甬興證券：可控核聚變專題報告政策技術資本合力推動聚變能商業化前景可期（29頁）.pdf

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1、 證券研究報告證券研究報告 行業研究行業研究 行業專題行業專題 中小市值中小市值 行業研究行業研究/行業專題行業專題 政策政策、技術技術、資本合力推動、資本合力推動，聚變能商業化前景聚變能商業化前景可期可期 可控核聚變可控核聚變專題報告專題報告 核心觀點核心觀點 可控核聚變提供高效清潔能源可控核聚變提供高效清潔能源，技術、成本要求高，商業化發電前景技術、成本要求高，商業化發電前景可期可期。據科技日報，核聚變是一種核反應形式，即輕原子核(例如氘和氚)結合成較重原子核(例如氦)時放出巨大能量的過程。面對能源與環境的雙重挑戰，兼具高能量密度、安全性和清潔無污染優點的聚變能是化石能源的優質替代項。（1

2、）技術難點：技術難點：據中國科學院合肥物質科學研究院，實現核聚變發電的兩大技術難點是如何實現上億度點火和等離子體穩定長時間約束控制。（2）投融資投融資規模規模：FIA The global fusion industry in 2023列舉了 8 家投資規模在 2 億美元以上的聚變公司；據 Pitchbook 報告，2021 年全球聚變 VC 交易金額達 30 億美元，截至2023 年 9 月 26 日，年內已有 30 項核聚變能源 VC 交易。（3）商業商業化前景化前景：FIAThe global fusion industry in 2023調查的 40 家聚變公司中有 65%認為可以在

3、2035 年前實現向電網輸電。Maximize Market Research 統計顯示，2023 年全球核聚變市場規模為 3012.5 億美元，2030 年有望達到 4965.5 億美元，2024-2030 年 CAGR 約為 7.4%。政策支持可控核聚變發展，技術突破助力產業化落地。（政策支持可控核聚變發展，技術突破助力產業化落地。（1）政策端：）政策端：雙碳目標下，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國務院2030 年前碳達峰行動方案要求推進可控核聚變技術研究；加快構建現代能源體系階段，國家發改委、國家能源局“十四五”現代能源體系規劃在專欄中指出支

4、持受控核聚變的前期研發。（2）技術及材料端：）技術及材料端：高溫超導材料提升聚變能源商業化潛力；據科技日報，2023 年我國聚變研究實現多項技術成果，在氚回收、等離子體穩態高約束等方面提升聚變落地可行性。（3）產業端：）產業端：據中核集團，2023 年 12 月 29 日由其牽頭 25 家央企、科研院所、高校等組成可控核聚變創新聯合體，中國聚變能源有限公司(籌)揭牌，國務院國資委明確可控核聚變為未來能源的重要方向；據能量奇點 FusionEnergy 公眾號，2024 年 3 月，洪荒 70 托卡馬克總體安裝完工，裝置建設工作全部結束。聚變項目投資大聚變項目投資大，有望帶動上游材料設備環節。，

5、有望帶動上游材料設備環節。據 Dehong Chen 等（2015）對 CFETR 反應堆成本的評估（以 2009 年為基準），200MW功率全超導托卡馬克的直接建設成本達 21.195 億美元；據中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所官網，CRAFT 相關的中標項目金額合計已超 4.69 億元。中國科學院合肥物質科學研究院 2021 年以來的中標項目中，高價標的主要圍繞超導帶材、偏濾器和線圈制造。投資建議投資建議 可控核聚變作為高效清潔能源，國務院國資委明確其為未來能源的重要方向。我們認為，雙碳政策與技術突破共振，中外聚變公司加大投資，有望打開上中游廣闊市場空間。結合對聚變產業鏈的梳

6、理，建議關注：（1）超導帶材供應商，如聯創光電、西部超導、永鼎股份、精達股份（投資上海超導）等；（2）零部件供應商，如安泰科技、上海電氣等；（3）上游原料供應商，如廈門鎢業、廣大特材等。風險提示風險提示 可控核聚變發電的經濟性有待提高；聚變技術研發進度不達預期；清潔能源方案迭代的技術風險。行業：行業：中小市值中小市值 日期：日期：yxzqdatemark 分析師：分析師：彭毅彭毅 E-mail： SAC編號：編號：S1760523090003 聯系人：聯系人：張恬張恬 E-mail： SAC編號：編號：S1760122120008 近一年行業與滬深近一年行業與滬深 300 比較比較 資料來源：

7、Wind，甬興證券研究所 相關報告：相關報告：可控核聚變裝置建設穩步推進，低空經濟、商業航天產業持續發展 2024 年 03 月 04 日 -30%-22%-14%-6%2%10%03/2305/2308/2310/2312/2303/24中小市值滬深3002024年03月24日2024年03月24日行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 2 正文目錄正文目錄 1.政策支持可控核聚變發展，技術突破助力產業化落地政策支持可控核聚變發展，技術突破助力產業化落地.4 1.1.政策定調其為戰略新興產業，是雙碳政策重要一環.4 1.2.新技術、新材料創新應用，提高可控

8、核聚變技術可行性.6 2.可控核聚變從可控核聚變從 0 到到 1，提供高效清潔能源，提供高效清潔能源.7 2.1.磁約束是聚變能開發的有效途徑，其中托卡馬克發展較快.7 2.2.聚變能兼具高能量密度、安全性和清潔無污染優勢.9 2.3.我國聚變研究幾乎與國際同步，可控核聚變創新聯合體成立.11 2.4.全球聚變項目建設投入不輟，中外聚變公司技術路線明確.12 3.可控核聚變項目投資大，有望帶動上游材料設備環節可控核聚變項目投資大，有望帶動上游材料設備環節.17 3.1.核聚變系統復雜性高，聚變堆建設或將拉動材料設備采購.17 3.2.關鍵部件國產化發力，高溫超導帶材增強聚變商業化潛力.20 3

9、.3.可控核聚變相關上市公司梳理.25 4.投資建議投資建議.26 5.風險提示風險提示.27 圖目錄圖目錄 圖圖 1:全球聚變全球聚變 VC 交易金額與數量交易金額與數量.5 圖圖 2:歐洲及全球聚變市場規?，F狀和預測歐洲及全球聚變市場規?，F狀和預測.5 圖圖 3:DeepMind 與與 EPFL 借助神經網絡影響等離子體借助神經網絡影響等離子體.7 圖圖 4:ITER 第一壁第一壁“三明治三明治”結構體結構體.7 圖圖 5:D-T 聚變反應圖示聚變反應圖示.7 圖圖 6:獲得核聚變反應的三大關鍵參數獲得核聚變反應的三大關鍵參數.7 圖圖 7:核聚變能與傳統能源的儲量對比核聚變能與傳統能源的

10、儲量對比.9 圖圖 8:不同發電方式單位碳排放量和生命周期各環節占比不同發電方式單位碳排放量和生命周期各環節占比.9 圖圖 9:投資規模在投資規模在 2 億美元以上的聚變公司億美元以上的聚變公司.10 圖圖 10:40 家聚變公司對于實現聚變發電時間的預測家聚變公司對于實現聚變發電時間的預測.10 圖圖 11:我國核聚變研發技術成果梳理我國核聚變研發技術成果梳理.12 圖圖 12:ITER 裝置主要組成部分裝置主要組成部分.12 圖圖 13:ITER 托卡馬克主機托卡馬克主機 TAC-1 安裝標段工程區域安裝標段工程區域.13 圖圖 14:EAST 裝置裝置.14 圖圖 15:CFETR 效果

11、圖效果圖.14 圖圖 16:洪荒洪荒 70 中心螺線管（中心螺線管（CS）落位）落位.15 圖圖 17:星環聚能技術方案星環聚能技術方案.15 圖圖 18:TAE 第五代核聚變研究反應堆第五代核聚變研究反應堆 Norman 的外觀渲染圖的外觀渲染圖.16 圖圖 19:可控核聚變產業鏈可控核聚變產業鏈.17 圖圖 20:上海超導上海超導 4mm 鍍銅高溫超導帶材，鍍銅高溫超導帶材，Ic(20K,20T)108A 應用案例應用案例.21 圖圖 21:上海超導上海超導 10mm 鍍銅高溫超導帶材，鍍銅高溫超導帶材，Ic(77K,s.f.)320A 應用案例應用案例 21 圖圖 22:ITER 校正場

12、線圈（校正場線圈（CC）工序介紹）工序介紹.23 表目錄表目錄 表表 1:核聚變行業標準及產業政策核聚變行業標準及產業政策.4 表表 2:國內外政府對聚變技術及聚變電廠建設的投資國內外政府對聚變技術及聚變電廠建設的投資.5 表表 3:2022-2023 年國內外聚變研究技術成果年國內外聚變研究技術成果.6 表表 4:聚變反應裝置設計舉例聚變反應裝置設計舉例.8 表表 5:核聚變能相較于核裂變能的優勢核聚變能相較于核裂變能的優勢.9 表表 6:上世紀國內外托卡馬克裝置發展歷程上世紀國內外托卡馬克裝置發展歷程.11 表表 7:中科院（合肥）等離子體所中科院（合肥）等離子體所 CRAFT 部分采招中

13、標項目部分采招中標項目.17 表表 8:2021 年以來中科院（合肥物質科學研究年以來中科院（合肥物質科學研究院）部分采招中標項目院）部分采招中標項目.18 行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 3 表表 9:CFETR 反應堆成本評估（以反應堆成本評估（以 2009 年為基準）年為基準）.19 表表 10:低溫超導材料及高溫超導材料對比低溫超導材料及高溫超導材料對比.20 表表 11:上海超導為客戶提供聚變磁體高溫超導帶材上海超導為客戶提供聚變磁體高溫超導帶材.21 表表 12:ITER 線圈構成線圈構成.22 表表 13:包層系統介紹包層系統介紹.24

14、 表表 14:核聚變相關標的核聚變相關標的.25 行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 4 1.政策支持可控核聚變發展，技術突破助力產業化落地政策支持可控核聚變發展，技術突破助力產業化落地 1.1.政策定調政策定調其其為戰略新興產業為戰略新興產業，是雙碳政策重要一環，是雙碳政策重要一環 支持政策暖風頻吹，可控核聚變發展提速支持政策暖風頻吹，可控核聚變發展提速。雙碳目標下，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 以及國務院2030 年前碳達峰行動方案要求推進可控核聚變技術研究；加快構建現代能源體系時期，國家發改委、國家能源

15、局“十四五”現代能源體系規劃在專欄中指出支持受控核聚變的前期研發。美、日、英政府近年也出臺了國家層面的可控核聚變產業政策，以促進技術研發和投入。表表1:核聚變核聚變行業標準及產業政策行業標準及產業政策 分類分類 時間時間 部門部門 文件文件/政策名稱政策名稱 相關內容相關內容/評價評價 國內政策國內政策 2021/09/22 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 推進高效率太陽能電池、可再生能源制氫、可控核聚變、零碳工業流程再造等低碳前沿技術攻關。2021/10/24 國務院 2030 年前碳達峰行動方案 積極研發先進核電技術，加強可控核聚變等前沿顛覆性技

16、術研究。積極參與國際熱核聚變實驗堆計劃等國際大科學工程。2022/01/29 國家發改委、國家能源局“十四五”現代能源體系規劃 支持受控核聚變的前期研發，積極開展國際合作。2022/07/08 上海市人民政府 上海市碳達峰實施方案 加快布局一批前瞻性、戰略性的前沿科技項目，聚焦深遠海風電、儲能和新型電力系統、可控核聚變發電等低碳零碳負碳重點領域，深化應用基礎研究。2022/10/26 上海市科學技術委員會等 上海市科技支撐碳達峰碳中和 實施方案 研究基于釷基熔鹽堆、可控核聚變、小型化核聚變、中子能技術等先進核能原理與關鍵技術。國際標準國際標準 2023/03/06 核工業西南物理研究院 反應堆

17、技術-核聚變反應堆-核聚變堆高溫承壓部件的熱氦檢漏方法 是我國首項核聚變領域的國際標準，也是 ISO 發布的首項核聚變領域國際標準。美國政策美國政策 2022/03 美國能源部(DOE)Developing a Bold Vision for Commercial Fusion Energy 計劃建設首個緊湊型聚變試驗電站，建立國家研究機構與私人商業公司合作新模式。2022/11 美國白宮 U.S.Innovation to Meet 2050 Climate Goals 將“大規模聚變能”列為啟動清潔能源技術創新的五個優先事項之一。英國政策英國政策 2023/10 英國能源安全和凈零部(DE

18、SNZ)Towards Fusion Energy 2023 加強對聚變研發和工程公司的支持，并專門提供資金以提高工程和科學技能。日本政策日本政策 2023/04 日本內閣府 核聚變能源產業化國家戰略 闡述了核聚變能源作為提高能源安全、應對氣候危機的重要性；強調了加速并結合公共和私人努力實現商業化的必要性。資料來源：中國政府網，新華社，國家發改委，上海市科學技術委員會，科學技術部，美國白宮，環球，英國能源安全和凈零部，FIA，甬興證券研究所 國內外相繼加碼，中美歐等加大投入。國內外相繼加碼，中美歐等加大投入。多國政府發布核聚變發展戰略的同時，宣布對聚變技術及聚變電廠建設的投資，加速聚變電廠落地

19、。根據Pichbook 報告，2021 年是全球聚變 VC 交易金額的一個高點，達 30 億美元。截至 2023 年 9 月 26 日，年內已有 30 項核聚變能源 VC 交易。Maximize Market Research 統計顯示，2023 年全球核聚變市場規模為 3012.5 億美元，2030 年有望達到 4965.5 億美元，2024-2030 年 CAGR 約為 7.4%。行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 5 表表2:國內外政府對聚變技術及聚變電廠建設的投資國內外政府對聚變技術及聚變電廠建設的投資 國家國家 時間時間 投資情況投資情況 中國

20、中國 2020/11 合肥市發展改革委申報，EAST 性能提升項目總投資 18810 萬元，省、合肥市支持 9405 萬元，項目單位自籌 9405 萬元。英國英國 2019/10 英國政府承諾在 4 年內為球形托卡馬克概念設計投資 2.7 億美元，目標是在 2040 年前建造一座聚變電站。加拿大加拿大 2018/10 加拿大政府表示向加拿大通用聚變公司投資 3750 萬美元，用于建造一個核聚變原型發電廠。美國美國 2019/02 美國能源部能源高級研究計劃局（ARPA-E）向美國 CTFusion 公司撥款 300 萬美元。CTFusion 公司采用稱為“球馬克”的緊湊環形線圈結構，來獲得氘氚

21、聚變能，目標是在 2030 年左右提供商業上可行的、可并網發電的電廠設計。2022/03 為了配合美國政府加速聚變能源發展的十年愿景，美國能源部（DOE）為聚變能源科學實驗研究資助 5000 萬美元，以支持美國科學家在國內外托卡馬克和球形托卡馬克設施進行研究。2023/05 美國能源部（DOE）宣布向 8 家公司提供 4600 萬美元的資金，以推進聚變電廠的設計和研發。2023/08 美國能源部（DOE）科學辦公室（SC）宣布，為 12 個項目提供 1.12 億美元的資金，通過該計劃資助的項目將使用計算資源來模擬等離子體，研究湍流，并使用人工智能來預測和解決能量損失等問題。德國德國 2023/

22、09 德國聯邦教育及研究部（BMBF）宣布，德國未來五年將大幅增加聚變能研究資金，再增加 3.7 億歐元。加強了對等離子體物理研究所（IPP）、卡爾斯魯厄理工學院（KIT）和于利希研究中心（FZJ）等機構聚變研究計劃的資助。資料來源：安徽省發展和改革委員會，中國政府網，中核戰略規劃研究總院，美國世界核新聞網，雅虎新聞網，福布斯雜志，世界核新聞網站，美國能源部網站，甬興證券研究所 圖圖1:全球聚變全球聚變 VC 交易金額與數量交易金額與數量 資料來源：Emerging Space Brief:Fusion Energy（Pitchbook，2023），甬興證券研究所 圖圖2:歐洲及全球歐洲及全球

23、聚變聚變市場規?，F狀和預測市場規?，F狀和預測 資料來源：Maximize Market Research，甬興證券研究所 05101520253035050010001500200025003000350020182019202020212022截至23.9.26交易金額（百萬美元，左軸）交易數量（次，右軸）行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 6 1.2.新技術、新材料創新應用，提高可控核聚變技術可行性新技術、新材料創新應用，提高可控核聚變技術可行性 國內聚變研究成果頻頻國內聚變研究成果頻頻，國際技術進展圍繞能效提升，國際技術進展圍繞能效提升。據科技日報

24、，2023 年我國聚變研究實現多項技術成果，在氚回收、等離子體穩態高約束等方面提升聚變落地可行性。國際原子能機構（IAEA）2023 年 12 月發布的World Fusion Outlook 2023報告顯示，年內全球可控核聚變行業實現了三項重要進展，分別由中、德、美貢獻：我國 EAST 創造 403 秒穩態高約束等離子體運行時長的新紀錄，德國 Wendelstein 7-X 實現破紀錄的高能量周轉，美國 NIF 核聚變點火實驗再獲凈能量增益。表表3:2022-2023 年國內外聚變研究技術成果年國內外聚變研究技術成果 國家國家 技術成果技術成果 2023 年年 國內技術成果國內技術成果 4

25、 月，全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）獲得了 1.2 億度、403秒穩態高約束等離子體，創造了該參數下運行時間新的紀錄。8 月，中國環流三號（HL-3）首次實現 100 萬安培等離子體電流下的高約束模式運行。8 月，開展了首個包含內外燃料循環的完整氚工廠系統和氚安全包容系統的詳細概念設計，完成了國內首次克量級氚循環工藝驗證試驗，氚回收效率達到 99.7%。11 月，我國已完成最后一批 ITER 磁體支撐產品制造交付，按時兌現國際承諾。2023 年年 全球三項全球三項 重要進展重要進展 中國中國 全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）的托卡馬克操作模式，可以在改善等離子體約束的同時避免

26、雜質積累。德國德國 德國 Wendelstein 7-X 仿星器聚變裝置實現破紀錄的高能量周轉。美國美國 7 月，美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（NIF）再次完成核聚變點火實驗，實現比去年更大的凈能量增益。其他國際其他國際 技術成果技術成果 英國英國 2022 年 4 月，英國 First Light fusion 公司表示，彈丸聚變（Projectile fusion）技術近日首次成功實現核聚變，英國原子能管理局（UKAEA）獨立驗證了這一成果。日本日本 2022 年 7 月，日本京都聚變工程公司（Kyoto Fusioneering）表示，已完成聚變電廠設備綜合測試設施（UNITY）的初步設

27、計，將于 2022 年 8 月啟動建設，并計劃于 2024 年示范使用聚變相關技術發電。2023 年 10 月，日本核聚變發電項目已在 JT-60SA 研究設施中產生了第一批等離子體。該研究將進入下一階段，即建造和測試實驗聚變反應堆。俄羅斯俄羅斯 2023 年 4 月，T-15MD 托卡馬克裝置首次實現穩定等離子體。德國德國 2023 年 2 月，德國馬克斯普朗克等離子體物理研究所(IPP)的Wendelstein 7-X 仿星器聚變裝置第一次能夠實現 1.3 吉焦耳的能量周轉比轉換前達到的最佳值(75 兆焦耳)高 17 倍。資料來源：科技日報，IAEA，中核戰略規劃研究總院，First li

28、ght fusion公司網站，日本京都聚變工程公司網站，中國核電網，國際核工程，歐盟委員會網站，中國核技術網，MAX PLANCK INSTITUTE，甬興證券研究所 AI 提高超高溫等離子體的可控性。提高超高溫等離子體的可控性。據中國科學報，2022 年 2 月，英國DeepMind 公司與瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）科學家合作，創建單一神經網絡同時控制所有線圈，作用于 EPFL 托卡馬克配置變量（TCV）聚變反應堆中的磁場，從而提高對聚變反應堆內超高溫等離子體的控制。高溫超導材料提升聚變能源商業化潛力。高溫超導材料提升聚變能源商業化潛力。據聯創光電，2023 年 9 月聯創超導突破了基

29、于核聚變應用場景的集束線纜的百米級的研發與制造。高溫超導材料通過降低托卡馬克裝置的建造體積和造價，極大降低裝置的使用維護成本，為加快可控核聚變的商業化使用提供穩定且更強有力的支撐。行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 7 圖圖3:DeepMind 與與 EPFL 借助神經網絡影響等離子體借助神經網絡影響等離子體 圖圖4:ITER 第一壁“三明治”結構體第一壁“三明治”結構體 資料來源：Magnetic control of tokamak plasmas through deep reinforcement learning（Jonas Degrave等，

30、2022）,甬興證券研究所 資料來源：管道連接裝配型ITER增強熱負荷第一壁的初步設計（吳晶等，2020），甬興證券研究所 材料與結構雙重突破材料與結構雙重突破，ITER 第一壁由我國首第一壁由我國首件制造。件制造。根據核工業西南物理研究院，增強熱負荷第一壁直接面對芯部一億度高溫等離子體，是ITER最關鍵的堆芯部件。中國全面突破“ITER 增強熱負荷第一壁”關鍵技術，通過一種“三明治”結構體鈹+銅+不銹鋼，建造起 ITER 的“防火墻”，于 2022 年 11 月完成首件制造。2.可控核聚變從可控核聚變從 0 到到 1，提供高效清潔能源，提供高效清潔能源 2.1.磁約束磁約束是是聚變能開發聚變

31、能開發的的有效途徑有效途徑，其中，其中托卡馬克發展托卡馬克發展較較快快 三大關鍵參數，構成聚變點火必要條件。三大關鍵參數，構成聚變點火必要條件。根據科技日報，核聚變是輕原子核（例如氘和氚）結合成較重原子核（例如氦）時放出巨大能量的過程。在不加約束的情況下，核聚變往往劇烈而不可控。英國物理學家勞森在上世紀 50 年代提出“勞森判據”，目前可以將勞森判據直觀轉換為對溫度、密度、約束時間這三個參數乘積大小的判斷。圖圖5:D-T 聚變反應圖示聚變反應圖示 圖圖6:獲得核聚變反應的三大關鍵參數獲得核聚變反應的三大關鍵參數 資料來源：IAEA，甬興證券研究所 資料來源：超導磁體技術與磁約束核聚變（王騰，2

32、022），甬興證券研究所 行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 8 可控聚變約束的實現途徑包括引力約束、慣性約束和磁約束，磁約束可控聚變約束的實現途徑包括引力約束、慣性約束和磁約束，磁約束是實現聚變能開發的有效途徑。是實現聚變能開發的有效途徑。引力約束主要是靠強大的萬有引力來提供對聚變燃料的約束力，無法在地球上實現；慣性約束則以多束極高精度的激光產生瞬間的高溫和高壓，使聚變燃料的密度在短時間達到極限值引發聚變，但難以實現持續的聚變功率輸出。據科普中國，我國的神光計劃，美國的國家點火計劃采用了慣性約束。磁約束利用磁場對運動原子核產生的洛倫茲力，對聚變燃料在極

33、高溫下完全電離形成的等離子體進行約束，是實現聚變能開發的有效途徑1。磁約束聚變項目中托卡馬克發展磁約束聚變項目中托卡馬克發展較較快?？?。磁約束聚變裝置主要有托卡馬克、仿星器、磁鏡三種類型，其中托卡馬克最易接近聚變條件而且發展最快2。托卡馬克是一種環形強磁場裝置，特殊構造的環向強磁場和極向磁場位形可以使等離子體得到穩定的約束，并沿環向產生等離子體電流以及不同形狀的等離子體，以滿足約束、穩定性、粒子流控制等方面的要求3。表表4:聚變反應裝置設計舉例聚變反應裝置設計舉例 名稱名稱 圖示圖示 約束方式約束方式 特征特征 應用舉例應用舉例 托卡馬克托卡馬克 磁約束 由液氦冷卻的超導磁線圈將等離子體約束在

34、環形容器中。ITER 小型托卡馬克小型托卡馬克 磁約束 采用高溫超導體制成的磁體產生更強的磁場，且更容易冷卻，從而可以建造更緊湊的球形托卡馬克。Tokamak Energy，Commonwealth Fusion Systems 磁化靶磁化靶 磁約束和慣性約束原理結合 以大電流磁驅動固體套筒內爆壓縮方式實現聚變點火。General Fusion 仿星器仿星器 磁約束 采用一個復雜的磁場扭曲環約束等離子體。Wendelstein 7-X 資料來源：The race to fusion energy（Philip Ball，2021），我國磁約束聚變研究進展和展望（萬寶年，2008），Emergi

35、ng Space Brief:Fusion Energy（Pitchbook，2023），磁化靶聚變等離子體電磁內爆壓縮模擬研究（趙小明，2020），Pitchbook,甬興證券研究所 1 資料來源：超導磁體技術與磁約束核聚變（王騰，2022）2 資料來源：可控核聚變科學技術前沿問題和進展（高翔等，2018）3 資料來源：我國磁約束聚變研究進展和展望（萬寶年，2008）行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 9 2.2.聚變能聚變能兼具兼具高能量密度、安全性和清潔無污染高能量密度、安全性和清潔無污染優勢優勢 核能的釋放通常依托核聚變和核裂變兩種方式進行。核能

36、的釋放通常依托核聚變和核裂變兩種方式進行。根據科技日報，核裂變是將較重的原子核分裂為較輕的原子核并釋放能量。核聚變是將較輕的原子核聚合反應而生成較重的原子核。這個過程伴隨著質量損失，由愛因斯坦質能方程 E=mc2，損失的這部分質量會轉換成巨大的能量。表表5:核聚變能相較于核裂變能的優勢核聚變能相較于核裂變能的優勢 分類分類 能量密度能量密度 清潔安全清潔安全 原料可持續原料可持續 裂變能裂變能 Fission 1g 鈾 235（核裂變燃料）產生的核裂變能量相當于 1.8t 汽油 核裂變燃料屬于重金屬元素序列，其原料和廢料伴隨強輻射性，半衰期數以萬年計；越反應越快造成安全事故 常見的核裂變反應原

37、料鈾 235 儲量十分稀少 聚變能聚變能 Fusion 1g 氘-氚（核聚變燃料）產生的核聚變能量相當于 8t 汽油 核聚變燃料屬于輕元素序列，其原料和產物很少具有輻射性，即使放射性元素氚其半衰期約 12.43年；一旦失控能短時間自行停止 1 公升海水提取的氘的聚變能量相當于 340L汽油，海洋氘儲備量豐富 資料來源：超導磁體技術與磁約束核聚變（王騰，2022），大國重器激光慣性約束聚變（王巧巧，2019），甬興證券研究所 與核裂變相比與核裂變相比，核聚變具有兩方面固有安全性。，核聚變具有兩方面固有安全性。首先，實現聚變反應的條件十分苛刻，需要足夠高的等離子體溫度、密度，并維持一定的反應時間，

38、因而聚變反應的前提是大量精密的電、磁、壓力、溫度準備，一旦不滿足某條件聚變反應即停止，造成托卡馬克型聚變堆的等離子體熄滅；其次，聚變堆運行過程中，聚變燃料以等離子體形態在真空室內進行反應，聚變燃燒的產物實時從真空室中導出，真空室內不像裂變堆時刻存在著大量的核燃料，而堆結構材料內的短壽命活化產物的衰變熱非常低，安全性更高4。圖圖7:核聚變能與傳統能源的儲量對比核聚變能與傳統能源的儲量對比 圖圖8:不同發電方式單位碳排放量和生命周不同發電方式單位碳排放量和生命周期各環節期各環節占比占比 資料來源：Tokamaks（John Wesson，2011），甬興證券研究所 資料來源：中國核電和其他電力技術

39、環境影響綜合評價（王彥哲等，2021），甬興證券研究所 4 資料來源：聚變堆的核安全分析（劉偉等，2020）行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 10 面對能源與環境的雙重挑戰，兼具面對能源與環境的雙重挑戰，兼具高能量密度、安全性和清潔無污染高能量密度、安全性和清潔無污染優點的聚變能優點的聚變能是化石能源的優質替代項。是化石能源的優質替代項。據國家能源局，氘-氚聚變所需的反應原料中，氘儲量豐富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；氚可通過中子與鋰反應生成，鋰在地殼和海水中廣泛存在?？煽睾司圩兊漠a物為氦和中子，

40、不排放有害氣體，也幾乎沒有放射性污染，具有環境友好的優點。根據 Tokamaks 和 中國核電和其他電力技術環境影響綜合評價，核聚變能儲量更大、排碳更少，是傳統化石能源的優質替代項。12+13 24(3.65)+01(14.03)(1)36+01 24+13+4.78 (2)核聚變的核聚變的關鍵原料氚儲量極少且價格高昂，聚變堆需要有氚增殖劑實關鍵原料氚儲量極少且價格高昂，聚變堆需要有氚增殖劑實現氚的自持?，F氚的自持。氘-氚聚變反應見式（1），為有效獲取氚進行核聚變反應，一般選用含 Li 材料作為聚變堆有氚增殖劑，通過 D-T 反應后的中子與 36發生核反應得到氚，反應見式（2）。增殖劑材料包括

41、鋰的液態金屬和固態鋰36陶瓷兩種。液態增殖劑存在腐蝕性強、磁流體效應，且存在泄漏風險，故不常使用；固態增殖劑常用含有一定豐度的鋰陶瓷，如中國氦冷固態包層（HCSB）選用 Li4SiO4小球為增殖劑材料。制備氚并使之自持是目前聚變工程堆尚待驗證的核心關鍵技術5。技術技術和和成本門檻成本門檻高，高，核聚變商業化核聚變商業化前景前景可期可期。據中國科學院合肥物質科學研究院，實現核聚變發電的兩大技術難點是如何實現上億度點火和等離子體穩定長時間約束控制，需要將上億度等離子體與零下 269 度超導磁體、高熱負荷等離子體與壁材料相互作用、動態精密控制等多項極端條件同時高度集成和有機結合。FIAThe glo

42、bal fusion industry in 2023列舉了 8家投資規模在 2 億美元以上的聚變公司。對于實現聚變發電時間的預測，FIA調查的40家聚變公司中有65%認為可以在2035年前實現向電網輸電。圖圖9:投資規模在投資規模在 2 億美元以上的聚變公司億美元以上的聚變公司 圖圖10:40 家聚變公司對于實現聚變發電時間的預測家聚變公司對于實現聚變發電時間的預測 資料來源：The global fusion industry in 2023（FIA，2023），甬興證券研究所 資料來源：The global fusion industry in 2023（FIA，2023），甬興證券研究

43、所 5 資料來源：核聚變堆用氚增殖劑材料及其制備技術的研究進展與發展趨勢（王昊等，2020）行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 11 2.3.我國聚變研究幾乎與國際同步我國聚變研究幾乎與國際同步，可控核聚變創新聯合體成立可控核聚變創新聯合體成立 常規托卡馬克裝置驗證聚變能商業化可能性。常規托卡馬克裝置驗證聚變能商業化可能性。上世紀 50 年代，第一個托卡馬克裝置在原蘇聯庫爾恰托夫原子能研究所建成。70 年代初,在蘇聯T-3 托卡馬克上獲得超過 1000 萬度的等離子體,國際上很快形成了較大規模,以托卡馬克為主流的磁約束研究方向。90 年代，歐盟的 JET

44、、美國的TFTR 和日本的 JT-60 這 3 個大型托卡馬克裝置在磁約束核聚變研究中獲得許多重要成果6。表表6:上世紀國內外托卡馬克裝置發展歷程上世紀國內外托卡馬克裝置發展歷程 國家國家/地區地區 時間時間 聚變研究成果聚變研究成果 蘇聯蘇聯 1954 年 第一個托卡馬克裝置在原蘇聯庫爾恰托夫原子能研究所建成。蘇聯蘇聯 1970s 初 蘇聯 T-3 托卡馬克上獲得超過 1000 萬度的等離子體。德國德國 1982 年 德國 ASDEX 裝置上首次發現高約束放電模式。歐共體歐共體 1984 年 歐洲聯合環（JET）等離子體電流達到 3.7 MA，并能夠維持數秒。美國美國 1986 年 美國普林

45、斯頓的 TFTR 利用 16 MW 大功率氘中性束注入,獲得了中心離子溫度 2 億度的等離子體，同時產生了 10 kW的聚變功率。歐盟歐盟 1991 年 歐洲聯合環（JET）在運行中首次實現氘氚聚變反應。美國美國 1994 年 TFTR 托卡馬克裝置在實驗中產生了 10.7 兆瓦的有效聚變功率。歐盟歐盟 1997 年 歐洲聯合環（JET）在實驗中產生了 16 兆瓦聚變功率，能量增益因子 Q 值1。日本日本 1997 年 JT-60 利用氘-氘放電實驗,折算到氘-氚反應，能量增益因子 Q 值超過了 1.25。資料來源：我國超導托卡馬克的現狀及發展（李建剛，2007），托卡馬克研究的現狀及發展（李

46、建剛，2016），ITER官網，甬興證券研究所 超導托卡馬克裝置是可控熱核聚變能研究的重大突破。超導托卡馬克裝置是可控熱核聚變能研究的重大突破。常規托卡馬克裝置的輸出成果只能持續數秒，無法滿足商業電站的應用要求，而蘇聯在 70年代建造的 T-7 托卡馬克是世界上第一個超導托卡馬克裝置，在工程上驗證了縱場磁體能夠在這類磁容器上實現連續穩態運行6。我國的可控核聚我國的可控核聚變研究幾乎與國際同步。變研究幾乎與國際同步。據人民日報，1956 年正值我國制定“十二年科技規劃”之際，錢三強、李正武等科學家倡議在我國開展“可控熱核反應”研究，以探索核聚變能的和平利用。1965 年，我國成立聚變能開發專業研

47、究基地，并于 1984 年建成我國核聚變領域第一座大科學裝置中國環流器一號（HL-1）托卡馬克裝置。自 2008 年我國科學技術部成立國際熱核聚變實驗堆（ITER）核聚變中心以來，我國陸續承擔了 18個采購包的制造任務，共有上百家科研院所、企業直接參與。國內核聚變研發成果頻國內核聚變研發成果頻出出，可控核聚變創新聯合體成立?？煽睾司圩儎撔侣摵象w成立。據 中國能源報2023 年 11 月報道，中國國際核聚變能源計劃執行中心專家表示，2008年以來，我國國家磁約束核聚變能發展研究專項共部署 220 個項目，總計安排經費約 60 億元。據中核集團，2023 年 12 月 29 日由其牽頭 25 家央

48、企、科研院所、高校等組成可控核聚變創新聯合體，中國聚變能源有限公司(籌)揭牌，第一批未來能源關鍵技術攻關任務發布，國務院國資委明確可控核聚變為未來能源的重要方向。6 資料來源：我國超導托卡馬克的現狀及發展（李建剛，2007）行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 12 2.4.全球聚變項目全球聚變項目建設投入不輟建設投入不輟，中外聚變公司技術路線明確，中外聚變公司技術路線明確 2.4.1.全球主要聚變項目：全球主要聚變項目：ITER、JT-60SA、EAST、CFETR ITER：七方合作：七方合作，探索聚變作為大規模無碳能源可行性，探索聚變作為大規模無碳能

49、源可行性。據中國科學院合肥物質科學研究院，國際熱核聚變實驗堆計劃簡稱 ITER 計劃，是目前全球規模最大、影響最深遠的國際科研合作項目之一。由中國與歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國七方共同實施，旨在建立世界上第一個受控熱核聚變實驗反應堆。作為七方成員之一，中國承擔了 ITER 裝置近 10%的采購包。中科院合肥物質科學研究院等離子體所是中方任務的主要承擔單位，自2009 年以來主持了包括超導導體、校正場線圈、磁體饋線系統等制造任務，目前承擔的大部分采購包部件已實現國產化。圖圖12:ITER 裝置主要組成部分裝置主要組成部分 資料來源：ITER官網，甬興證券研究所 中方聯合體中標中方聯合體中

50、標 ITER 總裝核心工程總裝核心工程，已完成首個超導接頭安裝。已完成首個超導接頭安裝。據中科院合肥物質科學研究院，由中科院合肥物質科學研究院等離子體物理圖圖11:我國核聚變研發技術成果梳理我國核聚變研發技術成果梳理 資料來源：國家能源局，人民日報海外版，ITER CHINA，中國能源報，中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所，甬興證券研究所 行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 13 研究所、中國核電工程有限公司、中國核工業二三建設有限公司、核工業西南物理研究院等科研機構組成的中方聯合體，于 2019 年 7 月成功中標 ITER托卡馬克主機 T

51、AC-1 安裝標段工程。TAC-1 安裝標段包括托卡馬克主機超導磁體系統、磁體饋線系統、杜瓦、冷屏、診斷線纜等總裝任務。據等離子體所，2022 年 12 月，TAC-1 項目首個超導接頭完成組裝連接。JT-60SA：ITER 的衛星托卡馬克項目，已投入運行。的衛星托卡馬克項目，已投入運行。據科技日報，JT-60SA 計劃是歐盟和日本的聯合建設項目，是國際熱核聚變實驗反應堆計劃（ITER）的先行項目。JT-60SA 反應堆的目標是研究聚變作為一種安全、大規模和無碳的凈能源的可行性。ITER 和 JT-60SA 的最終目標都是使內部的氫核融合成氦，以光和熱的形式釋放能量，模擬太陽內部發生的過程。日

52、本量子科學技術研究開發機構那珂研究所于 2023 年 12 月舉行了 JT-60SA 開始運行儀式。EAST：全超導托卡馬克全超導托卡馬克，創造高約束模式運行新世界紀錄創造高約束模式運行新世界紀錄。根據中國科學院合肥物質科學研究院，EAST 是由其等離子體物理研究所自主設計研制的具有完全知識產權的世界首個全超導非圓截面托卡馬克裝置，中文名為“東方超環”。2021 年 5 月 28 日，EAST 裝置實現了可重復的 1.2 億度101s 等離子體運行和 1.6 億度 20s 等離子體運行。2021 年 6 月 8 日，EAST裝置總放電實驗次數突破 10 萬次。2023 年 4 月 12 日，E

53、AST 成功實現 403 s 可重復的穩態長脈沖高約束模式等離子體運行，創造了托卡馬克裝置高約束模式運行新的世界紀錄7。7 資料來源：磁約束聚變能源的發展機遇與挑戰（高翔等，2023）圖圖13:ITER 托卡馬克主機托卡馬克主機 TAC-1 安裝標段工程區域安裝標段工程區域 資料來源：中科院合肥物質科學研究院，甬興證券研究所 行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 14 圖圖14:EAST 裝置裝置 圖圖15:CFETR 效果圖效果圖 資料來源：中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所，甬興證券研究所 資料來源：中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理

54、研究所，甬興證券研究所 CFETR：以實現聚變能源為目標：以實現聚變能源為目標，有望建成世界首個聚變實驗電站。有望建成世界首個聚變實驗電站。根據光明日報，中國聚變工程實驗堆（CFETR）2017 年 12 月正式開始工程設計。CFETR 計劃分“三步走”完成“中國聚變夢”。第一階段到 2021 年，CFETR 開始立項建設；第二階段到 2035 年，計劃建成聚變工程實驗堆，開始大規?？茖W實驗；第三階段到 2050 年，聚變工程實驗堆實驗成功，開始建設聚變商業示范堆。2.4.2.中外領先聚變企業：能量奇點、星環聚能、中外領先聚變企業：能量奇點、星環聚能、First Light fusion、TA

55、E 能量奇點：能量奇點：洪荒洪荒 70、奇門系統和經天磁體為商業發電蓄勢、奇門系統和經天磁體為商業發電蓄勢 能量奇點是國內第一家聚變能源商業公司。能量奇點是國內第一家聚變能源商業公司。成立于 2021 年，致力于探索加速實現聚變能源商業化的科學技術。據公司官網，公司聚焦于有商業發電潛力的高磁場、高參數、緊湊型高溫超導托卡馬克裝置及其運行控制軟件系統研發，為未來商業聚變發電堆提供高性價比、高可靠性的核心組件和服務。2023 年 4 月，能量奇點完成近 4 億元 Pre-A 輪融資，投資方包括ENLIGHTENMENT、米哈游等，本輪融資的資金將主要用于經天磁體和奇門系統研發。核心技術為商業發電裝

56、置蓄勢。核心技術為商業發電裝置蓄勢。據能量奇點官網，奇門系統是能量奇點獨立研發的一套基于 AI 的等離子體運行控制系統，將首先應用于洪荒 70的運行控制，并持續迭代升級。經天磁體是基于高溫超導材料的大孔徑高場強環向場（TF）線圈，單個線圈的磁場強度將達到 25 特斯拉以上，工程電流密度超過 150 兆安培每平方米。洪荒 70 是能量奇點正在研發的全高溫超導托卡馬克，洪荒 70、奇門系統和經天磁體將奠定能量奇點下一代有商業發電潛力的強磁場先進托卡馬克裝置洪荒 200 的基礎。據公司公眾號，2024年 3 月，洪荒 70 托卡馬克總體安裝完工，裝置建設工作全部結束。行業專題行業專題 請務必閱讀報告

57、正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 15 星環聚能：基于球形托卡馬克的緊湊型重復重聯可控聚變技術方案星環聚能：基于球形托卡馬克的緊湊型重復重聯可控聚變技術方案 圖圖17:星環聚能技術方案星環聚能技術方案 資料來源：星環聚能官網，甬興證券研究所 與清華合作與清華合作 SUNIST-2 成功實現雙環等離子體和磁重聯加熱。成功實現雙環等離子體和磁重聯加熱。據公司官網，2023 年 7 月，由清華大學設計、星環聚能和清華大學聯合建設的SUNIST-2 開展首輪運行，獲得第一等離子體；11 月，星環聚能和清華大學團隊在 SUNIST-2 球形托卡馬克上成功實現雙環等離子體和磁重聯加熱，初步觀察到

58、顯著的等離子體加熱效果。目前，星環聚能正進一步提高 SUNIST-2 的熱承受能力，擴充等離子體診斷手段，為下一步將融合后等離子體溫度推升至 1700 萬攝氏度作充分準備。圖圖16:洪荒洪荒 70 中心螺線管（中心螺線管（CS）落位）落位 資料來源：能量奇點FusionEnergy公眾號，甬興證券研究所 行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 16 First Light fusion：彈丸聚變技術：彈丸聚變技術有望有望低成本實現聚變低成本實現聚變 英國 First Light fusion 公司的目標是用最簡單的機器解決聚變發電的問題。據中核戰略規劃研究總

59、院援引 First light fusion 公司網站報道，2022 年其彈丸聚變（Projectilefusion）技術首次成功實現核聚變，英國原子能管理局（UKAEA）獨立驗證了這一成果。彈丸聚變技術是一種新的慣性約束聚變技術，具有簡單、節能、物理風險低的特點。First Light fusion 公司在花費不到 4500 萬英鎊的情況下實現了聚變，其性能改進速度比歷史上任何其他聚變方案都要快。該公司計劃在本世紀 30 年代建設一座功率 15 萬千瓦的試點聚變電廠，建設費用將低于 10 億美元。TAE：合作合作實現氫實現氫-硼聚變實驗硼聚變實驗，研究堆研究堆將模擬氘氚循環凈能源生產將模擬氘

60、氚循環凈能源生產 首次磁約束方式實首次磁約束方式實現氫硼聚變，證明無中子核聚變的可行性?，F氫硼聚變，證明無中子核聚變的可行性。據科技日報 2023 年 3 月報道，日本國家聚變科學研究所和美國 TAE 技術公司攜手，首次在磁約束聚變等離子體中實現了氫-硼聚變實驗，證明了無中子核聚變的可行性。第六座聚變研究堆將模擬傳統氘氚（第六座聚變研究堆將模擬傳統氘氚（DT）燃料循環的凈能源生產。）燃料循環的凈能源生產。據中核戰略規劃研究總院援引世界核新聞網站報道，2022 年 7 月美國 TAE 公司（TAE Technologies）獲 2.5 億美元投資。2017 年 5 月，TAE 推出了價值1.5

61、億美元、國家實驗室規模的第五座聚變研究堆諾曼研究堆（Norman）。2021 年 4 月，TAE 宣布諾曼研究堆已在超過 7500 萬的溫度下維持穩定的等離子體，比其最初目標高出 250%。TAE 的第六座研究堆哥白尼將在加利福尼亞州歐文市建設，運行溫度將超過 1 億攝氏度，將模擬傳統氘氚（DT）燃料循環的凈能源生產。圖圖18:TAE 第五代核聚變研究反應堆第五代核聚變研究反應堆 Norman 的外觀渲染圖的外觀渲染圖 資料來源：TAE官網，甬興證券研究所 行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 17 3.可控核聚變項目投資大，有望帶動上游材料設備環節可控核

62、聚變項目投資大，有望帶動上游材料設備環節 3.1.核聚變核聚變系統復雜性高系統復雜性高，聚變堆建設聚變堆建設或將拉動材料設備采購或將拉動材料設備采購 圖圖19:可控核聚變產業鏈可控核聚變產業鏈 資料來源：廈門鎢業公眾號，中色東方官網，Wind公司公告，上海超導官網，IAEA，上海證券報，中科院合肥物質科學研究院等離子體所，合肥科聚高官網，科技日報，保變電氣官網，上海電氣官網，上海市國資委，蘇州紐威閥門Neway公眾號，上證e互動，中國日報網，新奧科技官網，能量奇點官網，星環聚能官網，甬興證券研究所 單個核聚變項目投資大。單個核聚變項目投資大。根據普林斯頓大學研究人員測算，一個 1000兆瓦的核

63、聚變工廠成本可能在 27 億美元到 97 億美元之間8。以 2019 年 9 月獲批的聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施（CRAFT）項目為例，根據中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所官網，CRAFT 相關的中標項目金額合計已超 4.69 億，包括 TF 線圈盒制造（15700 萬元）、TF 線圈絕緣制造及檢測（5783.46 萬元）、磁體平臺氦制冷系統（2500 萬元）等。表表7:中科院（合肥）等離子體所中科院（合肥）等離子體所 CRAFT 部分采招中標項目部分采招中標項目 中標公告日中標公告日 產品產品 供應商供應商 中標價中標價 2021/08/30 TF 線圈盒制造 上海電氣核電

64、集團有限公司 15700 萬 2022/08/23 TF 線圈絕緣制造及檢測 合肥聚能電物理高技術開發有限公司 5783.46 萬 2023/06/05 導體平臺背場（高中低場）線圈工裝模具及 Dummy 線圈制造 01 包 合肥曦合超導科技有限公司 3135 萬 2023/09/21 磁體平臺氦制冷系統 液化空氣安法科（上海）貿易有限公司 2500 萬 2023/06/05 導體平臺背場（高中低場）線圈工裝模具及 Dummy 線圈制造 02 包 合肥聚能電物理高技術開發有限公司 1530.44 萬 資料來源：中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所，甬興證券研究所 8 資料來源：Wil

65、l Tech Breakthroughs Bring Fusion Energy Closer to Reality?（CHRISTIAN SCHWGERL，2023）行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 18 項目成本拆分指向線圈、超導帶材、包層、偏濾器環節。項目成本拆分指向線圈、超導帶材、包層、偏濾器環節。中國科學院合肥物質科學研究院2021年以來的中標項目中，高價標的主要圍繞超導帶材、偏濾器和線圈制造。據 Dehong Chen 等核算的 CFETR 兩種建設方案的成本項目拆分，磁場線圈成本占200MW功率全超導托卡馬克直接成本的26.8%，包層系統

66、（包括第一壁和屏蔽塊）成本占比 5.6%。表表8:2021 年以來中科院（合肥物質科學研究院）部分采招中標項目年以來中科院（合肥物質科學研究院）部分采招中標項目 種類種類 供應商供應商 產品產品 單價單價 數量數量 總價（萬總價（萬元）元）中標公告日中標公告日 超導帶材超導帶材 上海超導 高性能高溫超導 YBCO 帶材 15.826 萬元/km 9.87km 156.21 2023/09/06 高溫超導 YBCO 帶材 19.4 萬元/km 25km 485 2022/10/22 西安聚能超導 高電流密度 Nb3Sn 超導線 9400 元/kg 413kg 388.22 2023/07/31

67、西部超導 超導電纜用電鍍無氧銅線 395 元/kg 15000kg 592.5 2023/02/10 超導電纜銅線-電鍍(Cr)無氧銅0.99mm 500 元/kg 20575kg 2295.26 2021/08/30 超導電纜銅線-電鍍(Ni)無氧銅0.82mm 395 元/kg 6683kg 超導電纜銅線-電鍍(Cr)無氧銅0.82mm 505 元/kg 19852kg 偏濾器偏濾器 安泰科技 偏濾器原型部件 02 包 475 萬元 1 475 2023/11/02 EAST 下偏濾器鎢串采購 446.4 萬元/套 1 套 446.4 2022/01/19 南京富地瓏 偏濾器原型部件 01

68、 包 493.05 萬元 1 493.05 2023/11/02 EAST 下偏濾器平板式外靶板 9.95 萬元/套 16 套 159.2 2022/01/19 線圈制造線圈制造 合肥科聚高 PF5&PF7 線圈繞制及接頭制造 3470 萬元 1 3470 2023/12/13 合肥聚能電物理 超導線圈繞制生產線 548.71 萬元 3 1646.1 2022/12/14 資料來源：中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所，合肥聚能電物理高技術開發有限公司，甬興證券研究所 行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 19 表表9:CFETR 反應堆成本評估

69、（以反應堆成本評估（以 2009 年為基準）年為基準）編碼編碼 部件名稱部件名稱 方案方案 1：全超導托卡馬克：全超導托卡馬克 200MW 功率功率（單位：百萬美元）（單位：百萬美元）方案方案 2：水冷銅磁體托卡馬克：水冷銅磁體托卡馬克 200MW 功率功率（單位：百萬美元）（單位：百萬美元）20 土地使用權土地使用權 4.0 4.0 21 建筑及場地設施建筑及場地設施 319.0 307.6 22 聚變堆核心設備聚變堆核心設備 1580.3 673.3 22.1 聚變能捕捉轉化 133.8 63.5 22.1.1 第一壁和包層 85.0 34.1 22.1.2 偏濾器 15.0 12.6 2

70、2.1.3 屏蔽層 33.8 16.8 22.2 等離子體約束 859.2 262.2 22.2.1 環向磁場線圈 401.0 177.7 22.2.2 極向磁場線圈 166.9 75.5 22.2.3 歐姆加熱線圈 48.8 8.9 22.2.4 隔熱層 224.6 0.0 22.2.5 低溫恒溫器 18.0 0.0 22.3 等離子體形成和維持 125.5 125.5 22.3.1 帶電源加熱和電流驅動（穩態）102.5 102.5 22.3.2 帶電源啟動子系統 7.0 7.0 22.3.3 帶電源穩定控制子系統（順態）0.0 0.0 22.3.4 等離子體燃料和成分控制 16.0 16

71、.0 22.4 真空室，動力中樞 239.6 45.7 22.4.1 真空容器 145.5 27.7 22.4.2 氦液化器 15.0 0.0 22.4.3 真空泵管 79.1 17.9 22.5 主要結構支撐，動力中樞 89.8 43.7 22.6 主要傳熱 57.6 57.8 22.7 放射性物質處理 2.6 2.6 22.8 燃料處理和儲存 12.3 12.3 22.9 維修設備 0.0 0.0 22.10 儀表與控制 60.0 60.0 22.11 其他核心設備 0.0 0.0 23 渦輪，發電設備渦輪，發電設備 53.0 53.2 24 電廠設備電廠設備 59.4 59.5 25 散

72、熱設備散熱設備 7.0 7.1 26 雜項工廠設備雜項工廠設備 21.5 21.5 27 特殊材料特殊材料 75.4 36.1 90 直接成本總計直接成本總計 2119.5 1162.3 91 建筑設施、設備及服務建筑設施、設備及服務 239.5 131.3 92 總部工程和服務總部工程和服務 110.2 60.4 93 現場工程和服務現場工程和服務 110.2 60.4 96 項目應急項目應急 434.6 238.3 97 建設期間利息建設期間利息 IDC 443.2 243.0 98 建設期間升級建設期間升級 EDC 0.0 0.0 99 資金成本總計資金成本總計 3457.2 1895.

73、8 資料來源：Preliminary Cost Assessment and Compare of China Fusion Engineering Test Reactor（Dehong Chen等，2015），甬興證券研究所 行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 20 3.2.關鍵關鍵部件國產化發力部件國產化發力，高溫超導高溫超導帶材帶材增強增強聚變聚變商業化潛力商業化潛力 3.2.1.超導帶材超導帶材 第二代高溫超導帶材具有卓越低溫高場性能。第二代高溫超導帶材具有卓越低溫高場性能。據聯創光電，超導現象是指導電材料在低溫環境下呈現出電阻等于零以及排斥磁

74、力線的現象，按照臨界溫度的不同可分為低溫超導和高溫超導。據材易通，目前，得到應用的低溫超導材料主要包括 NbTi、Nb3Sn、Nb3Al 等，而具有實用價值的高溫超導體主要包括鉍系和釔系。表表10:低溫超導材料及高溫超導材料對比低溫超導材料及高溫超導材料對比 低溫超導材料低溫超導材料 高溫超導材料高溫超導材料 工作溫度工作溫度 基于低溫超導材料的應用裝置一般工作在液氦溫度（4.2K 及以下）?；诟邷爻瑢Р牧系膽醚b置一般工作在液氫溫度（約 20K）至液氮溫度（約 77K）之間。環境成本環境成本 液氦環境昂貴。工業液氮制冷已經非常成熟，一噸液氮的價格穩定在一千元以下，適用范圍廣且價格低廉。應用

75、材料應用材料 得到應用的低溫超導材料主要包括 NbTi、Nb3Sn、Nb3Al 等。具有實用價值的高溫超導體主要包括兩類：一是鉍系（BSCCO，Tc 約 90K-110K，也稱為第一代高溫超導材料）；二是釔系（Tc 約 90K，YBCO 或 REBCO，也稱為第二代高溫超導材料）。聚變應用聚變應用 由低溫超導線材繞制的磁體系統是 ITER 裝置的核心部件。第二代高溫超導帶材是緊湊型托卡馬克裝置的優良選擇，可以在溫度大大高于絕對零度的情況下產生強磁場以約束高溫等離子體、使其無規則熱運動發生連續碰撞、產生大量的聚變反應并釋放出能量，從而實現聚變的可控運行。資料來源：材易通，聯創光電年報，上海超導官

76、網，國際熱核聚變(ITER)用低溫超導線研究進展（張平祥等，2009），甬興證券研究所 高溫超導磁體顯著增強聚變能源商業化潛力高溫超導磁體顯著增強聚變能源商業化潛力。傳統托卡馬克裝置大多使用低溫超導材料，隨著高溫超導材料技術的發展，第二代高溫超導材料具備更高的溫度裕度、電流密度和臨界磁場，促進了更加緊湊、更高磁場的高溫超導磁體的誕生9。上海超導：上海超導：主產品第二代高溫超導帶材，突破上、中、下游產業鏈主產品第二代高溫超導帶材，突破上、中、下游產業鏈。據公司官網，上海超導基于物理氣相沉積法制備的二代高溫超導帶材 REBCO具有領先的低溫高場電性能（在 4.2 K、12T 垂直場下，臨界電流可達

77、 1000 A/cm(寬度)）、優異的臨界電流密度（77 K、自場下，薄膜電流密度最高可超過 5MA/cm，帶材最高性能可達 600A/cm(寬度)以上）、極低的交流損耗（0.36-0.5W/m）。據公司公眾號，作為能量奇點的核心材料供應商，公司為洪荒 70 裝置提供了全部磁體系統所需的高性能高溫超導帶材。據文匯報，上海超導已成為聯邦聚變系統公司（CFS）等一眾聚變公司和超導應用公司的核心供應商。9 資料來源：緊湊型托卡馬克極向場磁體渦流損耗計算研究（張治煊等，2023）行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 21 表表11:上海超導為客戶提供聚變磁體高溫超

78、導帶材上海超導為客戶提供聚變磁體高溫超導帶材 客戶名稱客戶名稱 應用項目應用項目 具體情況具體情況 Commonwealth Fusion Systems（美）超導可控核聚變 上海超導為該項目批量提供高溫超導帶材，目前 CFS 公司正在繞制 20T 的強磁場磁體，應用于研制核聚變磁體。Tokamak Energy（英）超導可控核聚變 上海超導與英國 TE 公司進行深度合作，于2017 年底開始批量供應帶材用于研制核聚變磁體應用于超導可控核聚變，計劃于2025 年實現 ST-F1 超導可控核聚變示范工程、2030 年實現 ST-E1 超導可控核聚變商業化發電。中科院等離子體所 聚變磁體用 COR

79、C 導纜 上海超導為該項目提供 ST-03-E 型高溫超導帶材，用于制備磁約束聚變中的大電流導體。資料來源：上海超導官網，甬興證券研究所 圖圖20:上海超導上海超導4mm鍍銅高溫超導帶材，鍍銅高溫超導帶材，Ic(20K,20T)108A 應用案例應用案例 圖圖21:上海超導上海超導 10mm 鍍銅高溫超導帶材，鍍銅高溫超導帶材，Ic(77K,s.f.)320A 應用案例應用案例 資料來源：上海超導官網，甬興證券研究所 資料來源：上海超導官網，甬興證券研究所 3.2.2.偏濾器偏濾器 直接承受強粒子流和高熱流的沖擊直接承受強粒子流和高熱流的沖擊，器壁材料性能關鍵。，器壁材料性能關鍵。聚變反應的燃

80、料是氫同位素氘和氚，反應產物是氦灰、中子和能量。為了保證聚變反應的長時間穩態進行，需要將這些產物從芯部及時排出10。偏濾器發揮的作用包括（1）排出來自聚變等離子體的能流和粒子流；（2）有效地屏蔽來自器壁的雜質，減少對芯部等離子體的污染；（3）排出核聚變反應過程中所產生的氮灰等產物，并提取有用的熱量用于發電11。鎢鎢、銅銅因性能優越被因性能優越被用于用于偏濾器偏濾器原原材料材料。鎢材料具有低的侵蝕率和氣滯留性，高的熔點(3680 K)良好的熱傳導性能和機械性能，被認為是未來聚變堆器壁的主要候選材料12；據中科院等離子體物理研究所，聚變堆材料及部件研究室，鎢銅偏濾器能夠結合鎢的高熔點、低濺射、低滯

81、留，以及銅的高熱傳導等優點。10 資料來源：托卡馬克鎢偏濾器基本物理問題（桑超峰等，2022）11 資料來源：核聚變堆偏濾器熱沉材料研究現狀及展望（彭吳擎亮等，2021）12 資料來源：托卡馬克鎢偏濾器基本物理問題（桑超峰等，2022）行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 22 安泰中科鎢銅部件供應國內外聚變裝置。安泰中科鎢銅部件供應國內外聚變裝置。據安泰科技公告，公司控股子公司安泰中科研發生產的偏濾器全鎢復合部件、鎢銅復合部件等產品成功應用于我國“人造太陽”EAST 大科學工程裝置和國際熱核聚變實驗堆ITER 項目。據安泰科技公眾號，2023 年 3 月

82、，安泰中科為合肥市緊湊型聚變能實驗裝置(BEST)研制的鎢銅復合片全部研制完成、順利交付。3.2.3.線圈制造線圈制造 表表12:ITER 線圈構成線圈構成 名稱名稱 圖示圖示 數量數量 介紹介紹 國產化情況國產化情況 環向場環向場/縱場（縱場（TF）線圈）線圈 18 個 TF 線圈由完整連續的基于Nb3Sn 超導線的鎧裝導體（CICC）繞制而成。ITER 裝置運行時，TF 導體內流動著 4.2K（-269）的超流態液氦，每根導體額定電流68kA，承受的磁場強度最高達 12T，約為地球磁場的 20 萬倍。中國承擔 11 根 TF 導體制造任務，約占全部 TF導體制造任務的 7.51%。中心螺中

83、心螺線管線管（CS）線圈）線圈 6 個 由六大模塊部件組成。全部組裝完成后中心螺線管高 18 米，直徑 4.26 米，重達 1000 噸。中心螺線管被稱為 ITER 實驗堆的心臟，要驅動 1500 萬安培的電流，用于約束核聚變反應。等離子體所在美國承擔的ITER 中心螺線管項目中發揮了重要作用，自主設計了用于該中心螺管線圈測試的大型超導饋線系統，聯合聚能、科燁、科聚低溫等高新企業完成該大型超導饋線系統的研發制造、出廠測試、系統運輸以及在線組裝測試支持、現場集成和驗收測試保障等整套工程任務。極向場（極向場（PF）線圈）線圈 6 個 由 6 個不同尺寸的獨立線圈組成，自上而下分別為PF1、PF2、

84、PF3、PF4、PF5、PF6。主要作用是在等離子體的產生、上升、成形和平頂各個階段提供歐姆加熱和控制等離子體位形。PF 線圈導體為NbTi 基超導鎧裝導體。中方團隊承擔了 PF 導體采購包 PF2/3/4 和 PF5 導體，總共包括 64 根導體，均由等離子體所負責研制。校正場線圈（校正場線圈（CC）18 個 由上（Top）、側（Side）、下（Bottom）3組線圈構成，每組 6 個。每個線圈由多匝超導導體組成，全部線圈的最大工作匝電流為 10KA，最高磁場約 5T，所有線圈外部都有壁厚 20mm 的線圈盒保護，線圈通過夾板支撐并依托在縱場磁體上。所有超導磁體均采用 NbTi材料的 CIC

85、C 超導導體。CC 校正場線圈是由中國100%承擔的超導線圈制造項目。資料來源：中國科學院等離子體物理研究所，ITER CHINA，中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所，甬興證券研究所 中方參與多項中方參與多項 ITER 線圈采購包。線圈采購包。ITER 磁體系統由 18 個縱場（TF）線圈、6 個中心螺管（CS）線圈、6 個極向場（PF）線圈以及 18 個校正場行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 23 線圈（CC）組成，其中校正場線圈包括 6 個底部線圈（BCC）、6 個頂部線圈（TCC）和 6 個側線圈（SCC）。中國在各項線圈制造項目中均

86、有參與。由中國由中國 100%承擔承擔的的 ITER 校正場線圈（校正場線圈（CC）項目，關鍵工藝包括繞項目，關鍵工藝包括繞制、制、VPI、線圈盒研制、線圈盒封焊。、線圈盒研制、線圈盒封焊。據中科院等離子體物理研究所，項目覆蓋了超導材料和部件的制造，大型繞制設備和真空壓力浸漬系統的構建。每個 CC 線圈都由超導線圈、線圈盒、絕緣法蘭、接頭箱等幾大部件組成。線圈在完成繞制和第一次真空壓力浸漬（VPI）后裝入線圈盒，再將線圈盒封焊，同時裝上絕緣法蘭，然后進行第二次 VPI，最后再安裝終端箱部分。合肥科聚高中標中科院（合肥）合肥科聚高中標中科院（合肥）PF5&PF7 線圈繞制及接頭制造，中標線圈繞制

87、及接頭制造，中標金額金額 3470 萬萬。據公司官網，合肥科聚高技術有限責任公司是中國科學院等離子體物理研究所 1995 年投資設立的全資公司，具備大型超導磁體繞制技術、真空壓力浸漆處理（VPI）技術、大型超導磁體測試實驗技術。公司在EAST 超導線圈研制中，建成了 600 米 CICC 導體穿管生產線、研制出大型復雜形狀的多臺繞線機、預彎以及導體成型等系列設備。3.2.4.第一壁和包層屏蔽塊第一壁和包層屏蔽塊 第一壁和包層屏蔽塊同屬包層系第一壁和包層屏蔽塊同屬包層系統統。在磁約束聚變堆中，包層擔負著在磁約束聚變堆中，包層擔負著氚增殖、能量提取氚增殖、能量提取,以及磁體屏蔽等核心功能以及磁體屏

88、蔽等核心功能13。據 ITER CHINA，包層系統包括覆蓋于 ITER 真空室內壁的兩個不同的子系統：覆蓋面積為 620m的壁掛包層模塊和覆蓋 40m 的端口掛載包層模塊。壁掛包層系統采用模塊化設計，共計 440 塊，總重量約 1500 噸。每個模塊由第一壁（First Wall）、屏蔽塊（Shield Module）以及柔性支撐等組成。氚增殖方面，CFETR 至少75%的包層面積區域覆蓋，從而保證增殖比，而ITER沒有氚增殖比的要求，僅在 3 個窗口處布置有 6 個實驗包層模塊以測試產氚14。13 資料來源：中國聚變工程實驗堆超臨界 CO2鋰鉛包層初步分析（黃凱，2023）14 資料來源：

89、CFETR 屏蔽包層冷卻系統設計及其熱工分析（郭騰蛟等，2022）圖圖22:ITER 校正場線圈（校正場線圈（CC）工序介紹）工序介紹 資料來源：中科院等離子體物理研究所，甬興證券研究所 行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 24 表表13:包層系統介紹包層系統介紹 材料材料 作用作用 關鍵技術關鍵技術 第一壁第一壁 ITER 第一壁由三種材料構成，分別為面對等離子體鈹瓦材料、中間熱沉 CuCrZr（鉻鋯銅）合金材料和支撐背 316L(N)不銹鋼材料，綜合考慮了第一壁材料與聚變等離子體的相容性、導熱性能和結構強度等。第一壁直接面向高溫等離子體，在起到限制聚

90、變等離子體、屏蔽高熱負荷，從而保護外圍設備和部件免受熱輻射損傷的作用。為實現良好的熱傳導以消耗熱負荷，三種材料之間需冶金結合，連接技術也成為ITER 第一壁板制造的核心技術。包層屏蔽塊包層屏蔽塊 ITER 包層屏蔽塊主要由316LN 不銹鋼材料經鍛造、焊接、鉆孔（直徑12-30mm）等工藝處理后成型所得。包層屏蔽塊主要起著實現能量輸運、輻射屏蔽、熱屏蔽等重要作用。關鍵技術是 316LN 不銹鋼材料及深加工工藝。氚增殖包層氚增殖包層模塊模塊 一般選用含 Li 材料作為聚變堆有氚增殖劑。氚是人造核素，作為氘-氚核聚變反應堆所必需的燃料之一，通常采用中子與鋰的核反應獲得。在未來核聚變反應堆中，為補充

91、氚的消耗，需要在核聚變堆的包層中進行氚的“在線增殖”,以維持核聚變反應的持續運行。氚增殖劑正硅酸鋰小球的制備工藝主要包含氚增殖劑粉末的制備和陶瓷小球的制備。后者的制備工藝主要有熔融噴霧法、濕法工藝、石墨球床法、擠出滾圓法等。熔融噴霧法制備的氚增殖劑小球密度最高，高密度氚增殖劑有助于提高固態包層的產氚率。資料來源：國光電氣年報，ITER CHINA，CFETR屏蔽包層冷卻系統設計及其熱工分析（郭騰蛟等，2022），核聚變堆用氚增殖劑材料及其制備技術的研究進展與發展趨勢（王昊等，2020），中國氦冷固態增殖劑實驗包層模塊材料研究進展（盛倩等，2022），甬興證券研究所 中方中方 ITER 第一壁半

92、原型件率先通過高熱負荷測試。第一壁半原型件率先通過高熱負荷測試。據 ITER CHINA，中、俄、歐三方承擔了 ITER 第一壁的制造任務，參與程度依次為 10%、40%和 50%。中方于 2016 年 5 月成功制作該第一壁半原型件，送往俄羅斯Efremov 研究所進行了表面熱負荷為 4.7MW/m2（滿載）和 5.9MW/m2（過載）的高熱負荷疲勞試驗，分別達到 7500 次和 1500 次熱循環。試驗于 8 月8 日完成，標志著中方具備了簽署 ITER 第一壁采購安排協議的技術條件。國內企業關注第一壁釬焊焊接國內企業關注第一壁釬焊焊接。據科技日報，中核集團核工業西南物理研究院承接 ITE

93、R 增強熱負荷第一壁全尺寸原型件研制，與貴州航天新力科技有限公司合作完成了部件焊接裝配。據楚江新材，子公司頂立科技為第一壁材料的制造提供了鎢合金超高溫燒結裝備、釬焊焊料非晶合金產品及工藝技術支持。行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 25 3.3.可控核聚變相關上市公司梳理可控核聚變相關上市公司梳理 表表14:核聚變相關標的核聚變相關標的 代碼代碼 名稱名稱 簡介簡介 聚變部件進展聚變部件進展 000969.SZ 安泰科技 以先進金屬材料及關鍵部件為核心主業 子公司研發生產的偏濾器全鎢復合部件、鎢銅復合部件等產品應用于 EAST、ITER 601727.S

94、H 上海電氣 主導產業聚焦能源裝備、工業裝備、集成服務 旗下上海電氣核電集團有限公司自 2022 年以來，先后承接了上海能量奇點及河北新奧的核聚變試驗項目，承擔的 HH-70 主機系統三大核心部件外真空杜瓦、真空室、內外冷屏的制造加工任務均已全部具備交付條件 688122.SH 西部超導 建成國內唯一的超導線材商用生產線、國內唯一的超導磁體生產線 公司的 NbTi 和 Nb3Sn 超導線材通過 ITER 組織的綜合評價，目前已完成全部超導線材的交付工作。600105.SH 永鼎股份 研制、生產和銷售通信光纜、光器件、通信電纜、電力電纜、電力柜等系列產品 子公司東部超導提供釔鋇銅氧(YBCO)第

95、二代高溫超導帶材，自行設計生產制造的高溫超導低壓直流電纜在江蘇蘇州并網投運 600577.SH 精達股份 特種電磁線行業的龍頭企業 投資上海超導。上海超導基于物理氣相沉積法制備的第二代高溫超導帶材 REBCO 具有低溫高場電性能，高溫超導帶材供貨美國CFS、英國 TE、中科院等離子體所 601212.SH 白銀有色 主營有色金屬的采選、冶煉、加工及貿易 下屬長通公司電纜產品應用于 ITER，制造并交付國內首根核聚變裝置用 750 米超導電纜 600363.SH 聯創光電 超導產業是公司未來發展的主業之一 參股的聯創超導突破了基于核聚變應用場景的集束線纜的百米級的研發與制造 601399.SH

96、國機重裝 高端重型裝備企業 與中國科學院合肥物質科學研究院成功簽訂聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施（CRAFT）TF 線圈盒先行件 AU3 制造合同 002611.SZ 東方精工 致力于數字化智能高端裝備制造 參股公司航天新力承擔了 ITER 的磁體支撐、屏蔽包層等重要設備的制造 605167.SH 利柏特 具備大型工業模塊設計和制造能力 核電氣體分離裝置用于核電制氦，為 ITER 輔助裝備之一 688719.SH 愛科賽博 掌握電力電子變換和控制技術 產品覆蓋磁約束核聚變用高精度電源；參與 EAST、HL-2M 項目 603015.SH 弘訊科技 塑機控制解決方案供應商 子公司意大利 EEI

97、擁有高速環磁(Tokamak)控制技術，提供先進的直流/直流電源解決方案 002639.SZ 雪人股份 制冰設備及制冰系統供應商 為中科院合肥物質研究所提供氦氣螺桿壓縮機，應用于全超導托克馬克核聚變實驗裝置 688167.SH 炬光科技 覆蓋高功率半導體激光產品 高功率半導體激光產品被應用于有“人造太陽”之稱的國家慣性約束可控核聚變試驗裝置重大項目 002255.SZ 海陸重工 取得核安全設備制造資格 服務堆型包括 ITER 873576.BJ 天力復合 主營業務為層狀金屬復合材料的研發、生產和銷售 正在從事的研發項目包括核聚變用被動板制備技術與界面研究 430300.BJ 辰光醫療 產品覆蓋

98、特種超導磁體 無液氦回旋管超導磁體可應用于受控核聚變 000962.SZ 東方鉭業 鉭、鈮冶煉及加工生產商 控股股東中色東方為 ITER 增強熱負荷第一壁關鍵材料鈹瓦產品的研制單位；2021 年科技部 ITER 中心發布實施了由中色東方西材院主持制訂的核聚變采購包專項標準聚變堆用高純度真空熱壓鈹材 002533.SZ 金杯電工 從事電線電纜產品的研發、生產和銷售 電磁線產品應用于客戶核聚變產業研發項目 688186.SH 廣大特材 高品質特種合金材料為核心業務 低活化馬氏體鋼 CLAM 是核聚變實驗堆專用結構材料，公司實現了低活化馬氏體電渣鋼國產化突破，目前小批量生產 600549.SH 廈門

99、鎢業 精礦、鎢鉬中間制品等的研發生產銷售 ITER 朗繆爾探針組件首批鎢部件交付 002171.SZ 楚江新材 主營高精度銅合金板帶材、精密銅合金線材和銅導體材料 子公司頂立科技為第一壁材料的制造提供了鎢合金超高溫燒結裝備、釬焊焊料非晶合金產品及工藝技術支持 600501.SH 航天晨光 核工裝備產業包括以核電膨脹節、核電軟管等為代表的核工業基礎件產品“熱核聚變用杜瓦膨脹節成套系統”完成江蘇省首臺(套)重大裝備認定申報 資料來源：Wind公司公告，Wind公司介紹，上海電氣官網，上海市國資委，上海證券報，中華國際科學交流基金會，上海超導官網，證券日報網，中國產業經濟信息網，中色東方官網，廈門鎢

100、業公眾號，甬興證券研究所 行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 26 3.3.1.聯創光電：聯創光電：超導磁體和制冷系統提供商超導磁體和制冷系統提供商，參與百億規模聚變項目參與百億規模聚變項目 公司參股的聯創超導是國際上為數不多的可提供各種口徑和各種位型磁場的高溫超導磁體的綜合性解決方案提供商，也是國內率先基于高溫超導磁體技術實現工業化裝置應用的企業15。據上海超導官網，聯創超導自主研制的世界首臺兆瓦級高溫超導感應加熱裝置于 2023 年 4 月投運，上海超導作為帶材產品的核心材料供應商。聯合建設百億級可控核聚變項目聯合建設百億級可控核聚變項目，提供超導磁

101、體和制冷系統提供超導磁體和制冷系統。根據江西省電子集團有限公司，2023 年 11 月 12 日，江西省人民政府與中國核工業集團有限公司簽訂全面戰略合作框架協議，聯創超導和中核聚變（成都）設計研究院有限公司將聯合建設可控核聚變項目，技術目標 Q 值大于 30，實現連續發電功率 100MW，項目工程總投資預計超過 200 億元人民幣。根據 2023 年 12 月 22 日聯創光電投資者關系活動記錄表，聯創超導參與建設的可控核聚變項目中，負責提供主機裝置中的高溫超導磁體系統和低溫制冷系統部分，約占主機裝置建設成本的一半左右。3.3.2.西部超導：填補多領域基礎材料“短板”，“產能提升西部超導：填補

102、多領域基礎材料“短板”，“產能提升+應用拓展”應用拓展”雙輪驅動雙輪驅動16 據上海證券報 2023 年 7 月報道，西部超導在成立初就立下“國際領先、國內空白”的研發目標。2004 年 11 月，西部超導一期項目正式投產，標志著我國低溫超導材料正式拉開了產業化的序幕。據西部超導年報，公司實現了低溫超導線材商業化生產；在高溫超導材料方面，公司側重 MgB2 和 Bi-2223 的研發和產業化，已掌握上述材料核心制備技術。面向新一代聚變工程實驗堆的高性能面向新一代聚變工程實驗堆的高性能 Nb3Sn 線材已具備批量生產能力。線材已具備批量生產能力。公司自主開發了全套低溫超導產品的生產技術，代表我國

103、完成了 ITER 項目的超導線材交付任務，實現了 MRI 超導線材的批量生產。Nb3Sn 超導線材工程化生產技術方面，公司解決了青銅法 Nb3Sn 超導線材加工硬化難題，實現了 ITER 用青銅法 Nb3Sn 超導線材長線連續加工，各項性能指標滿足核聚變和高場核磁共振譜儀技術要求。4.投資建議投資建議 可控核聚變作為高效清潔能源，國務院國資委明確其為未來能源的重要方向。我們認為，雙碳政策與技術突破共振，中外聚變公司加大投資，有望打開上中游廣闊市場空間。結合對聚變產業鏈的梳理，建議關注：（1）超導帶材供應商，如聯創光電、西部超導、永鼎股份、精達股份（投資上海超導）等；（2）零部件供應商，如安泰科

104、技、上海電氣等；（3）上游原料供應商，如廈門鎢業、廣大特材等。15 資料來源：Wind.聯創光電公告 16 資料來源：上海證券報 行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 27 5.風險提示風險提示（1）可控核聚變發電的經濟性有待提高：）可控核聚變發電的經濟性有待提高：若聚變項目實現凈能量增益的成本過高，會影響企業技術商業化進度。（2）聚變技術研發進度不）聚變技術研發進度不達預期：達預期：若相關核聚變企業難以解決上億度點火、等離子體穩定長時間約束控制、零部件研發裝配，則會影響核聚變發電進程。（3）清潔能源方案迭代的技術風險：）清潔能源方案迭代的技術風險：其他的

105、新能源發電技術成熟度不斷提高使得發電成本充分降低，可能對可控核聚變發電造成路徑替代。行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 28 分析師聲明分析師聲明 本報告署名分析師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，以勤勉盡責的職業態度，專業審慎的研究方法，獨立、客觀地出具本報告，保證報告采用的信息均來自合規渠道，并對本報告的內容和觀點負責。負責準備以及撰寫本報告的所有研究人員在此保證，本報告所發表的任何觀點均清晰、準確、如實地反映了研究人員的觀點和結論，并不受任何第三方的授意或影響。此外，所有研究人員薪酬的任何部分不曾、不與、也將不會與本報

106、告中的具體推薦意見或觀點直接或間接相關。公司業務資格說明公司業務資格說明 甬興證券有限公司經中國證券監督管理委員會核準，取得證券投資咨詢業務許可，具備證券投資咨詢業務資格。投資評級體系與評級定義投資評級體系與評級定義 股票投資評級：股票投資評級：分析師給出下列評級中的其中一項代表其根據公司基本面及（或）估值預期以報告日起 6 個月內公司股價相對于同期市場基準指數表現的看法。買入 股價表現將強于基準指數 20%以上 增持 股價表現將強于基準指數 5-20%中性 股價表現將介于基準指數5%之間 減持 股價表現將弱于基準指數 5%以上 行業投資評級：行業投資評級：分析師給出下列評級中的其中一項代表其

107、根據行業歷史基本面及（或）估值對所研究行業以報告日起 12 個月內的基本面和行業指數相對于同期市場基準指數表現的看法。增持 行業基本面看好，相對表現優于同期基準指數 中性 行業基本面穩定，相對表現與同期基準指數持平 減持 行業基本面看淡，相對表現弱于同期基準指數 相關證券市場基準指數說明：A 股市場以滬深 300 指數為基準；港股市場以恒生指數為基準；新三板市場以三板成指（針對協議轉讓標的）或三板做市指數（針對做市轉讓標的）為基準指數。投資評級說明：不同證券研究機構采用不同的評級術語及評級標準，投資者應區分不同機構在相同評級名稱下的定義差異。本評級體系采用的是相對評級體系。投資者買賣證券的決定

108、取決于個人的實際情況。投資者應閱讀整篇報告，以獲取比較完整的觀點與信息，投資者不應以分析師的投資評級取代個人的分析與判斷。特別聲明特別聲明 在法律許可的情況下，甬興證券有限公司(以下簡稱“本公司”）或其關聯機構可能會持有報告中涉及的公司所發行的證券或期權并進行交易，也可能為這些公司提供或爭取提供投資銀行、財務顧問以及金融產品等各種服務。因此，投資者應當考慮到本公司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，投資者請勿將本報告視為投資或其他決定的唯一參考依據。也不應當認為本報告可以取代自己的判斷。版權聲明版權聲明 本報告版權歸屬于本公司所有，屬于非公開資料。本公司對本報告保留一切權利

109、。未經本公司事先書面許可，任何機構或個人不得以任何形式翻版、復制、轉載、刊登和引用本報告中的任何內容。否則由此造成的一切不良后果及法律責任由私自翻版、復制、轉載、刊登和引用者承擔。行業專題行業專題 請務必閱讀報告正文后各項聲明請務必閱讀報告正文后各項聲明 29 重要聲明重要聲明 本報告由本公司發布，僅供本公司的客戶使用，且對于接收人而言具有保密義務。本公司并不因相關人員通過其他途徑收到或閱讀本報告而視其為本公司的客戶?？蛻魬斦J識到有關本報告的短信提示、電話推薦及其他交流方式等只是研究觀點的簡要溝通，需以本公司發布的完整報告為準，本公司接受客戶的后續問詢。本報告首頁列示的聯系人，除非另有說明，

110、僅作為本公司就本報告與客戶的聯絡人，承擔聯絡工作，不從事任何證券投資咨詢服務業務。本報告中的信息均來源于我們認為可靠的已公開資料，本公司對這些信息的真實性、準確性及完整性不作任何保證。本報告中的信息、意見等均僅供客戶參考，該等信息、意見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任何人的個人推薦?？蛻魬攲Ρ緢蟾嬷械男畔⒑鸵庖娺M行獨立評估，并應同時思量各自的投資目的、財務狀況以及特定需求，必要時就法律、商業、財務、稅收等方面咨詢專家的意見?？蛻魬灾髯鞒鐾顿Y決策并自行承擔投資風險。本公司特別提示，本公司不會與任何客戶以任何形式分享證券投資收益或分擔證券投資

111、損失，任何形式的分享證券投資收益或者分擔證券投資損失的書面或口頭承諾均為無效。市場有風險，投資須謹慎。對依據或者使用本報告所造成的一切后果，本公司和關聯人員均不承擔任何法律責任。本報告所載的意見、評估及預測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷。該等意見、評估及預測無需通知即可隨時更改。過往的表現亦不應作為日后表現的預示和擔保。在不同時期，本公司可發出與本報告所載意見、評估及預測不一致的研究報告。本公司不保證本報告所含信息保持在最新狀態。同時，本公司的銷售人員、交易人員以及其他專業人士可能會依據不同假設和標準、采用不同的分析方法而口頭或書面發表與本報告意見及建議不一致的市場評論或交易觀點。本公司沒有將此意見及建議向報告所有接收者進行更新的義務。投資者應當自行關注相應的更新或修改。