國信證券：可控核聚變商業(yè)化加速 能源發(fā)展有望迎來新突破

國信證券發(fā)布研究報告稱，可控核聚變兼具三大優(yōu)勢：1)能量密度高;2)原料來源廣泛;3)安全性高，能源發(fā)展有望迎來新突破。目前世界規(guī)模最大的試驗堆是多國合作的ITER項目，最新預(yù)期2029年完工。我國最主要的兩個聚變試驗堆分別是HL-2M和EAST，已取得多項成果。若未來可以發(fā)現(xiàn)臨界溫度更高的高溫甚至室溫超導(dǎo)材料并用于聚變堆磁線圈，聚變堆性能有望進(jìn)一步提高。聚變產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋范圍較廣，存在較多優(yōu)質(zhì)投資機會，推薦關(guān)注聚變產(chǎn)業(yè)鏈上游原材料供應(yīng)公司和中游裝備制造公司。

推薦：“核電與新能源”雙輪驅(qū)動中國核電（601985）(601985.SH)，建成玄龍-50聚變裝置的新奧股份（600803）(600803.SH)。

(資料圖片)

國信證券主要觀點如下：

可控核聚變兼具三大優(yōu)勢，能源發(fā)展有望迎來新突破。

能量密度高：據(jù)測算，目前主要研究方向的氘氚聚變中，1克氘氚氣體聚變產(chǎn)生的能量約等于5克鈾235裂變或18噸5500大卡煤炭燃燒所釋放的能量。原料來源廣泛：氘可以通過提取并電解海水中的重水獲得，而氚可以通過熱中子轟擊鋰6原子得到。根據(jù)該行的簡單測算，氘氚聚變的燃料成本約為0.0050元/kWh。安全性高：原料和產(chǎn)物放射性相對可控，不產(chǎn)生放射性乏燃料;聚變反應(yīng)可通過停止燃料供應(yīng)立刻中斷，不存在熔毀風(fēng)險。

積極參與ITER項目，國內(nèi)兩大試驗堆取得多項成果。

目前世界規(guī)模最大的試驗堆是多國合作的ITER項目，最新預(yù)期2029年完工。我國最主要的兩個聚變試驗堆分別是HL-2M和EAST，已取得1MA等離子體電流、1億度等離子體溫度和1000秒等離子體約束時間等多項成果。此外，CFETR項目正在建設(shè)，其中二期項目規(guī)劃達(dá)到1GW功率，能量增益因子達(dá)到10，預(yù)計2035年建成。

磁約束是主要的研究方向，托卡馬克裝置成熟度較高。

根據(jù)聚變堆約束等離子體的方式可將可控核聚變分為磁約束、慣性約束和重力約束，目前以能源為目的的研究主要聚焦于磁約束方向。磁約束的典型裝置中，環(huán)形托卡馬克被認(rèn)為是最有可能實現(xiàn)可控核聚變的裝置。此外，球型托卡馬克主要用于基礎(chǔ)物理研究，而仿星器仍存在新古典運輸?shù)入y點。

高溫超導(dǎo)突破，有望提升聚變堆參數(shù)。

高性能磁約束聚變堆需要使用超導(dǎo)磁線圈，世界首座非圓截面全超導(dǎo)托卡馬克EAST裝置仍使用低溫超導(dǎo)體，冷卻成本較高。1986年發(fā)現(xiàn)鑭-鋇-銅-氧化合物超導(dǎo)性質(zhì)后，高溫超導(dǎo)材料有較大的發(fā)展，臨界溫度最高已達(dá)250K(-23℃)。若未來可以發(fā)現(xiàn)臨界溫度更高的高溫甚至室溫超導(dǎo)材料并用于聚變堆磁線圈，聚變堆性能有望進(jìn)一步提高。

AI發(fā)展超預(yù)期，助力仿真、設(shè)計和控制環(huán)節(jié)。

由于聚變過程的復(fù)雜性，其模擬仿真、裝置設(shè)計及控制存在一定的困難。人工智能的不斷發(fā)展和算力的持續(xù)提升有望提高聚變研究和設(shè)計的效率。

資本市場對可控核聚變落地樂觀，首個聚變商業(yè)協(xié)議擬2028年發(fā)電。

民營企業(yè)也開始參與可控核聚變的研究。相關(guān)統(tǒng)計顯示，截至2023年4月，已有44家聚變企業(yè)完成創(chuàng)建，其中僅2022年就創(chuàng)建了9家公司。這些公司對聚變預(yù)期較為樂觀，超半數(shù)認(rèn)為2035年首臺核聚變機組有望并網(wǎng)發(fā)電。微軟公司與聚變公司HelionEnergy簽署對賭協(xié)議，后者2028年起向微軟提供至少50MW電力，并承諾將核聚變發(fā)電成本降低至1美分/kWh。

聚變產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋廣，投資機會比較豐富。

聚變產(chǎn)業(yè)鏈上游覆蓋有色金屬(鎢、銅等)、特種鋼材、特種氣體(氘、氚)等原料供應(yīng);中游覆蓋聚變技術(shù)研發(fā)、裝備制造(第一壁、偏濾器、蒸汽發(fā)生器、超導(dǎo)磁線圈等組件)及仿真、控制軟件的開發(fā);下游覆蓋聚變機組的運營。聚變產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋范圍較廣，存在較多優(yōu)質(zhì)投資機會。

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