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广凡研究 | 可控核聚变产业研究报告

   日期:2026-05-27 17:20:32     来源:网络整理    作者:本站编辑    评论:0    
广凡研究 | 可控核聚变产业研究报告

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GUANGFAN CAPITAL

原理及现状概述

(一)

可控核聚变原理

可控核聚变,即模仿太阳或其他恒星的发光发热原理,在地球上安全、持续地实现两个轻原子核(如氢的同位素氘和氚)结合成一个更重的原子核,从而释放出巨大能量的过程。

图:核聚变原理示意图

可控核聚变,即模仿太阳或其他恒星的发光发热原理,在地球上安全、持续地实现两个轻原子核(如氢的同位素氘和氚)结合成一个更重的原子核,从而释放出巨大能量的过程。

其关键在于“可控”二字,意味着人类能够以约束、稳定的方式驾驭这种能量释放,而并非像氢弹那样瞬间爆炸。

可控核聚变被视为人类能源问题的终极解决方案,因为其燃料取之不尽(氘可以从海水中提取)、反应过程中几乎不产生放射性核废料且没有温室气体排放。

不过要在地球上模仿太阳打造可控核聚变需要面临三大核心难题:

1、极高温:把物质变成“等离子体”

原子核带正电,根据物理学的法则(同种电荷相互排斥),两个带正电的原子核试图靠近时,彼此之间会产生一股巨大的排斥力,即库仑势垒。

为了克服排斥力,唯一的办法就是让它们以极高的速度对撞,依靠巨大的动能强行突破排斥力。为了让微观世界的原子核获得极高的速度——需要将其加热至至少1亿度。因为在微观世界,温度就是粒子(原子或原子核)平均动能的表现。温度越高,粒子运动得就越快,且物质会变成一种特殊形态:等离子体。

2、约束:用什么“容器”装1亿度的“火”

地球上没有任何实体容器能承受1亿度等离子体的高温,因此科学家们提出了两种主流方案。

方案A:磁约束

原理:用强大的磁场做一个无形的、坚不可摧的“磁笼子”。因为等离子体是带电的,它会被磁场束缚住,并悬浮在真空中,无法触碰器壁。

图:磁场约束带电粒子运动示意图

方案B:惯性约束

原理:用超高功率的激光,从四面八方同时轰击一个米粒大小的燃料小球。巨大的冲击力和高温会在极短瞬间(不到十亿分之一秒)引发微型的核聚变爆炸。

3、稳定与自持:点火与燃烧

 即便造出了1亿度的火苗,也要让它持续稳定地燃烧,并且输出的能量要大于为了制造高温高压而输入的能量。也就是科学界常说的“Q值”。

表:Q值大小及表现

(二)

可控核聚变发展现状

1、行业整体进度

(1)可行性已被验证:20世纪90年代可控核聚变科学可行性已得到证实,2000年后全球范围内逐步进入工程可行性验证阶段。

图:全球核聚变行业发展阶段

(2)ITER(全球范围的国际科技合作项目,采用磁约束聚变中的托卡马克技术路径):是一个电站规模的实验反应堆,其作用和任务是利用具有电站规模的实验堆证明氘、氚等离子体的受控点火和持续燃烧,验证聚变反应堆系统的工程可行性,综合测试聚变发电所需的高热流和核部件,实现稳态运行,从而为建造聚变能示范电站奠定科学基础和技术基础。

ITER是目前全球规模最大、影响最深远的国际科技合作项目之一,参与方包括欧盟、中国、印度、日本、俄罗斯、韩国和美国,欧盟负责建设成本的最大部分(45.4%),其余六国各负责9.1%。

ITER的计划分为三个阶段:

第一阶段:建设一个能产生50万千瓦核聚变功率(能量增益因子Q=10)、重脉冲大于500秒氘-氚燃烧的托卡马克核聚变实验堆;

第二阶段:探索实现具有持续(3000秒,Q>5)、稳定、高约束、高性能燃烧等离子体;

第三阶段:将优化燃烧等离子体至完全非感应运行模式,实现Q=3-5的稳态运行。

根据ITER最新的项目时间表,项目计划2034年实现初步研究运行,2036年实现全磁能运行,2039年开始氘氚实验(较原计划推迟4年)。

截至2026年1月底,随着重达1300吨的第八号扇区模块成功吊装就位,整个等离子体真空室的组装工作已完成近一半。

(3)商业化热潮与商业化路径逐渐清晰:全世界有几十家私营公司(如美国的Commonwealth Fusion Systems)在投入巨资,试图用更先进的高温超导材料建造更小、更便宜的核聚变电站。

商业化路径方面,部分企业短期也有变现可能,虽然纯聚变发电的终极目标还很远,但产业已形成清晰的“沿途下蛋”模式。短期内,企业可以通过核心零部件(如超导磁体、电源系统)、新材料(如抗辐照材料)以及核技术在医疗、检测等领域的应用获得收入和验证。比如,英国TokamakEnergy公司的磁体业务已产生数百万英镑收入。

(4)核聚变反应装置数量分布:根据国际原子能机构(IAEA)数据,截至2025年12月,全球共有聚变装置共179台,包括运行中(103台)、建造中(18台)和计划中(58台)的装置;从国家分布来看,美国(53台)、日本(28台)、俄罗斯(16台)中国(13台)、英国(8台)装置数量排名前五。

2、国内行业现状

(1)国家队主攻托卡马克发展路线与民营企业差异化的探索

1)两大科研与产业化集团:体系内并行着两大核心集团。一方是中核集团主导的阵营,其核心平台是2025年7月在上海挂牌的“中国聚变能源有限公司”,负责推动技术工程化与商业化,并代管聚变研发的主力——核工业西南物理研究院(简称“西物院”)。另一方是中国科学院主导的阵营,以合肥的等离子体物理研究所(简称“等离子体所”)为核心,负责前沿物理探索。两大体系并行发展、互为补充。

①中核集团核工业西南物理研究院(西物院)位于成都,是中国核聚变研发的另一核心单位。它的装置谱系——“中国环流器(HL)系列”,按HL-1→HL-2A→HL-2M→HL-3→HL-4的顺序演化,呈现清晰的递进逻辑。

表:成都·中核集团体系核聚变装置

②中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所位于合肥科学岛,主导着中国另一大核聚变研发体系。其装置演进路径为:EAST→BEST→CFEDR→CRAFT“夸父”。

表:合肥·中科院体系核聚变装置

两大国家队之外,高校装置扮演着重要补充角色。华中科技大学的J-TEXT装置聚焦“破裂缓解”研究,被ITER列为全球四大破裂缓解研究装置之一;清华大学的SUNIST-02球形托卡马克则探索紧凑型聚变路径,由清华大学与星环聚能合作建设。

除了托卡马克为主的磁约束技术路径外,中国科学院上海光机所、中国工程物理研究院(中物院)也在通过“神光”系列装置(神光-Ⅱ,神光-Ⅲ)探索惯性约束聚变路径。值得一提的是,神光-II装置在2025年完成了第11轮大型实验,为一条名为“双锥对撞点火”(DCI)的新技术路线积累了大量数据。与美国的中心点火方案不同,DCI方案将燃料的压缩和加热过程分开,有望实现更高的能量增益和运行重复频率。基于此,中国科学家已提出清晰的三步走计划:2028年实现点火,2035年前完成工程演示,并力争在2045年率先实现激光聚变能的商业运行。

2)与此同时,中国的民营企业作为一股充满活力的“生力军”,在多元化技术路线上展开了积极探索,成为国家队的有力补充。多数企业选择了依托高温超导技术的小型化、差异化路线,力求快速迭代、降低成本以实现商业化。例如,星环聚能专注于球形托卡马克,采用独特的重复重联方案,其下一代装置造价预计仅为传统大型装置的十分之一,近期完成了10亿元A轮融资,计划2032年建成示范堆。能量奇点则聚焦于高温超导磁体研发,其“洪荒-170”装置目标在2027年实现能量增益Q>10。此外,以瀚海聚能、星能玄光为代表的企业则布局了更为前沿的直线型场反位形(FRC)路线。

总结而言,国内则形成了“国家队”主攻托卡马克,同时战略性地布局了惯性约束(激光)等多元路径,夯实科学基础。民营企业探索差异化路径、加速商业化进程的协同创新格局。

表:国内致力于可控核聚变技术商业化产业化的公司

(2)政策升温:2025年是国内核聚变产业的转折点

表:可控核聚变产业相关政策

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可控核聚变市场规模

表:可控核聚变市场规模

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可控核聚变技术分类解析

从约束方式看,目前实现核聚变的技术路径主要分为以下几类:

(1)磁约束聚变:即利用强大的超导磁场将高温等离子体约束在环形装置中;

(2)惯性约束聚变:通过高能激光瞬间轰击燃料靶丸引发聚变,美国国家点火装置(NIF)是典型代表;

(3)磁-惯性约束聚变:结合磁场和惯性双重约束机制,典型如磁化靶聚变和脉冲磁约束等。这类方案在燃料被快速压缩前先施加磁场预先约束或加热,以降低能量损失、提高效率。

(4)箍缩聚变:通过强电流在等离子体内自生磁场实现瞬时压缩,如Z箍缩(Z-pinch)方式。

此外还有一些较前沿或特殊的聚变机制,如子催化聚变、致密等离子体聚焦、静电惯性约束等。

(一)

以托卡马克为代表的磁约束核聚变路线

根据磁场位形的不同,磁约束聚变装置有托卡马克、仿星器、磁镜、球形环、紧凑环等多种类型,磁约束核聚变研究70年的历史表明,基于托卡马克装置的磁约束核聚变是目前最有希望实现聚变能和平利用的途径。也是我国乃至全球范围内投资额最大、技术发展最为成熟的路线,代表装置包括中国的“东方超环”EAST装置、BEST装置、中国环流三号(HL-3)、新奥玄龙-50U等,美国的SPARC项目,欧洲的ITER(国际热核聚变实验堆)等。

以ITER托卡马克装置为例。主要由磁体系统、真空室、屏蔽包层、偏滤器、低温恒温器五大核心部件构成,装置外围还包括加热与电流驱动、诊断、低温、冷却、燃料加注、真空以及电源等支持系统。

表:ITER托卡马克装置构成解析

1、超导磁体系统:价值量最高的环节

作用:产生并约束等离子体的强磁场。托卡马克采用环形磁场线圈、极向场线圈、中心螺管线圈等多类线圈协同工作。

从产业链看,超导磁体系统上游为超导原材料(低温超导原材料主要为钛矿、铌矿和锡矿,高温超导原材料主要为钇钡矿、镁矿等),中游为超导带材和超导磁体集成商。当前低温超导占主导地位(约78%),而高温超导材料由于较高的临界温度(制冷成本低),以及在承载电流和抵抗磁场方面良好的性能正逐渐取代低温超导材料,并使得建造更紧凑、更强磁场、更高效率的托卡马克成为可能。

2、真空室:对工程化要求极高

作用:容纳聚变反应,是等离子体运行的密封容器和安全防护屏障。

挑战:ITER真空室体积巨大,设计制造面临高密度焊接、紧凑结构、热胀冷缩控制、磁导率控制等难题,制造精度要求极高。

3、包层系统:第一壁材料对服役要求高

作用:承担能量转换(将聚变能量转换为热能用于发电)、氚增殖与屏蔽中子辐射三大核心功能。

材料挑战:核心部件是“第一壁”,直接面向等离子体。金属钨因其高熔点、高热导、低溅射等特性,被认为是理想的面向等离子体材料,ITER已确定使用钨。

4、偏滤器:钨基材料是最有希望的 PFMs(面向等离子体材料)

作用:排出等离子体废热、杂质及氦灰,是承受热负荷最高的部件之一。

材料与技术:偏滤器热沉材料的性能至关重要。钨基复合材料是主流选择。中国企业在钨铜复合偏滤器制造方面已达到国际水平,为ITER等项目供货。

5、低温恒温器(Cryostat):托卡马克装置的“安全屏障”

作用:为真空室和超导磁体系统提供超高真空与极低温环境,同时承担热屏蔽、结构支撑和安全包容的功能。ITER的低温恒温器是人类建造的最大的不锈钢高真空压力容器。

在运作原理方面。托卡马克通过在环形真空室中构造出一个闭合的螺旋磁场,完成对高温等离子体的约束,聚变燃料在周而复始的运动中完成核聚变反应。在托卡马克环形真空室周围,分布着若干个环向场(纵场)线圈、中心螺管(欧姆加热)线圈、极向场线圈等几类磁体,等离子体运行中磁体通入电流产生磁场,以激发和控制等离子体。详细工作流程如图。

图:托卡马克装置工作流程图

从成本角度来看,磁体系统和容器内部件占ITER成本比重超40%。从ITER项目成本划分看,磁体系统、容器内部件、建筑分别占总成本的28%、17%、14%。此外,真空室、电源、辅助系统、加热及电流驱动分别占总成本的8%,8%,7%,7%。根据DEMO核聚变发电厂的成本估算,工厂总体成本预计将增至40%,而制冷系统、容器内部件、磁体系统的成本分别占比16%、15%、12%。

图:ITER成本拆分(左)核聚变发电厂DEMO成本拆分(右)

来源:国投证券研究所

(二)

激光惯性约束路线

激光惯性约束是实现核聚变的主流路径之一,其原理是利用高能量激光(或粒子束)在极短时间内(约10纳秒)加热和压缩燃料靶丸,使其在自身惯性作用下还未来得及飞散时,就被压缩至高温、高密度状态,从而引发核聚变反应。

图:惯性约束核聚变原理示意图

该技术路线的代表性项目是美国的国家点火装置。NIF于2022年12月5日取得历史性突破,利用2.05兆焦耳的激光驱动能量,获得了3.15兆焦耳的氘氚聚变放能,首次在实验室实现了聚变放能大于驱动能量。

图:NIF结构图

从点火成功到商用,激光驱动器效率提升与靶丸成本下降任重道远。NIF虽已实现靶丸能量增益(Q>1),但驱动器效率较低,向靶丸注入约2兆焦耳的激光能量,激光系统需从电网汲取数百兆焦耳的电能,NIF的整体壁插效率((激光系统输出的总光功率/激光系统消耗的总电功率) × 100%)仅约为0.5%~0.7%,且每次投射激光束之后需要数小时冷却,每天只能使用1-2次,无法满足商用电站高频率需求,激光聚变商业化应用依然任重道远。

(三)

Z箍缩路线

“Z箍缩”之名源于其物理原理和空间几何方向的对应:在该装置中,电流是沿着柱状负载(如金属丝或等离子体柱)的Z轴方向流动的(Z代表轴向),电流流过时会在其周围产生环形磁场。根据洛伦兹力原理,这种环形磁场对电流产生的横向压力会将等离子体向中心轴向压缩,产生“箍缩”(Pinch)效应。这种电流与磁场相互作用导致的压缩现象,就被称为“Z-pinch”,即Z轴方向的箍缩效应。

图:Z箍缩核聚变原理图

Z箍缩装置主要由三大核心系统构成,分别是脉冲功率驱动系统、真空负载系统和辅助支持系统。

脉冲功率驱动系统:Z箍缩的“引擎”。其唯一使命就是在极短时间内(通常是纳秒至百纳秒级)向负载释放出高达数百万乃至数千万安培的脉冲电流。为此,它通常采用一种模块化设计,通过并联数十个相同的模块来累加能量,最终达到驱动Z箍缩所需的极端电流水平。

真空负载系统:聚变反应发生的“反应腔”。它由一个被抽成高真空的金属容器构成,其中心位置安装着负载。负载是Z箍缩的核心部件,通常是一个由极细金属丝(如钨)构成的圆柱形丝阵,或是一圈喷气环,内部填充着用于聚变的氘氚燃料。

辅助支持系统:是保障装置稳定运行的“基础设施”,包括真空泵组、冷却与能量回收层、诊断系统以及各子系统控制等。特别是Z箍缩的能量回收层,常由液态锂或熔盐包裹着真空室,用来吸收聚变产生的中子能量并实现热交换发电。

相较于托卡马克,Z箍缩装置在结构上更为简单。主要得益于以下两个关键点:

1、无需昂贵的超导磁体:Z箍缩是依靠等离子体自身的电流来产生约束它的磁场。这种“自持”的方式,直接绕过了托卡马克最昂贵、最复杂的核心技术——超导磁体极其庞大的低温冷却系统。

2、几何形态更简单:Z箍缩的等离子体通道呈简单的直线形。而托卡马克为了消除等离子体从两端逃逸的问题,必须将其弯成一个环形,导致磁场位形变得极其复杂。

尽管Z箍缩在概念上极具吸引力,但它面临一个根本性的物理缺陷:等离子体高度不稳定,聚变反应尚未充分发生,等离子体柱就会在极短时间内自行瓦解。这些不稳定性主要分为香肠不稳定性(等离子体柱出现轻微粗细不均,变细的区域磁场更强,导致进一步压缩,最终柱体被“掐断”)和曲翘不稳定性(等离子体柱出现轻微弯曲,弯曲内侧的磁场更强,将弯曲进一步放大,导致柱体剧烈扭曲、崩解)

此外,作为“开端系统”的Z箍缩还存在“终端损失”问题,即高温粒子会直接从装置两端逃逸,带走能量并污染等离子体。这些难题导致科学界在20世纪50年代后基本放弃了这条路线。

但近年来,美国Zap Energy等机构通过“剪切流稳定”(Shear Flow Stabilization)技术,为Z箍缩带来了“重生”。这项技术的核心在于让等离子体“动”起来:通过设计,使等离子体柱的外层流速高于内层。当任何不稳定的“鼓包”或“弯曲”想要形成时,这种速度差异就会产生一种“剪切力”,像无形的剪刀一样将扰动“抹平”或“剪回去”,从根源上抑制了不稳定性。

得益于这项突破,Z箍缩技术的进展引人注目:

2022年5月,Zap Energy的研究装置FuZE-Q首次成功创造等离子体。

2024年,该公司的小型装置FuZE实现了高达3700万摄氏度的等离子体电子温度。

2025年11月,其最新装置FuZE-3创造了等离子体总压力1.6吉帕(GPa)的新纪录,这被认为是迈向聚变“能量增益”的重要里程碑。

(四)

托卡马克技术路线痛点与箍缩聚变裂变混合堆技术路线

院士报告厅做了《核聚变与未来核能》的主题演讲,该演讲提出的托卡马克发展痛点如下:

增益(Q值)难题:核聚变装置实现商业发电的关键门槛是聚变输出能量与输入能量的比值(Q值)需大于10。然而,目前全球最先进的托卡马克装置(如ITER的设计目标)的Q值仅勉强达到1左右,距离商用门槛差距巨大,且突破难度极高,存在最终无法达标的风险。

氚燃料困局:目前最成熟的氘氚(D-T)聚变反应中,氘的来源(海水)近乎无限,但氚在地球上的天然储量极少。要实现持续运行,必须依赖“燃料自持”——即利用聚变产生的中子轰击锂来“制造”氚。但这一氚增殖循环过程极其复杂、效率极低,目前技术几乎无法实现长期、高效的自持。如果无法自持,就需要外购氚,这将导致发电成本高到无法商用。

第一壁材料瓶颈:托卡马克装置中,第一壁是直接面对聚变等离子体、承受高能中子(能量高达14MeV)和极高热流密度(每平方米几十兆瓦)轰击的核心部件。其工作环境是“人类工程史上最恶劣的地方”。目前,全球范围内都没有能够长期承受这种极端辐照和热负荷而性能不严重退化的材料。第一壁材料一旦损坏,停机更换的成本“堪称天价”。

高昂的造价与维护成本:托卡马克装置结构极为复杂,依赖大量超导磁体、高精度控制设备和先进材料。这导致其建造成本是传统核裂变电站的5到10倍。同时,由于前述的材料问题和高技术复杂度,其后续的维护成本也居高不下。综合下来,即使未来突破了技术难关,其发电成本(电价)也可能高到缺乏市场竞争力,从而失去实际商用价值。

这些因素共同构成了其商业化道路上的根本性障碍。也因此。彭院士提出了Z-FFR(Z箍缩驱动聚变-裂变反应堆)混合方案。

Z-FFR(Z箍缩驱动聚变-裂变反应堆)是一条将聚变中子源与次临界裂变反应堆相结合的创新型混合核能技术路线,其核心目标并非追求“纯聚变能源”,而是通过创新设计实现能量的高效产出和核废料的终极处理。

这条技术路线遵循“两步走”逻辑。第一步是利用Z箍缩装置实现“弱聚变”。通过向一个微小的燃料靶丸(通常是含有氘氚的靶材)瞬间通入强度极高的电流(如数十兆安培)。这个电流在将靶材汽化成等离子体的同时,会自身产生一个强大的环形磁场,这个磁场会将等离子体向中心轴剧烈压缩(即“Z箍缩”效应),在极端的温度和密度下触发核聚变反应。Z箍缩在此的首要任务不是输出净能量,而是稳定地产生大量高能快中子,这从根本上降低了对聚变本身能量增益(Q值)的苛刻要求。

第二步,也是能量放大的关键,是将这些高能中子注入一个包围着Z箍缩的“裂变包层”中。这个包层内填充的可以是天然铀、钍,甚至是传统核电站产生的长寿命高放射性核废料。高能中子轰击这些材料,会引发高效的裂变链式反应,释放出巨大的能量。据彭院士所述,裂变包层释放的能量可达Z箍缩聚变输入能量的约20倍,从而实现系统的整体能量净增益和高效发电。

该方案存在以下理论优势:

降低技术门槛:仅将聚变堆芯作为中子源,不追求Q>1或直接发电。采用结构简单的Z箍缩替代复杂托卡马克,省去超导磁体和持续约束系统,成本与难度显著降低。

处置核废料与提升安全:Z-FFR产生的高能快中子可将长寿命放射性核废料(如镎、镅、锔等)“打碎”(嬗变)为危害期仅几百年的短寿命核素,实现“变废为宝”。另外,系统次临界运行,停中子即停堆,从原理上杜绝熔毁与爆炸风险。

经济竞争力强:建造成本低(80%技术来自成熟工业体系),维护便捷(聚变靶易更换),燃料可用核废料或钍、铀-238。目标电价约0.1元/度,低于煤电。

基于以上优势,该技术路线在工程可行性和商业可行性方面具有显著优势,另外也有利于可控核聚变前期的技术研究。目前,作为Z-FFR核心的50兆安Z箍缩大科学装置已于2026年在四川绵阳全面开工建设,这标志着该方案已从概念论证进入工程建设阶段。

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国内可控核聚变领域融资全景表及分析

(一)

财务信息与营收现状:

多数企业暂无商业化营收

核聚变领域目前仍处于技术验证和工程攻关阶段,绝大多数企业尚无商业化营收,也没有明确的上市产品订单。这是核聚变作为未来产业的典型特征。

已出现订单/收入的少数企业:

中科清能卡位核聚变+氢能双赛道,35吨/天氢液化装备已获9台具有约束力的全球订单,5吨/天液氢工厂预计2026年9月投入商业运行。

上海超导2024年净利润达7200.57万元,是国内少数实现规模化盈利的超导材料企业,其科创板IPO已于2025年6月获受理,拟募资12亿元。

星环聚能已形成多条产品线(信号调理产品、脉冲电源、高温超导磁体等),并与客户达成多项开发和加工协议。

岩超聚能MCZ超导磁体已获意向客户,首台套产品正在研发中。

(二)

互联网巨头战略性入场,

AI+能源形成闭环

2025年与2026年融资中,互联网资本的大规模入场是最显著的变化之一:

阿里巴巴:连续两轮加码诺瓦聚变,从天使轮起就深度参与;

美团龙珠:2026年首次布局核聚变赛道,参与诺瓦聚变天使+轮;

蚂蚁集团:领投星能玄光数亿元Pre-A轮融资。

互联网企业的入局,实现了聚变能源与AI应用场景的直接对接。AI数据中心对电力需求呈指数级增长,华西证券研报指出,当前全球数据中心年用电量约为415太瓦时,预计到2030年将飙升至945太瓦时。互联网资本的进入,有望促进聚变能源在AI数据中心、云计算基地、智能工业园区等场景的商业化落地。

(三)

多路线押注,

不把鸡蛋放在一个篮子里

鼎晖百孚:投资了东昇聚变、中科清能、曦融兆波、翌曦科技,覆盖托卡马克、FRC、低温装备、加热系统、超导材料等几乎全部关键环节;

高瓴资本:既投了诺瓦聚变(FRC),又投了东昇聚变(托卡马克);

核聚变技术路线尚未收敛,单一路线的失败风险极高,有的资本通过多路线组合投资来分散风险,同时抢占全产业链布局的先发优势。

(四)

区域产业集群效应一一安徽、四川、上海的“聚变三角”

资本布局也与地方政府的产业政策深度绑定。安徽(合肥)、四川(成都)、上海已形成三大聚变产业枢纽:

  • 合肥:押注“科研一产业”一条龙,围绕BEST/EAST装置集聚近60家相关企业;

  • 四川:走“硬装备”路线,用大工程带动零部件配套产业;

  • 上海:攻坚高温超导磁体、AI控制等核心技术,企业融资规模已超120亿

(五)

以上项目的投资方投资逻辑概述

1、星环聚能

注重“紧凑型重复重联可控聚变技术方案”所带来的代际级工程经济学突破——该方案将高温超导强磁场球形托卡马克与多冲程重复运行、等离子体自有磁场重联加热等核心机制有机融合,使装置从物理底层摆脱了传统大型托卡马克的体积膨胀桎梏,得以小型化、简洁化地实现净能量增益,将下一代示验装置造价约束至约15亿元人民币,为聚变电力“打到一毛钱一度”的经济门槛提供了切实的工程技术图景。星环聚能与之匹配的超高工程执行效率(279天建成装置并放电、11个月完成方案验证),以及率先建成全球首台原生负三角球形托卡马克NTST、打通聚变级高温超导磁体全链条等一系列前沿突破,共同构成一条可被量化和校验的技术里程碑轨迹,显著降低了长周期项目的投资不确定性。

2、诺瓦聚变

围绕“物理本质-工程效率-商业闭环”三大维度展开。在技术路线的物理根本判断上,各方普遍认同创始人郭后扬博士所提出的“场反位形(FRC)与磁压缩协同创新”路线,该路线创造性地融合了传统磁约束与惯性约束的双重优势,通过等离子体自约束特性大幅降低了对庞大外部磁体系统的依赖,从物理底层上为装置带来了低廉的建造成本、紧凑的模块化结构和极短的研发迭代周期,有望率先跨越聚变商业化的经济性门槛。在工程化兑现与执行能效的衡量上,郭后扬博士作为全球唯一主导过大型FRC装置研发与实验的华人科学家,其汇聚的顶尖团队所展现出的清晰技术里程碑——一年内完成两轮大规模融资、“诺瓦一号”验证装置已进入工程建造阶段——为前瞻性投资注入了高度确定性。而在终极落脚点上,互联网及产业资本的核心共识在于,诺瓦聚变的FRC-SMR小型模块化聚变电站,其50至100兆瓦级的供电能力能够完美匹配AI数据中心7×24小时不间断的高密度用能需求,这是传统能源难以企及的。

3、东昇聚变

东昇聚变选择了更具颠覆性的“氘-氦3”燃料方案,相较于主流的“氘-氚”路线,该方案基本不涉核、安全性高且综合成本低,被视为更“干净”、更“未来”的终极能源路径。其次是对关键核心技术突破的信心。东昇聚变的核心技术架构“高温超导强磁场磁体”与“人工智能赋能等离子体控制”,分别解决了装置小型化和精准控制两大核心难题,构成了实现高效、紧凑聚变电站的关键技术闭环。

4、能量奇点

其核心优势在于利用高温超导材料突破上一代低温超导的物理局限,从而将装置体积缩小至传统装置的几十分之一,大幅降低了工程造价,使可控核聚变的商业化成为可能。

其次,关键技术验证与工程进展为投资提供了坚实的数据支撑。能量奇点成功建造并运行了全球首台全高温超导托卡马克装置“洪荒70”,并实现了1337秒的全球最长稳态等离子体运行纪录。这一里程碑不仅验证了全路线工程的可行性,也实证了团队对“AI+等离子体控制”等核心难题的解决能力,极大地消除了技术应用的不确定性。

5、岩超聚能

植根于仿星器技术路线根本性的安全优势和鲜明的商业化适配性。其核心技术逻辑在于,仿星器通过外部三维线圈构建扭转磁场,从物理根源上规避了对等离子体电流驱动的依赖,从而彻底消除了托卡马克路线中由电流驱动带来的等离子体“大破裂”损毁装置的风险。这一革命性特征使其具备天然稳定、连续不间断运行的能力,非常适合作为商用基荷电源,与电网“高安全、高稳定”的核心需求天然匹配。

在工程化依据方面,岩超聚能已建成中国首条仿星器三维超导磁体产线,使中国成为继日本、德国之后第三个掌握该核心技术的国家,并突破了高精度异形磁体制造这一最大技术壁垒。此外,公司清晰的“1+N”双轨战略——以实现聚变能源商业化为远期目标,同时将超导技术降维应用于半导体、医疗等工业场景以形成商业闭环——显著降低了早期投资风险。

6、瀚海聚能

直线型场反位形路线凭借其结构简洁、无需大型低温与环向磁场系统的工程优势,带来了建造成本低、迭代速度快和能量密度高的颠覆性商业化潜力;同时高度认可其“小步快跑、沿途下蛋”的阶梯式发展模式,在迈向终极发电目标的漫长周期中,通过提前开发硼中子俘获治疗等高价值工业应用,形成了明确的近期商业回报闭环,显著降低了对长周期、高风险初创项目的投资顾虑。

7、星能玄光

捕捉到了聚变技术由实验室科学向工程化、商业化跨越的奇点,核心是将“成本可控、结构简洁、迭代迅速”视为衡量技术路线先进性的第一性原理。具体而言,各方高度聚焦星能玄光所依托的“先进场反磁镜”路径,因该路线摒弃了传统托卡马克必需的大型低温、环向磁场等昂贵复杂系统,从物理底层就奠定了装置“投资低、结构简、维护便、调节灵”的天然工程经济学优势,加之其独特的“三重约束”机制有效解决了等离子体粒子损失的经典难题,使极高比压(β~1)下高效稳态运行成为可能。在此基础上,企业“小步快跑、沿途下蛋”的阶梯式商业转化策略——在迈向终极发电目标前,已布局中子源、同位素等高价值工业衍生业务——为漫长科研周期注入了明晰的早期商业回报预期,大幅稀释了长周期、高风险项目的投资不确定性

8、中科清能

察觉到聚变产业投资链中游化的趋势,即资金热点正从终端主机向核心子系统转移——低温系统为超导磁体提供约零下270℃的运行环境,是大型装置不可或缺的关键,有望成为聚变产业链中最先实现商业价值释放的环节。其次,中科清能本身展现出强劲的技术护城河优势,公司技术源于承担国家重大装置低温任务的中科院团队,其核心设备已投入运行,产业化已获订单闭环。再者,中科清能在可控核聚变、新兴量子计算和商业航天等多场景的应用潜力也广受认可,证实其具备牢固的商业经营韧性。

9、安东聚变

总体对惯性约束聚变赛道中更具工程化可行性的Z箍缩技术路线的战略共识:Z箍缩技术以脉冲大电流产生的极强磁场箍缩等离子体实现“瞬时点火、脉冲驱动”,从工程原理上直接规避了传统磁约束路线需长期维持等离子体稳态的固有难题,在装置复杂度、可靠性和迭代效率上表现出颠覆性优势。投资方高度认可安东聚变在商业落地路径上的系统思考,其“夔牛-雷震子-雷神-雷霆”逐级放大的工程化路线,以及“小步快跑、沿途下蛋”的阶梯式商业策略,已明确规划了从基础器件突破到兆安级大型驱动器的阶段性里程碑,并率先打通了脉冲功率源在加速器、中子源、医疗同位素等高价值场景的产业应用,为长周期研发奠定了早期商业闭环。

10、曦融兆波

对可控核聚变从纯科研探索向工程化、商业化转折阶段中产业链上游关键技术节点的前瞻性卡位。各方形成共识的核心依据在于:辅助加热系统是聚变装置实现“亿度”点火不可或缺的核心环节,其占装置成本约6%-8%、对应市场规模超百亿元,兼具高技术壁垒与高增值潜力。技术上,离子回旋共振加热(ICRH)因直接加热离子、高效穿透等离子体芯部,被视为当前性价比最优的辅助加热方案,而曦融兆波作为国内唯一实现ICRH系统级交付的商业公司,已向下游多个聚变装置输出系统级产品,验证了其高功率宽频带射频源、动态阻抗匹配等核心技术的工程化成熟度与商业化交付能力。

11、翌曦科技

在高强度集束缆线技术、失超保护技术、磁体鲁棒性技术三大核心领域构建了国际领先的技术壁垒,已建成国内首条集束缆线自动化生产线,具备从高温超导材料到工程应用的全产业链能力,是国内聚变强场磁体领域兼具顶尖科研实力与工程化交付能力的稀缺标的。与此同时,高温超导材料因聚变堆的巨量需求拉动正快速逼近经济性拐点,国内产能一年间增长超十倍,成本显著下降,为翌曦科技在聚变磁体主赛道之外同步开辟超导电力、磁悬浮交通、硼中子俘获治疗等高价值应用场景构筑了多元化的商业安全边际。

12、束研聚创

中性束加热系统是实现聚变装置亿度点火的三大核心加热手段中功能最全面、地位最突出的关键子系统,其技术门槛极高、成本占比大且需求持续性强,由此塑造了其不可替代的战略价值与稀缺性。然而,当前国内该领域长期面临专业供应商缺位、国际技术封锁与人才稀缺等多重瓶颈,束研聚创作为国内首家专注于此的商业化供应商,依托创始团队在核工业西南物理研究院、中科院等国家级科研机构十余年深耕所积累的深厚技术与工程交付能力,精准填补了这一产业化空白。在中性束加热主赛道之外,公司同步布局高精度等离子体诊断以及非标定制系统等多维度技术产品矩阵,增强了长期发展的技术韧性与商业辐射空间。

13、先觉聚能

“Z-箍缩驱动聚变-裂变混合堆”技术是跨越纯聚变堆工程化障碍、实现聚变能商业应用的最现实路径。该技术路线由中国工程院彭先觉院士于2008年原创提出,其最大的工程经济学优势在于,通过将聚变中子源与次临界裂变包层相结合,一举降低了几个数量级的技术难度——在同等功率输出下,其对聚变功率、材料耐辐照能力及氚自持的要求均远低于纯聚变堆,被认为是颠覆性降低聚变工程门槛的巧妙方案-。技术验证方面,随着预计2025年左右建成50兆安Z-箍缩驱动器实验装置以实证关键技术,该方案的科学可行性正获得阶段性实证。产业化落地层面,国光电气与天府创新能源研究院构建的“研究院+公司”组织架构,恰好将研究院的技术攻坚力与上市公司的工程制造、市场运营能力结合。尤其在聚变燃料循环等关键技术领域,各方已锁定并深耕氚工厂这一决定聚变堆能否持续运行的“燃料心脏”环节,提前为未来实验堆与商用示范堆的燃料自持系统铺路。

GUANGFAN CAPITAL

基于以上内容及当前现状的

可控核聚变投资逻辑概述

1、实现聚变能商业化的先决条件是路线本身必须具备代际级的工程经济学突破。这就意味着,应当优先选择那些能从物理底层或工程结构上彻底摆脱大科学工程式体积膨胀、具备小型化与简洁化潜力的技术方案。具体而言,应考察该路线能否将下一代验证装置的造价约束至十亿量级,能否真正勾勒出“一度电一毛钱”的经济图景;那些凭借高温超导强磁场、场反位形自约束或无需庞大低温及环向磁场系统的构型,因天然具备低建造成本和高迭代效率的结构性优势,应当作为布局的重点方向。

2、在技术路线之外,必须把团队的工程化执行效率与里程碑交付能力置于核心地位。对聚变这类长周期、高风险前沿项目,不能再满足于循序渐进的科研节奏,而应以可量化、可校验的工程进度来持续对冲不确定性。这就意味着,应高度聚焦于那些能在数百天内完成装置建造与首次放电、在年余时间内实现方案闭环验证,并不断产出创纪录等离子体参数或关键部件实物的团队。只有这种将科学原理以极高效率转化为可运行工程装置的能力,才能使风险逐步收敛,为长线投入构建坚实依据。

3、企业须构建“沿途下蛋”的阶梯式商业闭环。不应过度着眼于那种将所有资源孤注一掷等待终极发电的路径,而应确保企业在聚变研发主线上,能够将过程中催生的中子源、超导磁体、低温系统、加热模块或脉冲功率等核心能力,提前落地到硼中子俘获治疗、半导体、同位素及量子计算等高价值应用场景,形成可见的早期收入和自我造血循环。这种以近期商业回报反哺远期聚变目标的策略,能够从根本上降低对超长期纯投入的依赖,在漫长的能源求索中构筑起可持续的经营韧性。

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广凡资本是一家以股权投资、产业孵化为主的专业化投资机构,位于重庆市渝北区基金小镇7栋4楼和8楼。公司重点挖掘新兴产业创新驱动、传统产业转型升级中的投资机会,核心聚焦智能制造、军民融合、半导体、新材料、数字科技等领域早中期科技型企业的股权投资,同时布局文化产业投资。

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