全球可控核聚变

市场分析报告

Global Controlled Nuclear Fusion

Market Analysis Report

2024-2026

2026年7月

执行摘要

可控核聚变作为人类终极清洁能源解决方案，正从实验室走向商业化临界点。2025年全球核聚变能量转换与发电系统市场规模达到47.3亿美元，同比激增62.8%，创下历史新高。截至2025年底，全球私人核聚变投资累计超过140亿美元，自2020年以来增长约8倍。全球已有超过120座聚变实验装置在建或运营，托卡马克路线占据主导地位（45.8%）。

中国和美国合计占据全球私人核聚变投资的85%以上。Commonwealth Fusion Systems累计融资近30亿美元，SPARC装置计划2025-2026年进行首次等离子体放电。中国2026年民营企业融资进入爆发期，星核聚变完成8.3亿元首轮融资，刷新国内纪录。多个行业预测认为，全球核聚变市场将从2026年的58亿美元增长至2031年的338亿美元，年复合增长率13.4%。

核心发现

一、全球可控核聚变市场概况

1.1市场规模与增长趋势

可控核聚变狭义市场（能量转换与发电系统）在2024年约29亿美元，2025年激增至47.3亿美元，同比增长62.8%。2026年预计达到58亿美元，增速略有放缓但仍保持22.6%的高增长。这一增长主要受益于全球核聚变实验装置建设加速、技术突破频发以及私人资本大量涌入。

图1:全球核聚变能量转换与发电系统市场规模(2024-2026E)

1.2私人投资趋势

根据聚变产业协会（FIA）和欧洲聚变能组织（F4E）数据，全球私人核聚变投资呈现爆发式增长。2020年累计仅约16亿美元，到2025年底已超过140亿美元，五年间增长近8倍。2022年能源危机后，投资增速进一步加快。2026年，中国民营核聚变企业融资进入"密集砸钱"时代，仅上半年就有多家企业完成大额融资。

图2:全球私人核聚变投资累计(2020-2025)

二、技术路线分析

2.1技术路线分布

托卡马克（Tokamak）是目前全球核聚变实验装置中占比最高的技术路线，达到45.8%。其优势在于磁场约束等离子体的稳定性和工程成熟度，ITER（国际热核聚变实验堆）和中国的EAST、中国环流三号均采用此路线。仿星器（Stellarator）占12.5%，以德国Wendelstein 7-X为代表，等离子体稳态运行性能优异。惯性约束（Inertial Confinement）占11.2%，以美国国家点火装置（NIF）和激光惯性约束为代表。

图3:全球聚变装置技术路线分布(2025)

2.2主要技术路线对比

•磁约束-托卡马克：工程最成熟，ITER计划2035年实现氘氚聚变，CFS-SPARC采用高温超导磁体大幅缩小装置体积

•磁约束-仿星器：稳态运行优势显著，德国W7-X实现30分钟等离子体持续运行

•惯性约束：美国NIF已实现净能量增益（Q>1），激光聚变商业公司如Xcimer Energy获融资

•氢硼聚变（无中子）：新奥集团玄龙-50U实现电子温度突破1亿度，无需氚燃料更具商业吸引力

三、区域市场与投资分布

3.1全球区域投资格局

美国和中国是全球核聚变投资最活跃的两个国家，合计占比超过85%。美国以48.5%的份额领先，拥有CFS、Helion、TAE等明星企业，以及ITER的国内合作伙伴。中国以36.5%紧随其后，2026年民营融资爆发，国资和民间资本双轮驱动。英国、德国、日本等欧洲国家合计占比约11%。

图4:全球核聚变私人投资区域分布(2025)

3.2中国核聚变投资爆发

2026年，中国核聚变领域进入"密集砸钱"时代。2023年民营投资约25亿元人民币，2024年约50亿元，2025年飙升至约120亿元，2026年预计突破250亿元。国资层面，中国核电、上海电气等央企深度参与；民间资本方面，米哈游、红杉中国、达晨财智等纷纷入局。

图5:中国核聚变产业投资增长(2023-2026E)

3.3全球实验装置分布

截至2026年第二季度，全球共有超过120座聚变实验装置在建或运营。美国以25座位居首位，中国22座位列第二，俄罗斯15座。国际热核聚变实验堆（ITER）在法国建设，预计2030年代初期实现首次全功率氘氚反应。中国EAST装置（合肥）已实现403秒高约束模等离子体运行世界纪录。

图6:全球聚变实验装置数量按国家分布(2026)

四、竞争格局与主要企业

4.1全球领先企业

Commonwealth Fusion Systems (CFS)是全球累计融资最多的私营核聚变企业，B2轮获8.63亿美元，累计近30亿美元。其SPARC装置采用稀土钡铜氧化物（REBCO）高温超导磁体，计划于2025-2026年实现首次等离子体放电，目标2030年代初期并网发电。Helion Energy以磁化靶聚变路线获得超15.5亿美元融资，估值155亿美元，并与微软签署全球首份核聚变购电协议（PPA）。

图7:全球核聚变企业累计融资排名(2025)

4.2中国核聚变企业

表1:中国主要民营核聚变企业

五、产业链与供应链分析

5.1核聚变反应堆供应链价值分布

核聚变反应堆的供应链涵盖超导磁体、等离子体控制系统、氚增殖包层、真空腔室、冷却系统等多个环节。超导磁体是最核心、价值最高的部件，占反应堆总成本的约28%，其次是等离子体控制系统（22%）和氚增殖包层（15%）。高温超导带材（如REBCO）的量产能力和成本下降是实现商业化聚变的关键瓶颈。

图8:核聚变反应堆供应链价值分布

5.2关键供应链环节

•高温超导磁体：CFS采用REBCO带材实现20T超强磁场，上海超导、西部超导等中国企业加速布局

•等离子体控制：AI辅助实时控制成为标配，多传感器融合提升等离子体稳定性

•氚燃料循环：锂基增殖包层实现氚自持，氢硼路线（如玄龙-50U）则完全规避氚供应难题

•耐高温材料：钨合金、碳基复合材料承受等离子体边缘上亿度高温冲击

六、技术趋势与挑战

6.1关键技术突破

•净能量增益（Q>1）：美国NIF已于2022年实现Q>1，CFS-SPARC目标2026-2027年实现Q>2

•高温超导商业化：REBCO带材成本从每米数千美元降至数百美元，推动装置小型化

• AI辅助等离子体控制：DeepMind与瑞士等离子体中心合作，AI实时预测和控制等离子体不稳定性

6.2商业化挑战

•工程挑战：持续稳态运行（>1000秒）、中子辐照损伤、氚自持循环仍需突破

•经济挑战：度电成本需降至50-100美元/MWh以下才具竞争力，目前仍高一个数量级

•监管与公众接受：核安全监管框架、核材料管控、公众认知仍需时间和政策支持

七、结论与展望

7.1主要结论

1.全球核聚变狭义市场2025年达47.3亿美元（+62.8%），2026E约58亿美元，进入加速增长期。

2.私人投资累计超140亿美元，美中两国占据85%以上份额，全球竞争格局初显。

3.托卡马克仍是主流技术路线（45.8%），但氢硼聚变、惯性约束等替代路线加速发展。

4.中国2026年民营核聚变融资爆发，星核聚变8.3亿元刷新纪录，能量奇点、星环聚能等快速推进。

7.2未来展望

展望2026-2030年，可控核聚变将从实验验证阶段迈向工程示范阶段。CFS-SPARC、Helion Polaris等装置计划2027-2030年实现首次并网发电。ITER预计2030年代初期实现全功率运行。中国CFETR计划2035年开始实验运行。预计到2031年，全球核聚变市场规模将增长至338亿美元。尽管商业化仍面临工程和经济挑战，但技术突破和资本涌入正加速这一"终极能源"从梦想走向现实。

数据来源

• Fusion Industry Association (FIA)

• Fusion for Energy (F4E) / European Commission

• MarketsandMarkets Research

• Precedence Research

•中国证券报、上海证券报、证券时报

—报告结束—