一、行业概述
可控核聚变是一种将轻原子核在极高温度和压力下聚合成重原子核并释放能量的过程，它被广泛认为是解决人类能源问题的重要途径之一。这种技术具有资源丰富、环境友好、固有安全等优势。目前，可控核聚变技术尚处于实验阶段，距离商业化发电还有一段距离。但随着技术的进步和国际合作的加强，未来有望实现可控核聚变能源的商业化应用，为人类提供清洁、可持续的能源解决方案。
可控核聚变面临的技术和工程挑战主要包括实现并维持极高温度和压力条件下的等离子体稳定性、高效的等离子体加热和约束技术、有效的中子防护和耐高辐照材料开发，以及经济可行的能量输出和转化系统。
2、发展历程
随着高温超导技术和小型化可控核聚变装置技术的突破，紧凑型可控核聚变的商业化进程显著加速。目前，可控核聚变装置正处于实验堆的工程可行性阶段，巨额融资主要用于高温超导磁体等技术研发、扩大团队，以加快实验堆向工程堆和商业堆的发展步伐。根据各公司的规划，CFS计划在2030年代完成可用于商业的ARC装置，Helion Energy计划在2027年设计并建造一个稳态、强磁场高温超导先进托卡马克，星环聚能计划在2030年代实现聚变产能，而我国政府的CFTER工程堆将于2030年代建造完成，预计在2050年代建设原型电站。
二、行业政策
中国可控核聚变行业的发展受到一系列政策支持，政府高度重视新能源技术的发展，将可控核聚变纳入国家能源战略和科技创新规划。近年来，中国出台了多项鼓励措施，包括提供专项科研资金、建立国家级实验室和研发基地，以及推动国际合作与技术交流。中国的政策目标不仅在于实现能源自主与环境保护，还致力于在全球核聚变技术竞争中占据领先地位，推动技术商业化应用，助力实现“双碳”目标。
相关报告：华经产业研究院发布的《2024-2030年中国核聚变能行业市场调查研究及投资潜力预测报告》
三、行业产业链
1、产业链结构
可控核聚变产业链包括上游、中游和下游环节。上游集中在原料供应，涉及金属钨、铜等第一壁材料、高温超导带材原料和氘氚燃料。中游是产业链的核心，涵盖技术研发与设备制造，包括反应器第一壁、偏滤器、高温超导磁体等关键组件，其中超导磁体占总投资成本的40-50%。下游是核电建设和运营，尽管核聚变技术尚未商业化发电，但其最终目标是用于发电、医疗和科研等领域。
2、下游
中国社会用电量的增加对可控核聚变行业有显著影响，推动了这一领域的研发和投资。随着经济发展和城镇化进程加快，电力需求持续上升，传统能源面临资源和环保压力。可控核聚变作为潜在的清洁、高效、可持续的能源解决方案，得到了政府和企业的高度重视。政策支持和资本投入加速了技术突破和产业化进程，旨在满足未来电力需求，确保能源安全，并助力实现“双碳”目标。预计2030年中国全社会用电量约上涨至137106.96亿千瓦时。
四、行业发展现状
随着高温超导技术的进步和小型化核聚变装置的发展，核聚变技术的可行性和商业化前景日益明确。各国政府和企业加大研发投入，积极布局核聚变产业链，推动市场需求增长。此外，全球能源转型和碳中和目标的驱动，使得清洁、高效的核聚变能源成为未来重要的能源选择，进一步促进了设备市场的扩张。预计2036-2040年，全球核聚变设备市场规模将上涨至2101亿元。
全球可控核聚变融资情况呈现显著增长趋势，反映出资本市场对这一领域的信心和期待。技术进步和商业化前景吸引了大量投资，各国政府和私人资本纷纷注入资金，支持核聚变技术研发和项目实施。据统计，2023年上半年已有超过60亿美元的融资流向核聚变相关企业，用于高温超导磁体、反应器设计和制造等关键技术的开发。此类融资不仅加速了技术突破，还推动了行业整体的发展，为实现清洁、高效的核聚变能源奠定了坚实基础。
全球核聚变行业企业分布呈现出一定的地域集中性，主要集中在科技发达和对新能源需求较大的国家。美国在核聚变领域的企业数量最多，这可能与其强大的科技研发能力和对清洁能源的高度重视有关。中国紧随其后，显示出中国在核聚变技术研究和应用方面的快速发展和国家战略层面的重视。整体来看，核聚变行业的企业分布既反映了各国对这一前沿科技的投入和重视，也预示着核聚变技术在全球能源结构中的潜在影响力。
中国核聚变行业的专利申请数量逐年上涨，这一趋势反映了中国在核聚变技术研究和开发方面的持续投入和快速进步。随着国家对清洁能源和可持续发展的重视，核聚变作为一种具有巨大潜力的清洁能源技术，得到了政策支持和资金投入，激励了科研机构和企业加大在该领域的创新力度。专利数量的增长不仅表明中国在核聚变核心技术和应用领域的突破，也显示了中国在全球核聚变技术竞赛中的积极参与和领先地位。进一步推动中国核聚变行业的技术成熟和商业化进程。
五、市场竞争格局
国内可控核聚变投融资同样逐渐升温。能量奇点成立于2021年，是国内第一家聚变能源商业公司，2022年能量奇点完成4亿元人民币的首轮融资，2023年4月完成近4亿元Pre-A轮融资，公司累计融资近8亿元人民币。2022年6月至今，星环聚能同样也已完成两轮融资，融资额达数亿元。翌曦科技于2022年9月完成5000万元种子轮融资。此外，2023年5月，蔚泽晶润及其募资方和关联方、皖能股份及皖能资本、合肥产投等共同出资成立核聚变公司聚变新能，注册资本达50亿人民币。
六、发展趋势
1、技术突破与研发加速
（1）高温超导材料
高温超导材料是核聚变反应堆中超导磁体的核心组件。中国的研究机构和企业将继续在材料性能、制造工艺和成本控制方面取得显著进展。更高临界温度和更强承载能力的超导材料将大幅提升磁体的性能。随着材料性能的提升，高温超导磁体的应用将从实验室逐步扩展到工程堆，推动核聚变装置的小型化和高效化。
（2）等离子体控制
等离子体的稳定性是实现核聚变反应的关键。中国在磁约束、加热方式和扰动控制等方面的研究将取得突破，特别是在使用新型控制算法和先进测量技术方面。通过更精确的等离子体控制，中国的实验反应堆将实现更长时间的稳定运行，为未来的商业反应堆积累经验和数据。
（3）反应堆设计
基于新材料和新技术的应用，中国将在反应堆结构设计上进行创新，以提高反应堆的效率和安全性。例如，采用模块化设计和高效热传导系统。通过小型实验堆的建造和运行，验证新设计的可行性和可靠性，为大规模工程堆的建设提供技术储备。
（4）多学科融合
核聚变技术的突破需要物理、材料科学、工程学和计算机科学等多个学科的融合。中国将加强多学科联合攻关，推动技术综合发展。通过与国际领先机构的合作，借鉴全球最新研究成果，加快国内技术进步。
2、商业化应用探索
（1）小型核聚变装置试验性发电
中国计划在2020年代末期建设和运行若干小型核聚变示范装置，验证技术的可行性和经济性。这些示范项目将为未来大规模商业核聚变电站提供宝贵的数据和经验。通过试验性发电，积累反应堆的运行和维护经验，优化装置的设计和运行参数，提高能量输出效率和稳定性。
（2）商业模式探索
除了发电外，中国将探索核聚变技术在其他领域的应用，如工业供热、海水淡化和同位素生产等，扩大核聚变技术的市场潜力。推动政府、科研机构和企业的多方合作，吸引更多社会资本参与核聚变项目的研发和建设，共同探索商业化应用模式。
（3）政策支持与市场激励
中国政府将出台一系列支持核聚变技术商业化的政策，包括科研补贴、税收优惠和市场准入等，降低企业的研发成本和市场风险。通过设立专项基金和提供金融支持，鼓励企业加大对核聚变技术的投入，推动技术从实验室走向市场。
（4）技术标准与法规建设
随着技术的成熟，中国将制定和完善核聚变技术的行业标准和规范，确保技术应用的安全性和可靠性。建立健全核聚变技术的相关法律法规，规范市场秩序，保障技术应用的可持续发展。
华经产业研究院对中国核聚变能行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析，对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析，最大限度地降低企业投资风险与经营成本，提高企业竞争力；并运用多种数据分析技术，对行业发展趋势进行预测，以便企业能及时抢占市场先机；更多详细内容，请关注华经产业研究院出版的《2024-2030年中国核聚变能行业市场调查研究及投资潜力预测报告》。
