可控核聚變行業(yè)研究：中美共振重點方向，可控核聚變產(chǎn)業(yè)化進程加速.pdf
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- 時間：2025/04/07
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可控核聚變行業(yè)研究：中美共振重點方向，可控核聚變產(chǎn)業(yè)化進程加速。聚變能源燃料豐富、能量密度極大、安全環(huán)保，是人類社會未來的理想能源。世界范圍內(nèi)能源安全需求凸顯， 電力需求持續(xù)攀升。為了解決這些問題，核能受到廣泛關(guān)注。核能是一種高效且清潔的能源，利用方式主要分 為裂變和聚變，相對于核裂變，可控核聚變具有燃料來源更豐富、能量密度更大、安全性更高等顯著優(yōu)勢。
近期國內(nèi)外諸多進展催化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，產(chǎn)業(yè)臨界點或?qū)⒌絹怼?/strong>2025年1月20日“EAST”實現(xiàn)1億攝氏度超千秒穩(wěn) 定運行，2月中國核電和浙能電力分別發(fā)布公告，擬以增資方式參股中國聚變能源有限公司，3月28日，中核 集團核工業(yè)西南物理研究院新一代人造太陽“HL-3”，在國內(nèi)首次實現(xiàn)原子核溫度1.17億度、電子溫度1.6億度。 美國Helion公司采用磁慣性約束路線，25年1月宣布完成新一輪4.25億美元的融資，其中OpenAI創(chuàng)始人Sam Altman投資了3.75億美元，預計2028年實現(xiàn)商業(yè)發(fā)電。若Helion短期內(nèi)實現(xiàn)Q>1，則有望吸引更多資本投入可 控核聚變行業(yè)，進一步加速商業(yè)化進程。據(jù)FIA 2024年報告，超過一半的公司預期2035年前實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電， 比此前預期的2050年大幅提速。
托卡馬克是目前主流聚變路線，聚變-裂變混合堆有望率先落地。
通常對于核聚變中高溫等離子體的約束方式有引力約束、慣性約束以及磁約束三種，實際工程中兩大技術(shù)路線 為慣性約束或磁約束。目前磁約束被認為是最有前景的實現(xiàn)大規(guī)模受控核聚變反應的方法，托卡馬克是目前產(chǎn) 業(yè)化重點方向。以ITER為例，磁體占總成本比約為28%，是成本構(gòu)成中最突出的部分。
聚變-裂變混合堆物理成熟度高，在純聚變堆商業(yè)化前有望率先落地。相較于純裂變堆，混合堆安全性、鈾資 源利用率、環(huán)保性更高；相較于純聚變堆，混合堆能量與燃料可自持。
全球加大可控核聚變投入，中美有望率先突破。全球范圍內(nèi)中美為投資主導力量，美國以CFS、Helion、TAE 等私企主導聚變發(fā)展，中國聚變項目以科研院所牽頭，CFETR、BEST、HL-3等項目正在積極推進中，混合堆 “星火一號”和Z-FFR已開始建設。
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