①核聚變領(lǐng)域近期頻現(xiàn)新動作,國內(nèi)多個項目取得重要進展,受到市場高度關(guān)注,多家產(chǎn)業(yè)鏈上市公司回應(yīng)最新業(yè)務(wù)進展; ②從了解到的整體情況來看,國內(nèi)核聚變項目的下一階段性節(jié)點或在2027年至2028年左右,屆時開啟招標的相關(guān)裝置將完成建設(shè)。
《科創(chuàng)板日報》5月20日訊(記者 黃修眉 李煜)核聚變領(lǐng)域近期頻現(xiàn)新動作,國內(nèi)多個項目取得重要進展,受到市場高度關(guān)注。
其中,合肥緊湊型聚變能實驗裝置(BEST)項目工程總裝工作正式啟動,較原計劃提前兩個月;中核官網(wǎng)新增核工業(yè)西南物理研究院若干招標項目,顯示中國聚變公司即將進入實質(zhì)性運營階段,中核集團新裝置呼之欲出;新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”首次實現(xiàn)“雙億度”的突破性進展。年初至今,亦有多個項目開啟招標熱潮。
為進一步了解核聚變領(lǐng)域最新進展,《科創(chuàng)板日報》記者近期采訪多家產(chǎn)業(yè)鏈上市公司,以及行業(yè)專家、投資人等。
從了解到的整體情況來看,國內(nèi)核聚變項目的下一階段性節(jié)點或在2027年至2028年左右,屆時開啟招標的相關(guān)裝置將完成建設(shè);在此期間,相關(guān)供應(yīng)鏈企業(yè)相關(guān)訂單或?qū)⒂兴鲩L。
不過,亦有業(yè)內(nèi)人士表示,截至目前,在全球范圍內(nèi),距離真正初步實現(xiàn)核聚變發(fā)電仍有一段時間。從國內(nèi)進展來看,目前仍需解決如何實現(xiàn)“氘氚反應(yīng)循環(huán)體系閉環(huán)”與“能量比值Q值至少大于5”等難題。
▍核聚變產(chǎn)業(yè)鏈上市公司回應(yīng)最新業(yè)務(wù)進展
核聚變產(chǎn)業(yè)鏈方面,國光電氣證券部人士向《科創(chuàng)板日報》記者表示,2024年公司核工業(yè)板塊收入有所下滑。是因受國際ITER總部對技術(shù)要求更改的影響,多個項目合同簽訂延遲?!?strong>公司緊跟ITER新技術(shù)要求,加快技術(shù)驗證,目前生產(chǎn)已基本恢復?!?/p>
國光電氣2024年報顯示,ITER項目是目前全球規(guī)模最大、影響最深遠的國際科研合作項目之一,該公司生產(chǎn)的偏濾器和包層系統(tǒng)是ITER項目的關(guān)鍵部件。“公司確實感受到國家隊和民營資本越來越多進入該行業(yè),項目也越來越多,能感受到行業(yè)發(fā)展的加速?!鄙鲜鲎C券部人士說道。
今年3月,國光電氣與天府創(chuàng)新能源研究院等股東,共同出資成立的合資公司——先覺聚能科技(四川)有限公司,上市公司在其股權(quán)占比為7.5%。該公司定位為支撐天府創(chuàng)新能源研究院發(fā)展并拓展其職能的市場化機構(gòu),與其共同構(gòu)建起“研究院+公司”相互支撐的聚變裂變混合能源事業(yè)核心組織架構(gòu)。
專用設(shè)備零部件生產(chǎn)商應(yīng)流股份證券部人士向《科創(chuàng)板日報》記者表示,“核電交付周期比較長,從訂單到收入確認有一個較長的時間差。公司目前經(jīng)營正常,核工業(yè)零部件也是正常交付?!?/p>
應(yīng)流股份產(chǎn)品主要包括超級奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼、馬氏體不銹鋼、高溫合金零部件產(chǎn)品等。2020年至2024年各期期末,該公司相關(guān)核能零部件收入分別為2.85億元、3.04億元、3.25億元、3.80億元、6.42億元,收入逐年上升。
《科創(chuàng)板日報》記者注意到,應(yīng)流股份可轉(zhuǎn)債融資申請于今年4月24日獲上交所受理。該融資申請文件顯示,應(yīng)流股份先進核能材料及關(guān)鍵零部件原有產(chǎn)能為765噸,先進核能材料及關(guān)鍵零部件智能化升級項目建成投產(chǎn)后,可形成年產(chǎn)3250噸先進核能材料及關(guān)鍵零部件的綜合生產(chǎn)能力。
今日(5月20日)晚間,百利電氣發(fā)布風險提示公告并表示,公司關(guān)注到“可控核聚變”熱點概念。經(jīng)自查,公司控股子公司榮信興業(yè)公司僅參與了國際熱核聚變試驗堆(ITER)項目電力系統(tǒng)中無功補償以及濾波(RPC&HF)設(shè)備的設(shè)計制造,起到控制電能質(zhì)量、減少電力損耗的作用。目前相關(guān)業(yè)務(wù)收入金額較小,2024年度相關(guān)業(yè)務(wù)收入占公司整體收入比重不足1%,不會對公司業(yè)績產(chǎn)生重大影響。
英杰電氣在今年5月接受投資者調(diào)研中提到,該公司多年來一直為國內(nèi)科研院所的重要項目提供電源配套服務(wù),其中也涉及包括核聚變等核電領(lǐng)域的相關(guān)業(yè)務(wù)。目前,此部分業(yè)務(wù)主要聚焦于助力國內(nèi)科研院所實現(xiàn)研發(fā)突破,尚未實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。目前該業(yè)務(wù)規(guī)模在公司整體業(yè)務(wù)中占比較小,尚未對公司業(yè)績產(chǎn)生顯著影響。
在核聚變中,超導技術(shù)有著重要作用。通過使用超導磁體和微波發(fā)射器,可有效控制等離子體的溫度和密度,從而提高聚變反應(yīng)的穩(wěn)定性與效率。
西部超導主要從事超導產(chǎn)品、高端鈦合金材料和高性能高溫合金材料及應(yīng)用的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。2024年,西部超導全年累計實現(xiàn)銷售收入46.12億元,同比增長10.91%。其中,超導產(chǎn)品銷售收入同比增長32.41%。
其年報顯示,西部超導2024年超導業(yè)務(wù)訂單持續(xù)增加,隨著高性能超導線材產(chǎn)業(yè)化項目建設(shè)完成,司超導線材產(chǎn)能得到了大幅提升。報告期內(nèi),該公司完成國內(nèi)核聚變CRAFT項目用超導線材的交付任務(wù),并開始為BEST聚變項目批量供貨,產(chǎn)品性能穩(wěn)定;Nb3Sn超導線材和MgB2高溫超導線材性能取得新突破。
永鼎股份旗下東部超導的主營產(chǎn)品是第二代高溫超導帶材及超導應(yīng)用產(chǎn)品。永鼎股份近期在投資者互動中表示,其在第二代高溫超導帶材上采用了國內(nèi)獨有的IBAD(離子束輔助沉積)+MOCVD(金屬有機化合物化學氣象沉積)的技術(shù)路線,研發(fā)出多種稀土替代和摻雜技術(shù),所制備的超導材料磁通釘扎性能優(yōu)異。
王子新材子公司寧波新容電器科技有限公司的電容產(chǎn)品能應(yīng)用到可控核聚變中的磁體電源項目,寧波新容的薄膜電容產(chǎn)品針對不同的項目需求會出具定制化的設(shè)計方案。
王子新材在今年5月接受投資者調(diào)研時表示,公司下屬子公司寧波新容于兩三年前針對該項目與客戶開始進行技術(shù)對接,包括參與樣品設(shè)計與測試等階段。過程中,寧波新容不斷配合與滿足項目方所提出的相關(guān)要求,逐漸形成一定技術(shù)沉淀。據(jù)了解,目前暫無其他供應(yīng)商供貨,相關(guān)項目正常交付中。
此外,王子新材在今年3月的投資者互動平臺中表示,該公司與聚變新能(安徽)有限公司存在間接業(yè)務(wù)往來,間接參與了后者采購首套磁體電源項目。
▍今年核聚變領(lǐng)域多個項目均開啟招標
同時,不少初創(chuàng)企業(yè)亦紛紛布局核聚變相關(guān)業(yè)務(wù)。
直線型可控核聚變企業(yè)瀚海聚能(成都)科技有限公司(下稱“瀚海聚能”)相關(guān)人士在接受《科創(chuàng)板日報》記者采訪時稱,該公司技術(shù)路線是對標Helion,以磁約束中的場反位形(FRC)直線型裝置來實現(xiàn)核聚變最終的商業(yè)化。
其主要挑戰(zhàn)體現(xiàn)在工程的快速迭代?!澳壳肮狙b置正在進一步研發(fā)與裝置推進階段,需要大量的實驗和工程驗證,以確保快速實現(xiàn)商用標準和可行性。從核聚變裝置價值量來看,有電源系統(tǒng)、磁體系統(tǒng)、診斷與控制系統(tǒng)等所占的比重較大?!鄙鲜鲥>勰芟嚓P(guān)人士表示。
今年2月,瀚海聚能聚變裝置基地改建工程在成都經(jīng)開區(qū)正式啟動;4月,該公司直線型場反位形等離子體實驗裝置通過生態(tài)環(huán)境部定級,裝置的進廠、安裝、調(diào)試等相關(guān)工作推進中。
《科創(chuàng)板日報》記者注意到,瀚海聚能的裝置研發(fā)已引入AI相關(guān)技術(shù)。“AI與核聚變是相輔相成,相互促進的?!?/p>
上述瀚海聚能相關(guān)人士表示,該公司正致力于與國內(nèi)各大科研院所和高校合作。“由于我們的裝置正在推進階段,因此我們采用了其他的方式,比如將物理模擬和AI技術(shù)結(jié)合起來,用于對裝置未來的控制做仿真模擬、設(shè)計控制方案,優(yōu)化裝置設(shè)計,縮短未來的開發(fā)時間,目前正在實施中?!?/p>
由于傳統(tǒng)能源以及風、光、水能受到場地、氣候條件的限制,較難快速跟上AI算力迅猛發(fā)展下的電力需求。因此,在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用場景上,具有高能量密度的核能正成為滿足數(shù)據(jù)中心日益增長的能源需求的首選解決方案。
“核能對數(shù)據(jù)中心適用性和幫助度體現(xiàn)在多個方面,包括高能量密度、穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)、低碳環(huán)保、滿足大規(guī)模算力需求、降低運營成本、提升能源安全性等?!卞>勰芟嚓P(guān)人士稱。
陜西星環(huán)聚能科技有限公司(下稱“星環(huán)聚能”)是國內(nèi)從事可控核聚變研發(fā)的代表團隊之一。其基于高溫超導球形托卡馬克的重復重聯(lián)可控聚變技術(shù)方案,亦被認為是最具商業(yè)化潛力的路徑之一。
星環(huán)聚能首席科學家譚熠在接受《科創(chuàng)板日報》記者采訪時稱,“在可控核聚變‘大國競賽’中,國內(nèi)外是平行并跑。目前拼的是誰能更好、更快,以更具性價比的方式落地。我國具備完善的產(chǎn)業(yè)鏈、強大的工程落地能力,以及大量電子、機械、AI領(lǐng)域人才?!?/p>
亦有國內(nèi)核聚變領(lǐng)域龍頭企業(yè)相關(guān)負責人向《科創(chuàng)板日報》記者表示,今年核聚變領(lǐng)域的多個項目均開啟招標,意味著該行業(yè)發(fā)展進入新階段,
這主要有三大原因:一是政策層面的持續(xù)支持與發(fā)力;二是隨著我國高溫超導材料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,增強了核聚變中的磁場約束力,制造成本顯著降低;三是AI大模型在相關(guān)實驗與裝置的設(shè)計端、控制端、分析端進行賦能,快速促進了項目獲得新進展。
其進一步表示,目前在今年內(nèi)開啟招標的幾大項目,均擬計劃在2027-2028年完成建設(shè)并啟動點火,不過目前這些項目完成后的主要目標仍然是“跑實驗”,為下一代能初步進行氘氚反應(yīng)發(fā)電的核聚變樣機做準備。
“如何真正在下一代聚變裝置上實現(xiàn)氘氚反應(yīng)及其循環(huán)體系的完美閉環(huán),以及能量比值Q值(即:聚變能量產(chǎn)出與輸入能量的比值)至少大于5,是我們邁向‘終極能源’的關(guān)鍵兩大步驟。目前國內(nèi)還沒有項目能實現(xiàn)這兩點,Q值也都小于1?!痹撠撠熑朔Q。
▍專家預(yù)計2027年建成聚變能實驗裝置
當前,在氣候變化與能源安全雙重壓力下,核能作為低碳可調(diào)度基荷能源的戰(zhàn)略價值愈發(fā)凸顯。
在近期舉行的“好望角科學沙龍”上,中國工程院院士、中國物理學會副理事長、國家大科學工程“聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施”總指揮李建剛認為,預(yù)計可以在2027年建成聚變能實驗裝置,并在5年內(nèi)看到“核聚變點亮的第一盞燈”。
“從實驗裝置到聚變實驗堆、工程示范堆,再到聚變能原型電站,是中國磁約束聚變能發(fā)展的技術(shù)路線圖?!崩罱▌偼嘎?,緊湊型聚變能實驗裝置計劃2027年建成,中國聚變工程示范堆(CFEDR)已啟動方案設(shè)計,將瞄準建設(shè)世界首個聚變示范電站?!爸袊圩児こ淌痉抖褜⑼瓿蓮腎TER到聚變原型電站之間的技術(shù)過渡和工業(yè)實踐,演示聚變能持續(xù)大功率、安全和穩(wěn)定運行的可行性。 ”
當前,小型模塊化反應(yīng)堆(下稱“小堆”)與聚變堆成為業(yè)內(nèi)研發(fā)與投資熱點。
據(jù)國際原子能機構(gòu)(IAEA)定義,電功率在30萬千瓦以下的反應(yīng)堆為“小型堆”,電功率不超過1.5萬千瓦的反應(yīng)堆又稱為“微型堆”。而模塊化小型堆能夠通過標準模塊化的形式在工廠制造,并運送到現(xiàn)場組裝,利于縮短建造周期和減少土建成本。
國家原子能機構(gòu)(IAEA)統(tǒng)計顯示,目前全球有80多種小堆設(shè)計與概念方案,普遍基于第三代核電技術(shù),并部分借鑒和吸納了第四代核能系統(tǒng)技術(shù)理念。
“受各國應(yīng)對氣候變化以及大型科技、人工智能(AI)公司對清潔低碳能源的迫切需求,目前全球范圍內(nèi)正掀起核能小型堆開發(fā)熱潮。”今年4月27日,中國核能行業(yè)協(xié)會專家委特邀顧問、國家電投集團原董事長王炳華在中國核能行業(yè)協(xié)會2025春季核能可持續(xù)發(fā)展國際論壇作主題分享時如是說。
“未來10年是小堆開發(fā)驗證和推廣的重要窗口期?!敝袊斯I(yè)集團原副總工程師田佳樹認為,“小堆有近百種設(shè)計方案,涵蓋多種反應(yīng)堆技術(shù),包括水冷、氣冷、液態(tài)金屬冷卻和熔鹽冷卻反應(yīng)堆?!?
與大型核反應(yīng)堆相比,小堆具有建造周期短、單機投資低、廠址適應(yīng)性強等特征,還因其體積小、固有安全性高、功率比大、適應(yīng)性好、核廢物產(chǎn)生量少、退役成本低等特點,在全球受到日益廣泛的關(guān)注。
國家能源局在全國能源工作會明確提出,到2025年底實現(xiàn)6500萬千瓦的核電裝機。另據(jù)國際原子能機構(gòu)(IAEA)的統(tǒng)計數(shù)據(jù),2050年全球核能將突破11億千瓦,其中小堆將占核電總裝機容量的1/4,約3億千瓦的發(fā)展空間。
“到2030年,中國數(shù)據(jù)中心的耗電量將達到400TWh,是2020年的兩倍。而DeepSeek的爆火將帶來整體AI應(yīng)用生態(tài)繁榮和對算力更大的需求。”中國核工業(yè)集團原副總工程師田佳樹表示,小堆在數(shù)據(jù)中心供能、園區(qū)綜合能源供應(yīng)、替代退役煤電等方面有著廣闊的商業(yè)前景。他預(yù)計,到2030年左右將也完成小型堆核電站商業(yè)示范。
田佳樹認為,小堆與聚變堆相比,前者兼具三代堆成熟性與四代堆創(chuàng)新性,是未來十年至二十年的戰(zhàn)略必爭領(lǐng)域,但還需通過標準化設(shè)計、規(guī)?;a(chǎn)降低成本,證明其與大型反應(yīng)堆相比具有競爭力;而后者還需要解決材料、成本和工程化等方面的問題。“預(yù)計未來二十年內(nèi)可能會完成實驗堆和示范堆的環(huán)節(jié),并在商業(yè)堆的環(huán)節(jié)探索市場接受度?!?/p>
隨著高溫超導技術(shù)突破,小型化聚變堆成為可能,裝置整體成本明顯降低,研發(fā)迭代速度大幅加快,加大了可控核聚變商業(yè)化的預(yù)期,這也成為吸引投資界紛紛加碼的原因所在。
今年4月初,上海未來產(chǎn)業(yè)基金宣布擬戰(zhàn)略投資中國聚變能源有限公司。該項目是上海未來產(chǎn)業(yè)基金首個直投項目,也是上海國投公司在未來能源領(lǐng)域的重大戰(zhàn)略布局。
中科創(chuàng)星創(chuàng)始合伙人米磊向《科創(chuàng)板日報》記者表示,小型模塊化反應(yīng)堆與可控核聚變的協(xié)同發(fā)展,將成為人類能源革命的“雙引擎”。
米磊表示,這樣的雙軌發(fā)展折射出人類能源利用的深層邏輯——既要立足當下,通過小堆實現(xiàn)核能安全發(fā)展的“確定性”;也投資未來,依托可控核聚變打開“無限能源”的想象。這個過程中,還需要政策的協(xié)同、耐心的資本和公眾的理解,共同推動核能成為可持續(xù)發(fā)展的基石,實現(xiàn)能源的升維。
對于核能的應(yīng)用前景,中國工程院院士、中國物理學會副理事長、國家大科學工程“聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施”總指揮李建剛認為,人類要從以化石能源為主的結(jié)構(gòu),向以綠色清潔能源為主過渡,并預(yù)計到下世紀末替代化石能源。這期間,所有清潔能源技術(shù)都值得大力發(fā)展,其中既包括核聚變技術(shù),也包括核裂變技術(shù)。