體運行方面仍有待提升。通過EAST、HL-2M 和 CFETR 三大裝置的協同發展,我國將在全球核聚變研究中繼續保持領先地位,并為人類最終實現聚變能源的利用做出重要貢獻。行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 23|請務必仔細
87、閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 表 5:我國目前已建核聚變裝置及大事件 時間時間 裝置裝置 所屬單位所屬單位 運行成果運行成果 2020 年 12 月 中國環流器二號 M 裝置核 核工業西南物理研究院 建成并實現首次放電,標志著我國自主掌握大型先進磁約束核聚變實驗裝置的設計、建造、運行技術,并為深度參可 ITER 計劃及未來自主設計建造聚變堆提供重要技術支撐 2021 年 12 月 東方超環 EAST 中國科學院等離子體物理研究所 實現 1056 秒的長脈沖等離子體運行,在長脈沖高參數運行方面取得新突破 2022 年 10 月 中國環流三號 核工業西南物理研究院 等離子體電流突破 115 萬
88、安培,標志著我國核聚變研發向聚變“點火”邁進重要一步 2023 年 4 月 東方超環 EAST 中國科學院等離子體物理研究所 EAST 在第 122254 次實驗獲得 403 秒穩態高約束等離子體,創造該參數下運行時間新的紀錄 2023 年 8 月 中國環流三號 核工業西南物理研究院 首次實現 100 萬安培等離子體電流高約束模運行,再次刷新中國約束聚變裝置運行紀錄,標志我國掌握可控核聚變高約束先進控制技術 2024 年 6 月 洪荒 70 能量奇點(團隊主要基于全高溫來自清華大學工程超導磁體的物理系核能所可控緊湊型托卡聚變實驗室)成功實現等離子體放電。代表全球首臺全高溫超導托卡馬克裝置的工程
89、可行性獲得驗證 資料來源:中國核工業集團,中國科學院等離子體物理研究所,上海市人民政府,西部證券研發中心 我國目前有多個重要在建裝置,將為后續我國核聚變發展做出重要貢獻。我國目前有多個重要在建裝置,將為后續我國核聚變發展做出重要貢獻。我國目前有 4 個主要的核聚變前期建設階段項目:一是中國聚變工程實驗堆,將是我國自主設計和研制、我國為主聯合國際合作的重大科學工程;二是洪荒 170,將是全球首臺全高溫超導托卡馬克裝置;三是 CFETR 聚變新能計劃建設緊湊型聚變能裝置 BEST,已于 2023 年 8 月獲批,總投資約 85 億;四是中核聚變計劃建設聚變-裂變混合堆,已于 2023 年 11 簽
90、約,總投資超 200 億元。表 6:我國目前在建核聚變裝置 裝置裝置 單位單位 類型類型 總投資總投資 預期任務預期任務 中國聚變工程實驗堆CFETR 國家科技部(聯合中科院、核工業西南物理研究院等)工程堆-將于 2030s 建造完成,2050s 建設原型電站。CRAFT全面建成后將是最高參數和最完備功能的磁約束核聚變研究平臺,保證未來聚變工程堆建設和關鍵部件研發的順利進行。洪荒 170 能量奇點(團隊主要基于全高溫來自清華大學工程超導磁體的物理系核能所可控緊湊型托卡聚變實驗室)強磁場高溫超導托卡馬克裝置-是全球首臺全高溫超導托卡馬克裝置。緊湊型聚變能試驗裝置(BEST)聚變新能(蔚來投資、中
91、科院合肥研究院等離子體所支持)緊湊型托卡馬克實驗裝置 約為 85 億 以實現氘氚等效能量增益大于 10 為目標,預計 2027年建成。聚變-裂變混合堆 中核聚變(核工業物理西南研究院子公司)/聯創超導)混合堆 超過 200 億 技術目標 Q 值大于 30,實現連續發電功率 100MW。資料來源:中國科學院等離子體物理研究所,上海市人民政府,中核工業集團,西部證券研發中心 3.3 市場規模市場規模概況概況 全球核聚變市場全球核聚變市場規模規模正顯著增長。正顯著增長。根據 Coherent Market Insights 和 SkyQuestt 的測算,行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2
92、024 年年 06 月月 29 日日 24|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 預計2024年全球核聚變市場規模將達到約3312.6億美元,并預計到2031年將達到4915.5億美元,2024 年至 2031 年的復合年增長率(CAGR)為 5.8%。這一增長主要受到私人公司和政府對核聚變技術日益增加的投資推動。此外,根據 Keytone Ventures 的預測,全球核聚變市場規模將從2022年的2964億美元增長至2027年的3951.4億美元,CAGR為6.0%,這一預測與 Coherent Market Insights 增速方面的數據基本一致。與此同時,人工智能的快速發展預計
93、將為核聚變產業帶來巨大變革,其在高維數據中找到最佳解決方案的能力可能大幅縮短可控核聚變商業化開發的時間周期。全球超導材料市場預計會先于核聚變市場保持高增長。全球超導材料市場預計會先于核聚變市場保持高增長。根據產業鏈傳導邏輯,在核聚變行業,超導材料可以顯著提升 Q 值。全球超導材料市場預計將率先增長,根據 GlobalMarket Insight 預測,到 2032 年全球超導材料市場預計達到約 291.4 億美元,2023 年為 115.7億美元,年復合增長率(CAGR)為 11.3%。四、四、投資投資建議建議 4.1 建議關注:聯創光電(建議關注:聯創光電(600363.SH)聯創光電的主營
94、業務為半導體激光及微電子元器件等產品。產品線涵蓋激光系列及傳統LED 芯片產品、智能控制系列產品、智能裝備線纜、金屬材料產品等產品。該公司在可控核聚變領域相關產品為:高溫超導、世界首臺大口徑高溫超導磁體及兆瓦級高溫超導感應加熱設備。重要事件:2023 年 11 月,聯創超導和中核聚變(成都)設計研究院有限公司簽訂協議,聯合建設可控核聚變項目(混合堆),技術目標 Q 值大于 30,實現連續發電功率 100MW,工程總投資預計超 200 億元人民幣。圖 21:聯創光電營業收入(百萬元,%)圖 22:聯創光電 2023 年主營業務占比(百萬元,%)資料來源:預測數據來自 ifind 一致預期,西部證
95、券研發中心 資料來源:ifind,西部證券研發中心 -10.00%-5.00%0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%0500100015002000250030003500400045002021202220232024E2025E營業收入(百萬元)營業總收入增長率(%)1978.58,61.07%872.76,26.94%179.07,5.53%157.37,4.86%51.86,1.60%智能控制產品背光源及應用產品半導體激光系列及航天微電子元器件光電通信纜、智能裝備纜及金屬材料 行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 25|請務
96、必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 4.2 建議關注:建議關注:安泰科技安泰科技(000969.SZ)安泰科技主要業務為特種電磁線、特種導體以及模具制造和維修等研發、生產和銷售業務。是國內電磁線生產制造的龍頭企業,產品線涵蓋有銅基電磁線、鋁基電磁線、扁平電磁線、特種導體線材等系列產品??煽睾司圩兿嚓P產品:偏濾器(EAST 偏濾器全鎢復合部件;EAST 鎢銅偏濾器;ITER 鎢銅復合部件;WEST 鎢偏濾器)。重大事件:為 EAST 人造太陽核聚變實驗裝置、ITER 提供鎢銅復合偏濾器。圖 23:安泰科技營業收入(百萬元,%)圖 24:安泰科技主營業務占比(百萬元,%)資料來源:預測數據來自
97、 ifind 一致預期,西部證券研發中心 資料來源:ifind,西部證券研發中心 4.3 推薦:推薦:西部超導西部超導(688122.SH)西部超導主要業務為高端鈦合金材料、超導產品和高性能高溫合金材料的研發、生產和銷售。是目前國內唯一的低溫超導線材商業化生產企業,是目前全球唯一的鈮鈦錠棒、超導線材、超導磁體的全流程生產企業??煽睾司圩兿嚓P產品:超導線材產品。重要事件:為 ITER 提供的超導產品于 2019 年交付完成;公司成功突破了 CRAFT 項目用Nb3Sn 超導線材批量生產的穩定性控制技術,開發并量產了新一代高性能電流密度的Nb3Sn 線材,為核聚變新項目 BEST 提供高質量產品。
98、子公司聚能磁體參與了能量奇點公司核聚變項目。0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%0200040006000800010000120002021202220232024E2025E營業總收入(百萬元)營業總收入增長率(%)3110.10,37.99%2848.51,34.79%1574.86,19.23%654.01,7.99%先進功能材料及器件特種粉末冶金材料及制品高品質特鋼及焊接材料環保與高端科技服務業 行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 26|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 圖 25:西部
99、超導營業收入(百萬元,%)圖 26:西部超導主營業務占比(百萬元,%)資料來源:ifind,預測數據來自西部研發自預測,西部證券研發中心 資料來源:ifind,西部證券研發中心 4.4 建議關注:建議關注:國光電氣國光電氣(688776.SH)國光電氣主要業務為真空及微波應用產品研發、生產和銷售。公司產品線涵蓋微波器件、核工業設備及部件、其他民用產品等產品;廣泛應用于航空、航天、核工業、新能源等領域。重要事件:公司成功突破了 CRAFT 項目用 Nb3Sn 超導線材批量生產的穩定性控制技術,開發并量產了新一代高性能電流密度的 Nb3Sn 線材,為核聚變新項目 BEST 提供高質量產品。此外,公
100、司已開始向 CFETR 項目供貨??煽睾司圩兿嚓P產品:第一壁、偏濾器、高頻微波加熱設備等。重要事件:為 ITER 等反應堆提供偏濾器、包層第一壁等。圖 27:國光電氣營業收入(百萬元,%)圖 28:國光電氣主營業務占比(百萬元,%)資料來源:預測數據來自 ifind 一致預期,西部證券研發中心 資料來源:ifind,西部證券研發中心 -10.00%0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%0100020003000400050006000700080002021202220232024E2025E營業總收入(百萬元)營業總收入增長率(%)2504.79,63.19%
101、984.53,24.84%474.36,11.97%高端鈦合金材料超導線材高性能高溫合金材料-40.00%-20.00%0.00%20.00%40.00%60.00%80.00%02004006008001000120014001600180020002021202220232024E2025E營業總收入(百萬元)營業總收入增長率(%)292.77,39.27%372.52,49.97%68.83,9.23%11.32,1.52%微波器件核工業設備及部件其他民用產品其它 行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 27|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明
102、和聲明 4.5 建議關注:建議關注:永鼎股份永鼎股份(600105.SH)永鼎股份主要業務為光纜、電纜的生產和銷售、房地產開發和銷售、境外工程承攬與施工、實業投資等業務??煽睾司圩兿嚓P產品:超導感應加熱設備、超導電纜、高溫超導磁體、超導故障電流限流器、以及獨有的“磁通釘扎”技術(公司以業內獨有的磁通釘扎技術,研制應用于高強磁場工況下的高載流超導帶材,推進了在超導感應加熱和可控核聚變堆的應用)。圖 29:永鼎股份營業收入(百萬元,%)圖 30:永鼎股份主營業務占比(百萬元,%)資料來源:預測數據來自 ifind 一致預期,西部證券研發中心 資料來源:ifind,西部證券研發中心 4.6 建議關注
103、:建議關注:精達股份精達股份(600577.SH)精達股份主要業務為特種電磁線、特種導體以及模具制造和維修等研發、生產和銷售業務。是國內電磁線生產制造的龍頭企業,產品線涵蓋有銅基電磁線、鋁基電磁線、扁平電磁線、特種導體線材等系列產品??煽睾司圩兿嚓P產品:高溫超導帶材等。重要事件:公司持有上海超導 18.29%股份,上海超導在 20232024 年為能量奇點供應高溫超導帶材,2024 年 6 月,能量奇點洪荒 70 成功放電。圖 31:精達股份營業收入(百萬元,%)圖 32:精達股份主營業務占比(百萬元,%)資料來源:預測數據來自 ifind 一致預期,西部證券研發中心 資料來源:ifind,西
104、部證券研發中心 0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%010002000300040005000600070002021202220232024E2025E營業總收入(百萬元)營業總收入增長率(%)1487.31,34.23%1397.47,32.16%822.66,18.93%439.25,10.11%102.57,2.36%95.79,2.20%海外工程承攬汽車線束光通信超導及銅導體其他業務軟件開發-10.00%0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%0500010000150002000025000202120222023202
105、4E2025E營業總收入(百萬元)營業總收入增長率(%)12661.61,70.71%2962.67,16.55%765.52,4.28%748.3,4.18%699.33,3.91%68.32,0.38%0.1,0.00%漆包線汽車、電子線特種導體裸銅線其他業務銅桿及鋁桿交通運輸 行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 28|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 五、五、風險提示風險提示 1.核聚變項目研發進度不及預期,新興技術迭代的風險;2.核聚變項目融資進度不及預期;3.下游需求減弱導致核聚變項目需求不及預期;4.目前核聚變技術還在研發中,
106、還未商用,存在較大的不確定性,本文更多的是一種資料梳理;5.核聚變技術雖然具有發展為主流清潔能源的潛力,但其安全性和環境影響仍需進一步驗證,如果公眾或環境組織對核聚變項目的接受度不高,可能會遇到社會阻力,影響項目推進。行業深度研究|國防軍工 西部證券西部證券 2024 年年 06 月月 29 日日 29|請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 西部證券西部證券投資評級說明投資評級說明 超配:超配:行業預期未來 6-12 個月內的漲幅超過市場基準指數 10%以上 行業評級行業評級 中配:中配:行業預期未來 6-12 個月內的波動幅度介于市場基準指數-10%到 10%之間 低配:低配:行業預期
107、未來 6-12 個月內的跌幅超過市場基準指數 10%以上 買入:買入:公司未來 6-12 個月的投資收益率領先市場基準指數 20%以上 公司評級公司評級 增持:增持:公司未來 6-12 個月的投資收益率領先市場基準指數 5%到 20%之間 中性:中性:公司未來 6-12 個月的投資收益率與市場基準指數變動幅度相差-5%到 5%賣出:賣出:公司未來 6-12 個月的投資收益率落后市場基準指數大于 5%報告中所涉及的投資評級采用相對評級體系,基于報告發布日后 6-12 個月內公司股價(或行業指數)相對同期當地市場基準指數的市場表現預期。其中,A 股市場以滬深 300 指數為基準;香港市場以恒生指數
108、為基準;美國市場以標普 500 指數為基準。分析師聲明分析師聲明 本人具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格并注冊為證券分析師,以勤勉的職業態度、專業審慎的研究方法,使用合法合規的信息,獨立、客觀地出具本報告。本報告清晰準確地反映了本人的研究觀點。本人不曾因,不因,也將不會因本報告中的具體推薦意見或觀點而直接或間接收到任何形式的補償。聯系地址聯系地址 聯系地址:聯系地址:上海市浦東新區耀體路 276 號 12 層 北京市西城區豐盛胡同 28 號太平洋保險大廈 513 室 深圳市福田區深南大道 6008 號深圳特區報業大廈 10C 聯系電話:聯系電話:021-38584209 免責聲明免責
109、聲明 本報告由西部證券股份有限公司(已具備中國證監會批復的證券投資咨詢業務資格)制作。本報告僅供西部證券股份有限公司(以下簡稱“本公司”)機構客戶使用。本報告在未經本公司公開披露或者同意披露前,系本公司機密材料,如非收件人(或收到的電子郵件含錯誤信息),請立即通知發件人,及時刪除該郵件及所附報告并予以保密。發送本報告的電子郵件可能含有保密信息、版權專有信息或私人信息,未經授權者請勿針對郵件內容進行任何更改或以任何方式傳播、復制、轉發或以其他任何形式使用,發件人保留與該郵件相關的一切權利。同時本公司無法保證互聯網傳送本報告的及時、安全、無遺漏、無錯誤或無病毒,敬請諒解。本報告基于已公開的信息編制
110、,但本公司對該等信息的真實性、準確性及完整性不作任何保證。本報告所載的意見、評估及預測僅為本報告出具日的觀點和判斷,該等意見、評估及預測在出具日外無需通知即可隨時更改。在不同時期,本公司可能會發出與本報告所載意見、評估及預測不一致的研究報告。同時,本報告所指的證券或投資標的的價格、價值及投資收入可能會波動。本公司不保證本報告所含信息保持在最新狀態。對于本公司其他專業人士(包括但不限于銷售人員、交易人員)根據不同假設、研究方法、即時動態信息及市場表現,發表的與本報告不一致的分析評論或交易觀點,本公司沒有義務向本報告所有接收者進行更新。本公司對本報告所含信息可在不發出通知的情形下做出修改,投資者應
111、當自行關注相應的更新或修改。本公司力求報告內容客觀、公正,但本報告所載的觀點、結論和建議僅供投資者參考之用,并非作為購買或出售證券或其他投資標的的邀請或保證??蛻舨粦员緢蟾嫒〈洫毩⑴袛嗷蚋鶕緢蟾孀龀鰶Q策。該等觀點、建議并未考慮到獲取本報告人員的具體投資目的、財務狀況以及特定需求,在任何時候均不構成對客戶私人投資建議。投資者應當充分考慮自身特定狀況,并完整理解和使用本報告內容,不應視本報告為做出投資決策的唯一因素,必要時應就法律、商業、財務、稅收等方面咨詢專業財務顧問的意見。本公司以往相關研究報告預測與分析的準確,不預示與擔保本報告及本公司今后相關研究報告的表現。對依據或者使用本報告及本公
112、司其他相關研究報告所造成的一切后果,本公司及作者不承擔任何法律責任。在法律許可的情況下,本公司可能與本報告中提及公司正在建立或爭取建立業務關系或服務關系。因此,投資者應當考慮到本公司及/或其相關人員可能存在影響本報告觀點客觀性的潛在利益沖突。對于本報告可能附帶的其它網站地址或超級鏈接,本公司不對其內容負責,鏈接內容不構成本報告的任何部分,僅為方便客戶查閱所用,瀏覽這些網站可能產生的費用和風險由使用者自行承擔。本公司關于本報告的提示(包括但不限于本公司工作人員通過電話、短信、郵件、微信、微博、博客、QQ、視頻網站、百度官方貼吧、論壇、BBS)僅為研究觀點的簡要溝通,投資者對本報告的參考使用須以本報告的完整版本為準。本報告版權僅為本公司所有。未經本公司書面許可,任何機構或個人不得以翻版、復制、發表、引用或再次分發他人等任何形式侵犯本公司版權。如征得本公司同意進行引用、刊發的,需在允許的范圍內使用,并注明出處為“西部證券研究發展中心”,且不得對本報告進行任何有悖原意的引用、刪節和修改。如未經西部證券授權,私自轉載或者轉發本報告,所引起的一切后果及法律責任由私自轉載或轉發者承擔。本公司保留追究相關責任的權力。所有本報告中使用的商標、服務標記及標記均為本公司的商標、服務標記及標記。本公司具有中國證監會核準的“證券投資咨詢”業務資格,經營許可證編號為:91610000719782242D。